本公開涉及半導(dǎo)體裝置的形成方法，且特別涉及一種接觸金屬的形成方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體集成電路(ic)工業(yè)已歷經(jīng)快速發(fā)展的階段。集成電路設(shè)計(jì)及材料在技術(shù)上的進(jìn)步使得每一代生產(chǎn)的集成電路變得比先前生產(chǎn)的集成電路更小且其電路也變得更復(fù)雜。在集成電路發(fā)展的進(jìn)程中，功能性密度(例如：每一個(gè)芯片區(qū)域中內(nèi)連線裝置的數(shù)目)已經(jīng)普遍增加，而幾何尺寸(例如：工藝中所能創(chuàng)造出最小的元件或線路)則是普遍下降。

這種微縮化的過(guò)程通?？赏ㄟ^(guò)增加生產(chǎn)效率及降低相關(guān)支出提供許多利益，但此種微縮化也增加了集成電路加工和制造上的復(fù)雜度。為了實(shí)現(xiàn)這樣的進(jìn)展，集成電路加工和制造上也需要有相同的進(jìn)步。其中一個(gè)領(lǐng)域就是位于晶體管和其他裝置之間的布線(wiring)或內(nèi)連線。雖然現(xiàn)存的集成電路裝置的制造方法一般已能滿足其預(yù)期目的，但是并非在各方面都完全令人滿意。例如，期望對(duì)finfet裝置中接觸金屬的形成工藝進(jìn)行改良。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一實(shí)施例，本公開提供一種半導(dǎo)體裝置的形成方法，包括：形成一源極/漏極特征于一基板之上；形成一介電層于源極/漏極特征之上；形成一接觸溝槽穿過(guò)介電層以曝露源極/漏極特征；以一第一原子層沉積(ald)工藝沉積一氮化鈦(tin)層于接觸溝槽；以及沉積一鈷層于接觸溝槽中的tin層之上。

根據(jù)另一實(shí)施例，本公開提供一種半導(dǎo)體裝置的形成方法，包括：形成一第一柵極堆疊和一第二柵極堆疊于一基板之上、形成一源極/漏極特征于基板之上。源極/漏極特征位于第一和第二柵極堆疊之間。半導(dǎo)體裝置的形成方法也包括：形成一介電層于源極/漏極特征之上、形成一接觸溝槽穿過(guò)介電層以曝露源極/漏極特征、形成一自對(duì)準(zhǔn)硅化物層于曝露的源極/漏極特征之上、以一第一原子層沉積(ald)工藝沉積一氮化鈦(tin)層于接觸溝槽中，包括位于自對(duì)準(zhǔn)硅化層之上。半導(dǎo)體裝置的形成方法也包括：沉積一鈷層于接觸溝槽中的tin層之上。

又根據(jù)另一實(shí)施例，半導(dǎo)體裝置的形成方法包括：形成一介電層于一基板之上、形成一溝槽于介電層中、以一第一原子層沉積(ald)工藝形成一氮化鈦層于溝槽中、以及形成一鈷層于氮化鈦層之上。

為讓本公開的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

本公開最好配合附圖及詳細(xì)說(shuō)明閱讀以便了解。要強(qiáng)調(diào)的是，依照工業(yè)上的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，各個(gè)特征并未按照比例繪制。事實(shí)上，為了清楚的討論，可能任意的放大或縮小各個(gè)特征的尺寸。

圖1為根據(jù)一些實(shí)施例顯示半導(dǎo)體裝置的示例形成方法流程圖。

圖2a為根據(jù)一些實(shí)施例所繪制示例半導(dǎo)體裝置的初始結(jié)構(gòu)透視圖。

圖2b為根據(jù)一些實(shí)施例沿著圖2a中線a-a所繪制一示例的初始結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖3a、圖3b、圖4a、圖4b、圖5a、圖5b、圖6a、圖6b、圖7a、圖7b、圖8a及圖8b為根據(jù)一些實(shí)施例沿著圖2a中線a-a所繪制的示例半導(dǎo)體裝置的剖面圖。

其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：

100～方法

102、104、106、107、110、112～步驟

200～半導(dǎo)體裝置

205～初始結(jié)構(gòu)

