專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，更具體而言，涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
在要求存儲(chǔ)器件具有低功耗的情況下，已經(jīng)研究了具有非易失性和非刷新性的下一代存儲(chǔ)器件。作為這種下一代存儲(chǔ)器件的實(shí)例的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PCRAM)利用施加到相變層(例如，硫族化物化合物)的電脈沖所產(chǎn)生的相變層的非晶態(tài)和晶態(tài)之間的電阻差異來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有的PCRAM中，使用MOS晶體管或PN 二極管作為開(kāi)關(guān)元件。當(dāng)使用MOS晶體管作為開(kāi)關(guān)元件時(shí)，在PCRAM的集成上的改進(jìn)有所限制。當(dāng)使用PN二極管作為開(kāi)關(guān)元件時(shí)，多個(gè)PN 二極管經(jīng)由形成在有源區(qū)的表面中的N+區(qū)而彼此電連接。因而，由于N+區(qū)的大電阻的緣故，單元的驅(qū)動(dòng)電流彼此不同。因此，需要一種具有改進(jìn)設(shè)計(jì)的PCRAM以及制造這種改進(jìn)的PCRAM的方法。近年來(lái)，一般使用肖特基二極管作為現(xiàn)有PCRAM的開(kāi)關(guān)元件?，F(xiàn)有的PCRAM使用半導(dǎo)體襯底上的金屬字線和形成在字線上的肖特基二極管。肖特基二極管包括與字線接觸的阻擋金屬層(barrier metal layer)和形成在阻擋金屬層上的P+多晶硅層。在使用肖特基二極管的現(xiàn)有PCRAM中，必須要增加阻擋金屬層的高度以控制關(guān)態(tài)電流，而為了增加阻擋金屬層的高度必須要降低阻擋金屬層的功函數(shù)。在制造現(xiàn)有PCRAM時(shí)，用于字線或阻擋金屬層的金屬可以包括鋁(Al)、鎢(W)、氮化鈦(TiN)或銅(Cu)。然而，由于后續(xù)的熱處理要在700° C或更高的溫度執(zhí)行，所以難以使用諸如Al或Cu的金屬材料。因而通常使用TiN作為用于字線或阻擋金屬層的金屬。然而，TiN具有大的功函數(shù)，例如大約4.7eV，這降低了 PCRAM的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，所述半導(dǎo)體器件能夠通過(guò)改善作為形成半導(dǎo)體器件的材料中的一種的金屬氮化物層的特性來(lái)增強(qiáng)其可靠性。根據(jù)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體器件。所述半導(dǎo)體器件可以包括:半導(dǎo)體襯底，其中形成有字線區(qū)；以及阻擋金屬層，所述阻擋金屬層由金屬氮化物形成、被布置在字線區(qū)上、并引起產(chǎn)生肖特基結(jié)，所述阻擋金屬層包括:由硝化的第一材料形成的第一氮化物材料；以及由硝化的第二材料形成的第二氮化物材料，其中所述阻擋金屬層由第一氮化物材料和第二氮化物材料的混合物形成，并且其中第一材料或第二材料中的任何一種富含用于形成金屬氮化物的金屬。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體器件。所述半導(dǎo)體器件可以包括:半導(dǎo)體襯底，其中形成有字線區(qū)；以及阻擋金屬層，所述阻擋金屬層由金屬氮化物形成、被布置在字線區(qū)上、并引起產(chǎn)生肖特基結(jié)，所述字線區(qū)包括由硝化的第一材料形成的第一氮化物材料；以及由硝化的第二材料形成的第二氮化物材料，其中所述字線區(qū)由第一氮化物材料和第二氮化物材料的混合物形成，并且其中第一材料或第二材料中的至少一種富含用于形成金屬氮化物的金屬。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法。所述方法可以包括以下步驟:提供形成有字線區(qū)的半導(dǎo)體襯底；將第一材料沉積在字線區(qū)上；通過(guò)將第一材料硝化來(lái)形成第一氮化物材料；判定第一氮化物材料是否具有期望的厚度，其中如果第一氮化物材料具有期望的厚度，則將第二材料沉積在第一氮化物材料上、通過(guò)將第二材料硝化來(lái)形成第二氮化物材料、并判定第二氮化物材料是否被沉積到期望的厚度，其中如果第二氮化物材料具有期望的厚度，則將P+多晶硅層沉積在第二氮化物材料上，并且其中第一材料或第二材料富含用于形成第一氮化物材料或第二氮化物材料的材料。