接触结构及其制备方法与流程

本申请案主张美国第17/670,744号专利申请案的优先权(即优先权日为“2022年2月14日”)，其内容以全文引用的方式并入本文中。本公开关于一种接触结构及其制备方法。特别是有关于一种具有保护层的接触结构及其制备方法。

背景技术：

1、导电特征形成在半导体元件中以传输讯号。一些导电特征被填入凹槽中，如介电层中的接触孔及基底中的沟槽。此外，功能层也可以在凹槽中形成。功能层将凹槽中的导电特征与周围结构分开，并可提供附加的功能。例如，功能层可以包括阻障层、粘附层、栅极介电层等。

2、随着半导体元件的不断进展，容纳导电特征的凹槽尺寸变得更小。因此，凹槽的长宽比增加。因此，在前几代中，保持功能层的低厚度及高度一致性的同时，在凹槽中形成功能层变得更加困难。

3、上文的“先前技术”说明仅是提供背景技术，并未承认上文的“先前技术”说明揭示本公开的标的，不构成本公开的先前技术，且上文的“先前技术”的任何说明均不应作为本案的任一部分。

技术实现思路

1、在本公开的一个方面提供一种半导体元件。该半导体元件包括：一凹槽结构；一导电特征，填充在该凹槽结构的一凹槽中；一第一功能层，在该导电特征与该凹槽结构之间延伸，并包括一第一元件；一第二功能层，在该第一功能层与该导电特征之间延伸，并包括一第二元件；以及一界面层，沿该第一功能层与该第二功能层之间的一界面延伸，并包括该第一元件及该第二元件。

2、在本公开的另一个方面提供一种半导体元件的制备方法。该制备方法包括：形成一凹槽结构；形成一第一功能层，以至少覆盖该凹槽结构该凹槽的一侧壁；形成一第二功能层，以覆盖该第一功能层；执行一快速热处理，以形成沿着该第一功能层与该第二功能层之间的一界面延伸的一界面层；以及形成一导电特征以填充该凹槽。

3、上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，而使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或制程而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中具有通常知识者亦应了解，这类等效建构无法脱离后附的权利要求所界定的本公开的精神和范围。

技术特征：

1.一种接触结构，包括：

2.如权利要求1所述的接触结构，其中该第一功能层是一侧壁间隙子，以横向环绕该导电特征的一下部。

3.如权利要求2所述的接触结构，其中该界面层共形地覆盖该第一功能层，并从该凹槽的一底面延伸到比该凹槽结构的一最上表面低的高度。

4.如权利要求2所述的接触结构，其中该界面层更包括该第一功能层中的一第三元件。

5.如权利要求4所述的接触结构，其中该第一功能层由氮化硅形成，该第二功能层由钛形成，而该界面层由氮化硅钛形成。

6.如权利要求2所述的接触结构，更包括一附加界面层，沿着一界面延伸，该界面在该第二功能层与位于该第二功能层下面的该凹槽结构的一部分之间。

7.如权利要求6所述的接触结构，其中该附加界面层与该界面层横向接触。

8.如权利要求6所述的接触结构，其中该附加界面层包括该第二功能层中的该第二元件及位于该第二功能层下面的该凹槽结构该部分中的一第三元件。

9.如权利要求8所述的接触结构，其中该第二功能层是由钛形成，该凹槽结构的该部分包括硅，而该附加界面层是由硅化钛形成。

10.如权利要求2所述的接触结构，更包括一阻障层，在该导电特征与该第二功能层之间延伸。

11.如权利要求1所述的接触结构，其中该第一功能层、该第二功能层及该界面层沿该导电特征的一底面延伸，并完全覆盖该导电特征的一侧壁。

12.如权利要求11所述的接触结构，其中该界面层更包括该第二功能层中的一第三元件。

13.如权利要求12所述的接触结构，其中该第一功能层由氧化硅形成，该第二功能层由氮化钛形成，而该界面层由氧化钛形成。

14.如权利要求1所述的接触结构，其中该基底的一顶面与该通孔重叠的一部分定义该凹槽的一底面。

15.一种接触结构的制备方法，包括：

16.如权利要求15所述的制备方法，其中在形成该界面层的该快速热处理期间，该第一功能层及该第二功能层中的内容物在该第一一功能层与第二功能层之间的该界面上相互扩散。

17.如权利要求15所述的制备方法，其中在该快速热处理期间更形成沿一界面延伸的一附加界面层，该界面在该第二功能层与位于该第二功能层下面的该凹槽结构的一部分之间，并且该附加界面层是该第二功能层与该凹槽结构的该部分之间相互扩散而形成。

18.如权利要求15所述的制备方法，其中形成该第一功能层包括：

19.如权利要求15所述的制备方法，其中在该快速热处理期间，该第一功能层中的氧气扩散到与该第一功能层接触的该第二功能层的一薄层部分，且该第二功能层的该薄层部分被氧化，以形成该界面层。

技术总结
本公开提供一种接触结构及其制备方法。该接触结构包括一凹槽结构，其中该凹槽结构包括一基底，具有从该基底的一最上表面延伸到该基底中的一凹槽；一导电特征，填充在该凹槽结构的该凹槽中；一第一功能层，在该导电特征与该凹槽结构之间延伸，并包括一第一元件；一第二功能层，在该第一功能层与该导电特征之间延伸，并包括一第二元件；以及一界面层，沿该第一功能层与该第二功能层之间的一界面延伸，并包括该第一元件及该第二元件。

技术研发人员：杨圣辉
受保护的技术使用者：南亚科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14