210～基板

220～隔離特征

230～鰭狀特征

240～第一導(dǎo)電特征(hk/mg)

245～柵極硬掩模(hk)

250～側(cè)壁間隔

260～第二導(dǎo)電特征(s/d特征)

270～介電層

310～hm

320～開口

410～接觸溝槽

410u、615u～上部分

410l、615l～下部分

510～硅化物層

520～粘著層

610～金屬層/導(dǎo)電層/鈷(co)層

615～接觸金屬

a-a～線

具體實(shí)施方式

以下揭示提供許多不同的實(shí)施方法或是例子來(lái)實(shí)行本公開的不同特征。以下描述具體的元件及其排列的例子以簡(jiǎn)化本公開。當(dāng)然這些僅是例子且不該以此限定本公開的范圍。例如，在描述中提及第一個(gè)元件形成于第二個(gè)元件之上時(shí)，其可能包括第一個(gè)元件與第二個(gè)元件直接接觸的實(shí)施例，也可能包括兩者之間有其他元件形成而沒有直接接觸的實(shí)施例。此外，在不同實(shí)施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號(hào)及/或符號(hào)，這些重復(fù)僅為了簡(jiǎn)單清楚地?cái)⑹霰竟_，不代表所討論的不同實(shí)施例及/或結(jié)構(gòu)之間有特定的關(guān)系。

此外，其中可能用到與空間相關(guān)的用詞，像是“在…下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，這些關(guān)系詞是為了便于描述附圖中一個(gè)(些)元件或特征與另一個(gè)(些)元件或特征之間的關(guān)系。這些空間關(guān)系詞包括使用中或操作中的裝置的不同方位，以及附圖中所描述的方位。裝置可能被轉(zhuǎn)向不同方位(旋轉(zhuǎn)90度或其他方位)，則其中使用的空間相關(guān)形容詞也可相同地照著解釋。

本公開是關(guān)于，但不限于，鰭狀場(chǎng)效晶體管(finfet)裝置。此種裝置可包括p-型金屬氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)體finfet裝置或n-型金屬氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)體finfet裝置。finfet裝置可為雙柵極裝置、三柵極裝置、塊狀(bulk)裝置、絕緣體上硅(silicon-on-insulator；soi)裝置、及/或其他構(gòu)造。本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解可從本公開各方面獲益的其他半導(dǎo)體裝置實(shí)施例。例如，此處所描述的一些實(shí)施例也可應(yīng)用在環(huán)繞式柵極(gate-all-around；gaa)裝置、ω式柵極(ω-gate)裝置、或是π式柵極(π-gate)裝置。以下將繼續(xù)公開finfet示例以說(shuō)明本發(fā)明的各種實(shí)施例。然而，可了解的是，除非特別聲明，本發(fā)明不應(yīng)限制于特定類型的裝置。

圖1為根據(jù)一些實(shí)施例顯示一或多個(gè)半導(dǎo)體裝置的形成方法100的流程圖。以下參照?qǐng)D2a和圖2b所示的半導(dǎo)體裝置200的初始結(jié)構(gòu)205、以及圖3a到圖8b所示的半導(dǎo)體裝置200，詳細(xì)討論方法100。

參照?qǐng)D1、圖2a及圖2b，方法100始于步驟102，接收半導(dǎo)體裝置200的初始結(jié)構(gòu)205。初始結(jié)構(gòu)205包括一基板210?；?10可為一塊狀(bulk)硅基板?；蛘撸?10可包括一元素半導(dǎo)體，像是晶體結(jié)構(gòu)的硅或鍺；一化合物半導(dǎo)體，像是硅鍺、碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦、及/或銻化銦；或前述的組合?？赡艿幕?10也包括絕緣體上硅(soi)基板。利用氧注入隔離(simox)、晶片接合、及/或其他適合的方法制造soi基板。

一些示例的基板210也包括一絕緣體層。絕緣體層包括任何合適的材料，包括氧化硅、藍(lán)寶石(sapphire)、及/或前述的組合。一示例絕緣體層可為一埋藏氧化層(box)。絕緣體是通過(guò)任何合適的工藝像是注入(例如：simox)、氧化、沉積、及/或其他合適的工藝形成。在一些示例的半導(dǎo)體裝置200中，絕緣體層為絕緣體上硅基板的元件(例如：層)。