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法。所述方法可以包括以下步驟:提供半導(dǎo)體襯底；將第一材料沉積在半導(dǎo)體襯底上；將第一材料硝化以形成第一氮化物材料；判定第一氮化物材料是否具有期望的厚度，其中如果第一氮化物材料具有期望的厚度，則將第二材料沉積在第一氮化物材料上、將第二材料硝化以形成第二氮化物材料、并判定第二氮化物材料是否被沉積到期望的厚度，其中如果第二氮化物材料具有期望的厚度，則在第二氮化物材料上形成阻擋金屬層；以及將P+多晶硅層沉積在阻擋金屬層上，其中第一材料和第二材料中的至少一種富含用于形成第一氮化物材料或第二氮化物材料的金屬。在以下標(biāo)題為“具體實(shí)施方式
”的部分來(lái)描述這些以及其它的特點(diǎn)、方面和實(shí)施例。


從如下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中將更加清楚地理解本發(fā)明主題的上述的以及其它的方面、特征和其它優(yōu)點(diǎn):圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示圖；圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖；圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造富Ti的氮化鈦的方法的流程圖；圖4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造氮化鋁的方法的流程圖；圖5是說(shuō)明經(jīng)由圖4和圖5中所示的制造工藝而形成的T1-Al-N的成分范圍的示圖；圖6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造氮化鈦的方法的流程圖；圖7是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造富Al的氮化鋁的方法的流程圖8是說(shuō)明經(jīng)由圖6和圖7所示的制造工藝而形成的T1-Al-N的成分范圍的示圖；以及圖9是說(shuō)明經(jīng)由圖3和圖7所示的制造工藝而形成的T1-Al-N的成分范圍的示圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖更詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例。本文參照截面圖來(lái)描述示例性實(shí)施例,截面圖是示例性實(shí)施例(以及中間結(jié)構(gòu))的示意性圖示。照此，可以預(yù)料到圖示的形狀變化是例如制造技術(shù)和/或公差的結(jié)果。因而，示例性實(shí)施例不應(yīng)被解釋為限于本文所說(shuō)明的特定形狀的區(qū)域，而是可以包括例如由于制造引起的在形狀上的偏差。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，可能對(duì)層和區(qū)域的長(zhǎng)度和尺寸進(jìn)行了夸大。相同的附圖標(biāo)記在附圖中表示相同的元件。還要理解當(dāng)提及一層在另一層或襯底“上”時(shí)，其可以直接在另一層或襯底上，或還可以存在中間層。圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分的示圖。參見(jiàn)圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100包括字線區(qū)120。字線區(qū)120包括形成在半導(dǎo)體襯底110上的金屬層或金屬氮化物層。這里，半導(dǎo)體器件100可以是PCRAM。引起產(chǎn)生肖特基結(jié)的阻擋金屬層130包括形成在字線區(qū)120上的金屬氮化物層。絕緣層140形成在阻擋金屬層130上，并且P+多晶硅層150形成在絕緣層140中以及與每個(gè)單元相對(duì)應(yīng)的阻擋金屬層上。