半导体元件的制作方法

本申请案主张美国第17/723,751及17/724,158号专利申请案的优先权(即优先权日为“2022年4月19日”)，其内容以全文引用的方式并入本文中。本公开是有关于一种半导体元件，特别是关于一种具有衬层结构的半导体元件。

背景技术：

1、半导体元件用于各种电子应用，例如个人电脑、移动电话、数码相机及其他电子设备。半导体元件的尺寸持续地缩小，以满足对于运算能力日益增长的需求。然而，在缩小尺寸的过程中会出现各种问题，而且这些问题不断地增加。因此，在改善品质、良率、性能及可靠度并降低复杂性的方面仍然存在挑战。

2、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“先前技术”的任一部分，不构成本公开的先前技术。

技术实现思路

1、本公开的一方面提供一种半导体元件，其包括：一基板；一第一介电层，位于该基板上；一第一导电层，位于该第一介电层内；一中间膜，位于该第一导电层上且包括一u形剖面轮廓；以及一填充层，位于该中间膜上，其中该中间膜包含碳化硅。

2、本公开的另一方面提供一种半导体元件，其包括：一基板；一杂质区，位于基板内；一中间膜，位于该杂质区上且包括一u形剖面轮廓；以及一填充层，位于该中间膜上，其中该中间膜包含碳化硅。

3、本公开的另一方面提供一种半导体元件的制造方法，包括：提供一基板；在该基板上形成一第一介电层；在该第一介电层内形成一第一导电层；在该第一介电层上形成一第二介电层；沿着该第二介电层形成一开口以露出该第一导电层；在该开口内顺应性地形成一层第一材料；在该层第一材料上形成一层填充材料以完全填充该开口；以及进行一平坦化制程直到露出该第二介电层的一顶表面，以将该层第一材料变成一中间膜且该层填充材料变成一填充层，其中该中间膜包括一u形剖面轮廓及碳化硅。

4、本公开的另一方面提供一种半导体元件的制造方法，包括：提供一基板；在该基板内形成一杂质区；在该基板上形成一第一介电层；沿着该第一介电层形成一开口以露出该杂质区；在该开口内顺应性地形成一层第一材料；在该层第一材料上形成一层填充材料以完全填充该开口；以及进行一平坦化制程直到露出该第一介电层的一顶表面，以将该层第一材料变成一中间膜且该层填充材料变成一填充层，其中该中间膜包括一u形剖面轮廓及碳化硅。

5、由于本公开的半导体元件的设计，可借由采用由碳化硅所形成的中间膜来减少或避免电子迁移。结果，可提升制造半导体元件的良率及/或可靠度。

6、上文已相当广泛地概述本公开的特征及技术优点，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他特征和优点将描述于下文。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作为修改或设计其他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：

1.一种半导体元件，包括：

2.如权利要求1所述的半导体元件，更包括一第一阻障膜，位于该第一导电层与该中间膜之间，其中该第一阻障膜包括钛、钽或其组合。

3.如权利要求2所述的半导体元件，更包括一第二阻障膜，位于该第一阻障膜与该中间膜之间，其中该第二阻障膜包括氮化钛、氮化钽或其组合。

4.如权利要求3所述的半导体元件，更包括一第三阻障膜，位于该中间膜与该填充层之间，其中该第三阻障膜包括氮化钛、氮化钽或其组合，且其中该中间膜、该第一阻障膜、该第二阻障膜及该第三阻障膜构成位于该第一导电层上的一衬层结构。

5.如权利要求4所述的半导体元件，其中该填充层包括铜、钨或其组合。

6.如权利要求5所述的半导体元件，其中该第一导电层包括钨、钴、锆、钽、钛、铝、钌、铜、金属碳化物、金属氮化物、过渡金属铝化物或其组合。

7.如权利要求6所述的半导体元件，其中该第一介电层包括二氧化硅、未掺杂的硅酸盐玻璃、氟硅酸盐玻璃、硼磷硅酸盐玻璃、旋涂低k介电层、化学气相沉积低k介电层或其组合。

8.一种半导体元件，包括：

9.如权利要求8所述的半导体元件，更包括一第一阻障膜，位于该杂质区与该中间膜之间，其中该第一阻障膜包括钛、钽或其组合。

10.如权利要求9所述的半导体元件，更包括一第二阻障膜，位于该第一阻障膜与该中间膜之间，其中该第二阻障膜包括氮化钛、氮化钽或其组合。

11.如权利要求10所述的半导体元件，更包括一第三阻障膜，位于该中间膜与该填充层之间，其中该第三阻障膜包括氮化钛、氮化钽或其组合，且其中该中间膜、该第一阻障膜、该第二阻障膜及该第三阻障膜构成位于该杂质区上的一衬层结构。

12.如权利要求11所述的半导体元件，其中该填充层包括铜、钨或其组合。

13.如权利要求12所述的半导体元件，其中该杂质区包括n型掺杂剂或p型掺杂剂。

14.如权利要求12所述的半导体元件，其中该杂质区包括外延材料。

15.如权利要求13所述的半导体元件，其中第一介电层包括二氧化硅、未掺杂的硅酸盐玻璃、氟硅酸盐玻璃、硼磷硅酸盐玻璃、旋涂低k介电层、化学气相沉积低k介电层或其组合。

技术总结
本申请公开一种具有衬层结构的半导体元件。该半导体元件包含：一基板；一第一介电层，位于该基板上；一第一导电层，位于该第一介电层内；一中间膜，位于该第一导电层上且包含一U形剖面轮廓；以及一填充层，位于该中间膜上，其中该中间膜包含碳化硅。

技术研发人员：黄则尧
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：2024/1/15