基板210也可包括各種摻雜區(qū)域。摻雜區(qū)域可摻雜有p-型摻質(zhì)，像是硼或bf2；n-型摻質(zhì)，像是磷或砷；及/或前述的組合。摻雜區(qū)域可直接形成于基板210上、于p-井結(jié)構(gòu)中、于n-井結(jié)構(gòu)中、于雙井結(jié)構(gòu)中、或利用凸起結(jié)構(gòu)(raisedstructure)形成?；?10可更包括各種主動(dòng)區(qū)域，像是配置為n-型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管裝置的區(qū)域，以及配置為p-型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管裝置的區(qū)域。

基板210也可包括各種隔離特征220。隔離特征220隔離基板210中的各種裝置區(qū)域。隔離特征220包括利用不同工藝技術(shù)形成的不同結(jié)構(gòu)。例如，隔離特征220可包括淺溝槽隔離(shallowtrenchisolation；sti)特征。sti的形成可包括蝕刻基板210中的一溝槽，以及利用絕緣材料像是氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅填充溝槽。經(jīng)填充后的溝槽可具有一多層結(jié)構(gòu)，像是經(jīng)氮化硅填充溝槽的熱氧化襯層(thermaloxidelinearlayer)。可實(shí)施化學(xué)機(jī)械平坦化(chemicalmechanicalpolishing；cmp)以研磨背面多余的絕緣材料，并平坦化隔離特征220的頂表面。

初始結(jié)構(gòu)205也包括形成于基板210之上的多個(gè)鰭狀特征230。鰭狀特征230可包括硅(si)、硅鍺(sige)、硅鍺錫(sigesn)、砷化鎵(gaas)、磷化鎵(gap)、磷化銦(inp)、砷化銦(inas)、及/或其他合適的材料。在一些實(shí)施例中，鰭狀特征230是通過(guò)任何合適的工藝，包括各種沉積、微影、及/或蝕刻工藝形成。做為一個(gè)示例，鰭狀特征230是通過(guò)圖案化及蝕刻一部分的基板210形成。

初始結(jié)構(gòu)205也包括位于基板210之上的多個(gè)第一導(dǎo)電特征240。在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)電特征240可為包括包覆(wrappingover)一部分鰭狀特征230的高介電常數(shù)/金屬柵極堆疊(hk/mgs)的柵極結(jié)構(gòu)?；蛘撸谝恍?shí)施例中，第一導(dǎo)電特征240也可包括一部分的內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，像是接觸(contact)、金屬導(dǎo)孔(via)、及/或金屬線。在一實(shí)施例中，第一導(dǎo)電特征240包括電極、電容、電阻及/或一部分的電阻。為達(dá)簡(jiǎn)潔和清晰的目的，第一導(dǎo)電特征240被稱為hk/mg240。

hk/mgs240可包括柵極介電層及金屬柵極(mg)電極層。hk/mgs240的柵極介電層可包括lao、alo、zro、tio、ta2o5、y2o3、srtio3(sto)、batio3(bto)、bazro、hfzro、hflao、hfsio、lasio、alsio、hftao、hftio、(ba,sr)tio3(bst)、al2o3、si3n4、氮氧化物(sion)、或其他合適的材料。柵極介電層可通過(guò)合適的方法沉積，像是化學(xué)氣相沉積(cvd)、原子層沉積(ald)、熱氧化或臭氧氧化、其他合適的技術(shù)、及/或前述的組合。

mg電極層可包括一單層或多層，像是金屬層、襯層、濕層、及粘著層。mg可包括ti、ag、al、tialn、tac、tacn、tasin、mn、zr、tin、tan、ru、mo、al、wn、cu、w、或任何合適的材料。mg可通過(guò)原子層沉積(ald)、物理氣相沉積(pvd)、化學(xué)氣相沉積(cvd)、及/或其他合適的工藝形成。

在一些實(shí)施例中，先形成虛設(shè)柵極堆疊，并于實(shí)施高溫工藝之后，像是源極/漏極形成期間的熱工藝之后，接著由hk/mgs240所取代。虛設(shè)柵極堆疊可包括一虛設(shè)柵極介電層以及一多晶硅層，且可通過(guò)沉積、圖案化及蝕刻工藝形成。