在上述半導(dǎo)體器件100中，可以通過(guò)將第一氮化物材料和第二氮化物材料混合來(lái)形成構(gòu)成字線區(qū)120和阻擋金屬層130的金屬氮化物層，其中第一氮化物材料是將第一材料硝化，第二氮化物材料是將第二材料硝化。第一材料或第二材料中的至少一種可以富含用作形成金屬氮化物層的金屬。例如，第一材料可以富含鈦(Ti)，第二材料可以富含鋁(Al)。然而，第一材料和第二材料不局限于此，而是可以包括能夠形成金屬氮化物層的任何材料。控制構(gòu)成字線區(qū)120和阻擋金屬層130的金屬氮化物層的成分的原因是要降低字線區(qū)120和阻擋金屬層130的功函數(shù)。具體地，當(dāng)阻擋金屬層130的功函數(shù)降低時(shí)，可以減小關(guān)態(tài)電流，并且可以改善半導(dǎo)體器件的可靠性。以下將詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件100的方法。圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。參見(jiàn)圖2，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法包括提供半導(dǎo)體襯底110 (S210)。在半導(dǎo)體襯底Iio上形成包括金屬層或金屬氮化物層的字線區(qū)120(S220)。然后，在字線區(qū)120上形成阻擋金屬層130。將描述形成阻擋金屬層130的方法。在字線區(qū)120上沉積第一材料并將第一材料硝化以形成第一氮化物材料(S230)。如上所述，第一材料可以包括鈦(Ti)。第一氮化物材料可以包括富Ti的氮化鈦(富Ti的TiN)、或Ti和N以T1:N為1:1的比例混合的氮化鈦(TiN)。然后，判斷第一氮化物材料是否形成到了期望的厚度(S240)。如果第一氮化物材料形成到了期望的厚度，則在第一氮化物材料上沉積第二材料并將第二材料硝化，以形成第二氮化物材料(S250)。如上所述，第二材料可以包括鋁(Al)。第二氮化物材料可以包括富Al的氮化鋁(富Al的A1N)、或Al和N以A1:N為1:1的比例混合的氮化鋁(A1N)。然后，判斷第二氮化物材料是否沉積到了期望的厚度(S255)。如果判定第二氮化物材料形成到了期望的厚度，則將P+多晶硅沉積到第二氮化物材料上，以形成P+多晶硅層(S260)。如果判定出第一氮化物材料或第二氮化物材料未形成到期望的厚度，則重復(fù)進(jìn)行沉積第一材料并將第一材料硝化以形成第一氮化物材料的工藝(S230)，或重復(fù)進(jìn)行沉積第二材料并將第二材料硝化以形成第二氮化物材料的工藝(S250)，直到第一氮化物材料或第二氮化物材料達(dá)到期望的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法中，描述的是阻擋金屬層130包括成分被控制的金屬氮化物層。然而，也可以將成分控制應(yīng)用于形成字線區(qū)120的工藝，如以下所述。經(jīng)由參照?qǐng)D3至圖6詳細(xì)描述的工藝來(lái)形成構(gòu)成字線區(qū)120或阻擋金屬層130的
金屬氮化物層。圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造富Ti的氮化鈦的方法的流程圖。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，可以例如利用圖3中所示的原子層沉積(ALD)方法來(lái)制造富Ti的氮化鈦(富Ti的TiN)。首先，提供鈦(Ti)前驅(qū)體(S310)。作為鈦(Ti)前驅(qū)體，可以使用Ti(NEtMe)4(TEMATi )、四(二甲氨基)鈦I(TDMATi )、氯化鈦(TiCl4)、碘化鈦(TiI4)、或氟化鈦(TiF4)。然后，執(zhí)行凈化操作以排出雜質(zhì)(S320 )。執(zhí)行氫(H2)等離子體工藝以從鈦(Ti)前驅(qū)體去除配體(S330)。接著，再次執(zhí)行凈化工藝以排出雜質(zhì)(S340)?？梢远啻蔚貓?zhí)行上述的步驟S310至S340這四個(gè)步驟的工藝，以將鈦(Ti)形成到期望的厚度，如上所述。隨后，執(zhí)行氨(NH3)氣或氨等離子體工藝以將沉積的鈦(Ti )硝化(S350)。鈦(Ti )的硝化程度基于NH3氣的分壓或供應(yīng)時(shí)間來(lái)確定。富Ti的氮化鈦(富Ti的TiN)根據(jù)存在在富Ti的氮化鈦(富Ti的TiN)中的鈦(Ti)的量而具有大約4.3eV至大約4.7eV的功函數(shù)。