继续参考图11所示，所述半导体器件包括：
[0119] 半导体衬底20;
[0120] 在所述半导体衬底20上的介质层30,在所述介质层30内形成有开孔；
[0121] 覆盖于所述开孔的侧壁的至少一层保护层62 ;
[0122] 位于所述开孔内的金属插塞71。
[0123] 本实施例中，所述半导体器件还包括位于所述半导体衬底20上的第一绝缘层21， 和位于第一绝缘层21上的第二绝缘层22,所述介质层30位于所述第二绝缘层22上方，且 所述介质层30内的开孔50贯穿所述第二绝缘层22和第一绝缘层21露出所述半导体衬底 20表面，所述金属插塞71的下端与所述半导体衬底20表面接触。
[0124] 本实施例中，所述介质层30为多孔结构。
[0125] 本实施例中，所述金属插塞71为铜插塞。
[0126] 所述保护层62为氮化硅层或是氮化铝层，且所述至少一层保护层的厚度为 5~50 A。如，在所述50侧壁与所述金属插塞71之间包括5层所述保护层，所述5层保护层 总厚度为30 A。
[0127] 本实施例中，所述第一绝缘层21的材料为掺碳的氮化硅（SiCN)，第二绝缘层22材 料为氧化硅。
[0128] 本发明半导体器件中，氮化硅或氧化铝与介质层具有良好的结合强度，且，氮化硅 或氧化铝作为保护层的材料可有效抑制金属插塞中的金属原子向介质层中扩散，从而提高 金属插塞性能。
[0129] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本 发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所 限定的范围为准。
【主权项】
1. 一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括： 提供半导体衬底； 在所述半导体衬底上形成介质层，在所述介质层中形成开孔； 对所述开孔的侧壁进行至少一次表面处理，所述表面处理包括；通过第一离子对所述 开孔进行处理，在所述开孔侧壁上形成离子吸附层； 通过与第一离子电性不同的第二离子对所述开孔进行处理，所述第二离子与所述离子 吸附层反应形成保护层； 向所述开孔内填充金属材料层，W形成金属插塞。2. 如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，通过第一离子对所述开 孔进行处理，在所述开孔侧壁上形成离子吸附层的步骤包括： 向等离子体发生装置中通入第一气体，W形成所述第一离子；使所述第一离子吸附在 所述开孔侧壁，形成含有第一离子的离子吸附层； 通过与第一离子电性不同的第二离子对所述开孔进行处理，所述第二离子与所述离子 吸附层反应形成保护层的步骤包括： 向等离子体发生装置中通入第二气体，W形成所述第二离子；使所述第二离子与所述 离子吸附层内的第一离子反应，W形成所述保护层。3. 如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于， 向等离子体发生装置中通入第一气体，W形成所述第一离子的步骤包括： 向等离子体发生装置中通入SiH4作为第一气体，所述SiH4被等离子化后形成SiHxM乍 为第一离子，其中，O3; 向等离子体发生装置中通入第二气体，W形成所述第二离子，使所述第二离子与所述 离子吸附层内的第一离子反应，W形成所述保护层的步骤包括： 向等离子体发生装置中通入吨作为第二气体，所述成被等离子化后形成N作为第二 离子，SiH/与N反应形成氮化娃材料的保护层。4. 如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于， 向等离子体发生装置中通入第一气体，W形成所述第一离子的步骤包括： 向等离子体发生装置中通入Al(CH2CH3)3作为第一气体，Al(CH2CH3)3被等离子化后形成AUCH2CH3)/作为第一离子，其中，O《y《2; 向等离子体发生装置中通入第二气体，W形成所述第二离子，使所述第二离子与所述 离子吸附层内的第一离子反应，W形成所述保护层的步骤包括： 向等离子体发生装置中通入吨作为第二气体，所述成被等离子化后形成N作为第二 离子，Al((??)/与N反应形成氮化铅材料的保护层。5. 如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述保护层为氮化娃，所 述第一离子为SiH/,其中O《X《3,所述第二离子为N; 或者，所述保护层为氮化铅，所述第一离子为Al(CH2CH3)/，其中O《y《2,所述第二离 子为N。6. 如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于， 向等离子体发生装置中通入第一气体，W形成所述第一离子的步骤包括： 所述等离子体发生装置中气压为0. 1~lOtorr，功率为50~5000W;第一气体流量为 50~SOOOsccm,持续通入所述第一气体5~50s。7. 如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，向等离子体发生装置中 通入第二气体，W形成所述第二离子的步骤包括： 所述等离子体发生装置中气压为0. 5~lOtorr，第二气体流量为50~3000sccm，功率 为 50 ~5000W。8. 如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，向等离子体发生装置中 通入第一气体，W形成所述第一离子的步骤包括；向所述等离子发生装置内通入第一气体 的同时，向所述等离子发生装置内通入保护气体，所述保护气体包括氮气。9. 如权利要求8所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述保护气体的流量为 1000 ~SOOOsccm。10. 如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，对所述开孔的侧壁进行 至少一次表面处理后在所述开口的侧壁上形成至少一层保护层，所述至少一层保护层的厚 度为5~50A。11. 如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述介质层的K值小于 或等于3,或者，所述介质层的K值小于或等于2. 6。12. 如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述介质层为多孔结 构。13. 如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，向所述开孔内填充金属 材料层，W形成金属插塞的步骤包括： 向所述开孔内填充铜层，W形成铜插塞。14. 如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，对所述开孔的侧壁进行 至少一次表面处理的步骤包括：对所述开孔进行1~5次所述表面处理。15. -种半导体器件，其特征在于，包括： 半导体衬底； 在所述半导体衬底上的介质层，在所述介质层中形成有开孔； 覆盖于所述开孔侧壁的至少一层保护层； 位于所述开孔内的金属插塞。16. 如权利要求15所述的半导体器件，其特征在于，所述保护层为氮化娃层或氮化铅 层。17. 如权利要求15所述的半导体器件，其特征在于，所述至少一层保护层的厚度为 5~50A。18. 如权利要求15所述的半导体器件，其特征在于，所述介质层为多孔结构。
【专利摘要】本发明提供了一种半导体器件及其形成方法。半导体器件的形成方法包括：在半导体衬底上的介质层内形成开孔后，对开孔侧壁进行至少一次表面处理，所述表面处理包括：通过第一离子对开孔进行处理，第一离子吸附在开孔侧壁上，且进入介质层开孔侧壁的缝隙中，从而在开孔的侧壁形成致密的离子吸附层；通过第二离子对开孔进行处理，第二离子与离子吸附层中的第一离子电性不同，可以被第一离子吸引并与第一离子反应，形成较为致密的保护层。在后续向介质层的开孔内形成金属插塞后，相比于现有的扩散阻挡层，相比于现有的扩散阻挡层，在相同的厚度条件下，保护层可提高抑制金属插塞中的金属原子向介质层内扩散的作用，从而提高金属插塞的稳定性。
【IPC分类】H01L23/522, H01L21/768
【公开号】CN105206598
【申请号】CN201410294585
【发明人】周鸣
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年6月26日