在一些實(shí)施例中，形成一柵極硬掩模(hm)245于每一個(gè)hk/mgs240的頂部上，以在后續(xù)蝕刻工藝中提供保護(hù)。柵極hm245可包括鈦(ti)、氧化鈦、氮化鈦(tin)、鈦硅氮化物(tisin)、鉭(ta)、氧化鉭、氮化鉭(tan)、鉭硅氮化物(tasin)、氮化硅、氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、錳(mn)、鈷(co)、釕(ru)、氮化鎢(wn)、氮化鋁、氧化鋁、及/或其他合適的材料。柵極hm245可通過(guò)沉積、微影圖案化及蝕刻工藝形成。

在一些實(shí)施例中，可沿著hk/mgs240的側(cè)壁形成側(cè)壁間隔250。側(cè)壁間隔250可包括一介電材料，像是氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、及/或其他合適的材料?？赏ㄟ^(guò)沉積一柵極側(cè)壁間隔層，并接著以非均向(anisotropic)干蝕刻?hào)艠O側(cè)壁間隔層來(lái)形成側(cè)壁間隔250。

初始結(jié)構(gòu)205也可包括基板210之上的第二導(dǎo)電特征260。在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)電特征260為源極/漏極(s/d)特征，其位于hk/mg240旁且由hk/mg240所隔離?；蛘?，在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)電特征260也可包括一部分的內(nèi)連線結(jié)構(gòu)，像是接觸(contact)、金屬導(dǎo)孔(via)、及/或金屬線。在一實(shí)施例中，第二導(dǎo)電特征260包括電極、電容、電阻或一部分的電阻。為達(dá)簡(jiǎn)潔和清晰的目的，第二導(dǎo)電特征260此后稱為s/d特征260。

在此，一s/d特征260為一源極特征，且另一s/d特征260為一漏極特征。如所示，s/d特征260由hk/mg240所隔離。在一實(shí)施例中，凹陷位于hk/mg240旁的一部分基板210以形成s/d凹陷，并接著通過(guò)外延生長(zhǎng)工藝，像是cvd、vpe及/或uhv-cvd、分子束外延、及/或其他合適的工藝，形成s/d特征260于s/d凹陷之上。

s/d特征260可包括鍺(ge)、硅(si)、砷化鎵(gaas)、鋁砷化鎵(algaas)、鍺化硅(sige)、磷砷化鎵(gaasp)、銻化鎵(gasb)、銻化銦(insb)、砷化鎵銦(ingaas)、砷化銦(inas)、或其他合適的材料。s/d特征260可通過(guò)外延生長(zhǎng)工藝，像是cvd沉積技術(shù)(例如：氣相外延(vpe)及/或超高真空化學(xué)氣相沉積(uhv-cvd)、分子束外延、及/或其他合適的工藝)形成。在以s/d特征260填充s/d凹陷之后，更進(jìn)一步外延生長(zhǎng)的頂層s/d特征260水平地?cái)U(kuò)展且晶面(facets)可開始形成，像是一菱形面。s/d特征260可在外延工藝期間經(jīng)原位(in-situ)摻雜?；蛘?，s/d特征260并非經(jīng)原位摻雜，而是實(shí)施一注入工藝(即，一結(jié)注入工藝)以摻雜s/d特征260?？蓪?shí)施一或多個(gè)退火工藝以活化摻質(zhì)。退火工藝包括快速熱退火(rta)及/或雷射退火工藝。

在本實(shí)施例中，初始結(jié)構(gòu)205包括沉積于基板210之上的一介電層270。如所示，形成介電層270以使其完全填充于hk/mgs240之間的間隔中，并使s/d特征260內(nèi)埋于介電層270中。介電層270可包括氧化硅、具有比熱氧化硅還低的介電常數(shù)(k)的介電材料(因此被稱為低介電常數(shù)介電材料層)、及/或其他合適的介電材料層。介電層270可包括一單層或多層?？赏ㄟ^(guò)cvd、ald或旋涂式涂布(spin-oncoating)沉積第二導(dǎo)電特征260。在一些實(shí)施例中，介電層270與側(cè)壁間隔250和柵極hm245不同，以在下列更加詳述的后續(xù)蝕刻期間達(dá)到蝕刻選擇性。例如，當(dāng)側(cè)壁間隔250和柵極hm245都包括氮化硅時(shí)，介電層270包括氧化硅。