因此，不同于現(xiàn)有技術(shù)，可以通過(guò)控制鈦(Ti)的成分比來(lái)降低沉積的富Ti的氮化鈦(富Ti的TiN)的功函數(shù)。圖4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造氮化鋁的方法的流程圖。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，也經(jīng)由ALD方法來(lái)制造氮化鋁(A1N)，如在圖4中所示。首先，提供鋁(Al)前驅(qū)體(S410)。作為鋁(Al)前驅(qū)體，可以使用三甲基鋁(TMA)、三叔丁基招(tritertiarybutylaluminum, TBA)或氯化招(AlCl3X這里,招(Al)具有大約4eV至大約4.2eV的低功函數(shù)。然后，執(zhí)行凈化操作以排出雜質(zhì)(S420 )。執(zhí)行NH3氣或等離子體工藝以將沉積的鋁(Al)硝化(S430)。鋁(Al)的硝化程度基于NH3氣的分壓或供應(yīng)時(shí)間。
接著，執(zhí)行凈化操作以排出雜質(zhì)(S440 )。圖5示出經(jīng)由圖3和圖4的制造工藝而形成的T1-Al-N的成分范圍。如圖5所示，由于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的金屬氮化物層使用富Ti的氮化鈦(富Ti的TiN)，所以富Ti的TiN具有大約大于0.5到小于I的鈦(Ti)成分比。氮化鋁(AlN)中的Al:N的含量是1:1，鋁(Al)和氮(N)都具有0.5的成分比。因此，當(dāng)將富Ti的TiN和AlN混合時(shí)，T1-Al-N具有如圖5所示的成分范圍A。圖6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造氮化鈦的方法的流程圖。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，如圖6所示，經(jīng)由ALD方法來(lái)制造氮化鈦(TiN)。首先，提供鈦(Ti)前驅(qū)體(S610)。作為鈦(Ti)前驅(qū)體，可以使用TEMAT1、TDMAT1、TiCl4、TiI4*TiF4。執(zhí)行凈化操作以排出雜質(zhì)(S620)。接著，執(zhí)行氨(NH3)氣或氨等離子體工藝，以將沉積的鈦(Ti)硝化(S630)。氨(NH3)不在化學(xué)計(jì)量上影響鈦(Ti)和氮(N)的成分，而是僅減少吸收的鈦(Ti)前驅(qū)體的量。因此，氨(NH3)氣是影響沉積速度的一個(gè)因素。再次執(zhí)行凈化操作以排出雜質(zhì)(S640 )。圖7是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的制造富Al的氮化鋁的方法的流程圖。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，也經(jīng)由ALD方法來(lái)制造富Al的氮化鋁(富Al的AlN),如圖7所示。首先，提供鋁(Al)前驅(qū)體(S710)。作為鋁(Al)前驅(qū)體，可以使用TMA、TBA或A1C13。
然后，執(zhí)行凈化操作以排出雜質(zhì)(S720 )。執(zhí)行氫(H2)等離子體工藝以從鋁(Al)前驅(qū)體去除配體(S730)。接著，執(zhí)行凈化操作以排出雜質(zhì)(S740 )?？梢远啻蔚貓?zhí)行上述的步驟S710至S740這四個(gè)步驟的工藝，以將鋁(Al)沉積到期望的厚度，如上所述。隨后，執(zhí)行氨(NH3)氣或氨等離子體工藝以將沉積的鋁(Al)硝化(S750)。鋁(Al)的硝化程度基于NH3氣的分壓或供應(yīng)時(shí)間。富Al的氮化鋁(富Al的AlN)具有大約4.0eV至大約4.2eV的功函數(shù)。因此，不同于現(xiàn)有技術(shù)，可以通過(guò)控制鋁(Al)的成分比來(lái)降低富Al的氮化鋁(富Al的AlN)的功函數(shù)。圖8示出說(shuō)明經(jīng)由圖6和圖7的制造工藝而形成的T1-Al-N的成分范圍的示圖。如圖8所示，由于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的金屬氮化物層使用富含Al的氮化鋁(富Al的A1N)，所以富Al的AlN具有大約大于0.5到小于I的鋁(Al)成分比。