參照?qǐng)D1及圖3a，一旦接受初始結(jié)構(gòu)205，方法100進(jìn)行至步驟104，形成具有開口320的hm310于介電層270之上。指定的s/d特征260位于開口320之中。在一些實(shí)施例中，開口320的邊緣朝向指定的s/d特征260與側(cè)壁間隔250的每一個(gè)邊緣對(duì)齊，如圖3a所示?；蛘撸谝恍?shí)施例中，如圖3b所示，開口320具有較大的寬度，以使其延伸至鄰近的hk/mgs240(與柵極hm245)以獲得優(yōu)點(diǎn)，像是松弛(relaxing)微影工藝解析度限制。

在一實(shí)施例中，hm310為一經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層。在另一實(shí)施例中，形成hm310是通過(guò)沉積一hm層于介電層之上、沉積光致抗蝕劑層于hm層之上、圖案化光致抗蝕劑層、接著透過(guò)圖案化光致抗蝕劑層蝕刻hm層以圖案化hm層、并接著透過(guò)圖案化hm層蝕刻hm310以于hm310中形成開口320。

參照?qǐng)D1及圖4a，方法100進(jìn)行至步驟106，透過(guò)開口320蝕刻介電層270以形成一接觸溝槽410，且s/d特征260曝露在接觸溝槽410中。溝槽蝕刻可包括濕蝕刻、干蝕刻、及/或前述的組合。做為一個(gè)示例，溝槽蝕刻包括等離子體干蝕刻工藝，其利用氟基化學(xué)物質(zhì)(fluorine-basedchemistry)，像是cf4、sf6、ch2f2、chf3、及/或c2f6。每一個(gè)蝕刻工藝可依據(jù)各蝕刻參數(shù)調(diào)整，像是所使用的摻質(zhì)、蝕刻溫度、蝕刻溶液濃度、蝕刻壓力、蝕刻流速、及/或其他合適的參數(shù)。

如所示，在鄰近的柵極hm245曝露在相同的第二開口320(如圖3b所示)的情況下，選擇可選擇性蝕刻介電層270，而不實(shí)質(zhì)地(substantially)蝕刻?hào)艠Ohm245和側(cè)壁間隔250的溝槽蝕刻工藝，如圖4b所示。據(jù)此，在蝕刻工藝期間，鄰近的hk/mg240受到柵極hm245和側(cè)壁間隔250的保護(hù)。換句話說(shuō)，柵極hm245和側(cè)壁間隔250的曝露部分做為一子蝕刻掩模(sub-etch-mask)。因此，接觸溝槽410包括一上部分410u和一下部分410l。上部分410u比下部分410l寬。

形成接觸溝槽410之后，通過(guò)另一個(gè)蝕刻工藝移除hm310。在hm310為光致抗蝕劑圖案的實(shí)施例中，通過(guò)濕式去光致抗蝕劑(wetstripping)及/或等離子體灰化移除hm310。

參照?qǐng)D1、圖5a(結(jié)合圖4a所述的工藝)及圖5b(結(jié)合圖4b所述的工藝)，方法100進(jìn)行至步驟107，形成一硅化物層510于曝露的s/d特征260之上以降低接觸電阻。在一些實(shí)施例中，硅化物層510形成于s/d特征260的頂表面之上。硅化物層510可包括這種材料，像是硅化鎳、硅化鈷、硅化鎢、硅化鉭、硅化鈦、硅化鉑、硅化鉺、硅化鈀、及/或前述的組合。可通過(guò)硅化(silicidation)，像是自對(duì)準(zhǔn)硅化物(金屬硅化物)形成硅化物層510，其中金屬在退火工藝期間經(jīng)沉積、與硅化物反應(yīng)，接著通過(guò)蝕刻移除未反應(yīng)的金屬。特別地，在金屬沉積工藝之后，為了退火將溫度提升以提高si和金屬之間的反應(yīng)以形成硅化物，最后可蝕刻掉未反應(yīng)的金屬。退火可為單步驟或多步驟退火，取決于金屬材料或其他條件?；蛘?，可通過(guò)包括硅化物沉積像是cvd、pvd、或ald的一步驟形成硅化物層510。

做為一個(gè)示例，經(jīng)沉積的金屬層包括鈦(ti)。在金屬沉積(例如：ti)之后，運(yùn)用退火工藝以使金屬(例如：ti)與s/d特征260的硅反應(yīng)，進(jìn)而形成硅化物層510，像是ti硅化物(tisi)。接著，以一蝕刻工藝移除未反應(yīng)的ti層。

一般來(lái)說(shuō)，金屬層會(huì)被填充在接觸溝槽410中以形成一接觸金屬，提供與下層特征(像是s/d特征260)之一的電性連接。在集成電路工業(yè)的先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)中，半導(dǎo)體裝置的關(guān)鍵尺寸變得越來(lái)越小。接觸電阻在裝置性能上扮演重要的因素，像是升壓(boosting)ion/ioff性能。為了降低接觸電阻，需要一種低電阻率金屬層，其與接觸溝槽的側(cè)壁/底部具有良好粘著力。做為一個(gè)示例，鈷(co)金屬的電阻率62.4nω·m比鎢(w)金屬的電阻率52.8nω·m低得多。在接觸溝槽410中沉積這么低電阻率的金屬層且具有良好的粘著性和良好的共形度(conformity)是一個(gè)挑戰(zhàn)，且特別是在裝置尺寸下降以使得接觸溝槽410的深寬比(aspectratio)變得越來(lái)越高的情況下。為了解決這個(gè)問題，本公開提供在接觸溝槽中具有良好粘著力和共形度(conformity)的金屬層的形成方法。

參照?qǐng)D1、圖6a(結(jié)合圖5a所述的工藝)及圖6b(結(jié)合圖5b所述的工藝)，方法100進(jìn)行到步驟110，沿著接觸溝槽410的側(cè)壁形成一粘著層520并朝向s/d特征260延伸在接觸溝槽410之中。選擇對(duì)于要填充在接觸溝槽410中的金屬層具有適當(dāng)粘著力的粘著層520。在本實(shí)施例中，要填充在接觸溝槽410中的金屬層包括鈷(co)層，且co層的粘著層520包括氮化鈦(tin)。選擇具有相當(dāng)薄的厚度的tin粘著層520，其使得將要填充的co層獲得較大的體積，并導(dǎo)致較低的接觸電阻。也選擇具有高膜密度及表面上具有低氧鈦比例的tin粘著層520以提高與將要填充的co層的粘著力。在一實(shí)施例中，tin粘著層520的厚度小于30埃，密度約為4.75g/cm³，且氧鈦比例(o/ti)小于0.5。tin粘著層520沿著接觸溝槽410的側(cè)壁和底部共形地(comformably)形成，其共形度(conformity)大于90％。此處，共形度代表沿著溝槽底部的厚度與沿著溝槽側(cè)壁的厚度的比較。

在一實(shí)施例中，以氬氣、氦氣、及氮?dú)獾幕旌锨膀?qū)物載體氣體攜帶四(二甲胺基)鈦(tdmat)/ticl4前驅(qū)物，通過(guò)ald工藝沉積tin粘著層520。沉積工藝包括介于200℃至450℃的工藝溫度及介于0.5托至10托的沉積壓力。

粘著層520也可包括氮化鉭(tan)、氮化鎢(wn)、鈦硅氮化物(tisin)或鉭硅氮化物(tasin)、及/或其他材料，且可通過(guò)cvd、pvd、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(mocvd)、電鍍、及/或其他技術(shù)沉積。

如所示，在接觸溝槽410形成有上部分410u和下部分410l(如圖4b所示)的情況下，粘著層520也會(huì)沿著上部分410u沉積，如圖6b所示。

參照?qǐng)D1、圖7a(結(jié)合圖6a所述的工藝)和圖7b(結(jié)合圖6b所述的工藝)，方法100進(jìn)行至步驟110，形成金屬層610于接觸溝槽410中的粘著層520之上。在本實(shí)施例中，導(dǎo)電層610包括一鈷(co)層。在一實(shí)施例中，首先通過(guò)ald工藝將鈷(co)種子層沉積在tin粘著層520之上以獲得良好的共形沉積，接著通過(guò)塊狀-鈷pvd工藝以高沉積速度填充接觸溝槽410。在一實(shí)施例中，鈷(co)種子層具有介于至的一厚度。在本實(shí)施例中，tin粘著層520對(duì)于鈷(co)層610不只顯示了良好粘著特性，還顯示了改良的電遷移電阻(electromigrationresistance)。