TiN的T1:N的含量是1:1，鈦(Ti)和氮(N)都具有0.5的成分比。因此，當(dāng)將富Al的AlN和TiN混合時(shí)，T1-Al-N具有如圖8所示的成分范圍A。圖9是說(shuō)明經(jīng)由圖3和圖7的制造工藝而形成的T1-Al-N的成分范圍的示圖。如圖9所示，由于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的金屬氮化物層使用富Ti的氮化鈦(富Ti的TiN)，所以鈦(Ti)的成分具有大約大于0.5到小于I的成分比。由于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的金屬氮化物層使用富Al的氮化鋁(富Al的A1N)，所以鋁(Al)的成分具有大約大于0.5到小于I的成分比。因此，當(dāng)將富Ti的氮化鈦(富Ti的TiN)和富Al的氮化鋁(富Al的AlN)混合時(shí)，T1-Al-N具有如圖9所示的成分范圍A。具體地，通過(guò)將具有能夠被降低的功函數(shù)的富Ti的氮化鈦(富Ti的TiN)和具有低功函數(shù)的富Al的氮化鋁(富Al的AlN)混合來(lái)形成圖9中所描述的金屬氮化物。因此當(dāng)與現(xiàn)有技術(shù)相比時(shí)金屬氮化物層的功函數(shù)可以具有低功函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的制造金屬氮化物層的方法可以應(yīng)用于制造除了T1-Al-N以外的基于多成分的金屬氮化物層(諸如T1-S1-N、Ta-Al-N或Ta-S1-N)的工藝。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100及其制造方法通過(guò)控制金屬氮化物層的成分來(lái)降低用于字線區(qū)120或阻擋金屬層130的金屬氮化物層的功函數(shù)，使得可以改善半導(dǎo)體器件的可靠性。盡管以上已經(jīng)描述了某些實(shí)施例，但是將要理解的是描述的實(shí)施例僅僅是示例性的。因此，不應(yīng)基于所描述的實(shí)施例來(lái)限定本文描述的器件和方法。更確切地說(shuō)，應(yīng)當(dāng)僅根據(jù)所附權(quán)利要求并結(jié)合以上描述和附圖來(lái)限定本文描述的系統(tǒng)和方法。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括: 半導(dǎo)體襯底，其中形成有字線區(qū)；以及 阻擋金屬層，所述阻擋金屬層由金屬氮化物形成、被布置在所述字線區(qū)上、并引起產(chǎn)生肖特基結(jié)，所述阻擋金屬層包括: 第一氮化物材料，所述第一氮化物材料由硝化的第一材料形成；以及 第二氮化物材料，所述第二氮化物材料由硝化的第二材料形成， 其中，所述阻擋金屬層由所述第一氮化物材料和所述第二氮化物材料的混合物形成，以及 其中，所述第一材料或所述第二材料中的任何一種富含用于形成所述金屬氮化物的金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一材料是鈦，并且所述第二材料是招。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一氮化物材料和所述第二氮化物材料包括通過(guò)原子層沉積而沉積的氮化物材料。
4.一種半導(dǎo)體器件，包括: 半導(dǎo)體襯底，其中形成有字線區(qū)`；以及 阻擋金屬層，所述阻擋金屬層由金屬氮化物形成、被布置在所述字線區(qū)上、并引起產(chǎn)生肖特基結(jié)， 所述字線區(qū)包括: 第一氮化物材料，所述第一氮化物材料由硝化的第一材料形成；以及 第二氮化物材料，所述第二氮化物材料由硝化的第二材料形成， 其中，所述字線區(qū)由所述第一氮化物材料和所述第二氮化物材料的混合物形成，以及 其中，所述第一材料或所述第二材料中的至少一種富含用于形成所述金屬氮化物的金屬。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一材料是鈦，并且所述第二材料是招。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一氮化物材料和所述第二氮化物材料包括通過(guò)原子層沉積而沉積的氮化物材料。
7.—種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括以下步驟: 提供形成有字線區(qū)的半導(dǎo)體襯底； 將第一材料沉積在所述字線區(qū)上； 通過(guò)將所述第一材料硝化來(lái)形成第一氮化物材料； 判斷所述第一氮化物材料是否具有期望的厚度，其中，如果所述第一氮化物材料具有期望的厚度，則: 將第二材料沉積在所述第一氮化物材料上， 通過(guò)將所述第二材料硝化來(lái)形成第二氮化物材料，以及 判斷所述第二氮化物材料是否被沉積到期望的厚度，其中，如果所述第二氮化物材料具有期望的厚度，則: 將P+多晶硅層沉積在所述第二氮化物材料上，以及其中，所述第一材料或所述第二材料富含用于形成所述第一氮化物材料或所述第二氮化物材料的材料。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括以下步驟: 如果判定出所述第一氮化物材料不具有期望的厚度，則重復(fù)沉積所述第一材料和形成所述第一氮化物材料；或者 如果判定出所述第二氮化物材料不具有期望的厚度，則重復(fù)沉積所述第二材料和形成所述第二氮化物材料。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一材料是鈦，并且所述第二材料是鋁。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，沉積所述第一材料和沉積所述第二材料的步驟包括以下步驟:利用原子層沉積來(lái)沉積所述第一材料和所述第二材料。
11.如權(quán)利要求7所述的 方法，其中，形成所述第一氮化物材料的步驟還包括以下步驟: 在所述半導(dǎo)體襯底的字線區(qū)上提供第一材料前驅(qū)體； 執(zhí)行凈化以去除雜質(zhì)； 執(zhí)行氫工藝以從所述第一材料前驅(qū)體去除配體； 執(zhí)行第二凈化以去除雜質(zhì)；以及 通過(guò)利用氨氣或氨等離子體工藝將所述第一材料硝化來(lái)形成所述第一氮化物材料。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，形成所述第一氮化物材料的步驟還包括以下步驟: 在所述半導(dǎo)體襯底的字線區(qū)上提供第一材料前驅(qū)體； 執(zhí)行凈化以去除雜質(zhì)； 通過(guò)利用氨氣或氨等離子體工藝將所述第一材料硝化來(lái)形成所述第一氮化物材料；以及 執(zhí)行第二凈化以去除雜質(zhì)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第一材料前驅(qū)體包括選自Ti(NEtMe)4、四(二甲氨基)鈦1、氯化鈦、碘化鈦、或氟化鈦中的任何一種。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，形成所述第二氮化物材料的步驟還包括以下步驟: 在形成在所述字線區(qū)上的所述第一氮化物材料上提供第二材料前驅(qū)體； 執(zhí)行凈化以去除雜質(zhì)； 執(zhí)行氫工藝以從所述第二材料前驅(qū)體去除配體； 執(zhí)行第二凈化以去除雜質(zhì)；以及 通過(guò)利用氨氣或氨等離子體工藝將所述第二材料硝化來(lái)形成所述第二氮化物材料。
15.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，形成所述第二氮化物材料的步驟還包括以下步驟: 在形成在所述字線區(qū)上的所述第一氮化物材料上提供第二材料前驅(qū)體； 執(zhí)行凈化以去除雜質(zhì)； 通過(guò)利用氨氣或氨等離子體工藝將所述第二材料硝化來(lái)形成所述第二氮化物材料；以及執(zhí)行第二凈化以去除雜質(zhì)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第二材料前驅(qū)體包括選自三甲基鋁、三叔丁基鋁或氯化鋁中的任何一種。
17.—種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括以下步驟: 提供半導(dǎo)體襯底； 將第一材料沉積在所述半導(dǎo)體襯底上； 將所述第一材料硝化以形成第一氮化物材料； 判斷所述第一氮化物材料是否具有期望的厚度，其中，如果所述第一氮化物材料具有期望的厚度，則: 將第二材料沉積在所述第一氮化物材料上， 將所述第二材料硝化以形成第二氮化物材料，以及 判斷所述第二氮化物材料是否被沉積到期望的厚度，其中，如果所述第二氮化物材料具有期望的厚度，則: 在所述第二氮化物材料上形成阻擋金屬層；以及 將P+多晶硅層沉積在所述阻擋金屬層上， 其中，所述第 一材料和所述第二材料中的至少一種富含用于形成所述第一氮化物材料或所述第二氮化物材料的金屬。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括以下步驟: 如果判定出所述第一氮化物材料不具有期望的厚度，則重復(fù)沉積所述第一材料和形成所述第一氮化物材料；或者 如果判定出所述第二氮化物材料不具有期望的厚度，則重復(fù)沉積所述第二材料和形成所述第二氮化物材料。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述第一材料是鈦，并且所述第二材料是鋁。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，沉積所述第一材料和沉積所述第二材料的步驟包括以下步驟:利用原子層沉積來(lái)沉積所述第一氮化物材料和所述第二氮化物材料。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，形成所述第一氮化物材料的步驟還包括以下步驟: 在所述半導(dǎo)體襯底上提供第一材料前驅(qū)體； 執(zhí)行凈化以去除雜質(zhì)； 執(zhí)行氫工藝以從所述第一材料前驅(qū)體去除配體； 執(zhí)行第二凈化以去除雜質(zhì)；以及 通過(guò)利用氨氣或氨等離子體工藝將所述第一材料硝化來(lái)形成所述第一氮化物材料。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，形成所述第一氮化物材料的步驟還包括以下步驟: 在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一材料前驅(qū)體; 執(zhí)行凈化以去除雜質(zhì)； 通過(guò)利用氨氣或氨等離子體工藝將所述第一材料硝化來(lái)形成所述第一氮化物材料；以及 執(zhí)行第二凈化以去除非所述第一材料的雜質(zhì)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述第一材料前驅(qū)體包括選自Ti(NEtMe)4、四(二甲氨基)鈦1、氯化鈦、碘化鈦、或氟化鈦中的任何一種。
24.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，形成所述第二氮化物材料的步驟還包括以下步驟: 在所述第一氮化物材料上提供第二材料前驅(qū)體； 執(zhí)行凈化以去除雜質(zhì)； 執(zhí)行氫工藝以從所述第二材料前驅(qū)體去除配體； 執(zhí)行第二凈化以去除雜質(zhì)；以及 通過(guò)利用氨氣或氨等離子體工藝將所述第二材料硝化來(lái)形成所述第二氮化物材料。
25.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，形成所述第二氮化物材料的步驟還包括以下步驟: 在所述第一氮化物材料上提供第二材料前驅(qū)體； 執(zhí)行凈化以去除雜質(zhì)； 通過(guò)利用氨氣 或氨等離子體工藝將所述第二材料硝化來(lái)形成所述第二氮化物材料；以及 執(zhí)行第二凈化以去除非所述第二材料的雜質(zhì)。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述第二材料前驅(qū)體包括選自三甲基鋁、三叔丁基鋁或氯化鋁中的任何一種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。所述半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體襯底，其中形成有字線區(qū)；以及阻擋金屬層，所述阻擋金屬層被布置在字線區(qū)上并引起產(chǎn)生肖特基結(jié)。所述阻擋金屬層包括將第一材料硝化的第一氮化物材料和將第二材料硝化的第二氮化物材料。所述阻擋金屬層由第一氮化物材料和第二氮化物材料的混合物形成。第一材料或第二材料中的至少一種富含用于形成第一氮化物材料或第二氮化物材料的金屬。
文檔編號(hào)H01L27/24GK103137864SQ20121040760
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者金珍赫, 李 根, 權(quán)寧錫 申請(qǐng)人:愛(ài)思開(kāi)海力士有限公司