或者，金屬層610可包括銅(cu)、銅、銅錳(cumn)、銅鋁(cual)或銅硅(cusi)、鋁(al)、鎢(w)、及/或其他合適的導(dǎo)電材料。金屬層610可通過(guò)ald、pvd、cvd、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(mocvd)、電鍍、及/或其他技術(shù)沉積。

此外，金屬層610可凹陷，并與位于介電層270之上的粘著層520一起為后續(xù)工藝(像是微影工藝)提供一平坦外形，如圖8a(結(jié)合圖7a所述的工藝)所示。在一些實(shí)施例中，實(shí)施一cmp工藝以移除多余的金屬層610和粘著層520。接觸溝槽410中剩余的金屬層610形成一接觸金屬615。

如所示，在接觸溝槽410形成有上部分410u和下部分410l(結(jié)合圖7b所述的工藝)的情況下，接觸金屬615具有上部分615u和下部分615l，如圖8b所示。上部分615u的寬度比下部分615l大。

可于方法100之前、期間、及之后提供額外的步驟，且方法100的額外實(shí)施例中，前述的一些步驟可經(jīng)置換、刪除、或移動(dòng)。

半導(dǎo)體裝置200可包括額外的特征，其可通過(guò)后續(xù)工藝形成。例如，各種導(dǎo)孔(via)/導(dǎo)線和形成于基板210之上的多層內(nèi)連線特征(例如，金屬層和內(nèi)層介電質(zhì))。例如，多層內(nèi)連線包括垂直內(nèi)連線，像是傳統(tǒng)的導(dǎo)孔(via)或接觸(contact)，及水平內(nèi)連線，像是金屬線路。各種內(nèi)連線特征可執(zhí)行各種導(dǎo)電材料，包括銅、鎢、及/或硅化物。在一示例中，使用鑲嵌及/或雙鑲嵌工藝來(lái)形成銅相關(guān)的多層內(nèi)連線結(jié)構(gòu)。

基于以上所述，可看到本公開提供鈷接觸金屬的形成方法。在形成具有接觸溝槽的鈷層之前，通過(guò)形成薄aldtin的方法以提高粘著力并改良電遷移電阻。本方法提供穩(wěn)健對(duì)接(butted)的接觸金屬形成工藝以降低接觸電阻。

本公開提供形成半導(dǎo)體裝置的許多不同實(shí)施例，其對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)提供一或多種改良。在一實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置的形成方法包括：形成一源極/漏極特征于一基板之上、形成一介電層于源極/漏極特征之上、形成一接觸溝槽穿過(guò)介電層以曝露源極/漏極特征、以一第一原子層沉積(ald)工藝沉積一氮化鈦(tin)層于接觸溝槽中、以及沉積一鈷層于接觸溝槽中的tin層之上。

在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置的形成方法包括：形成一第一柵極堆疊和一第二柵極堆疊于一基板之上、形成一源極/漏極特征于基板之上。源極/漏極特征位于第一和第二柵極堆疊之間。半導(dǎo)體裝置的形成方法也包括：形成一介電層于源極/漏極特征之上、形成一接觸溝槽穿過(guò)介電層以曝露源極/漏極特征、形成一自對(duì)準(zhǔn)硅化物層于曝露的源極/漏極特征之上、以及以一第一原子層沉積(ald)工藝沉積一氮化鈦(tin)層于接觸溝槽中，包括位于自對(duì)準(zhǔn)硅化層之上。半導(dǎo)體裝置的形成方法也包括：沉積一鈷層于接觸溝槽中的tin層之上。

又在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置的形成方法包括：形成一介電層于一基板之上、形成一溝槽于介電層中、以一第一原子層沉積(ald)工藝形成一氮化鈦層于溝槽中、以及形成一鈷層于氮化鈦層之上。

前述內(nèi)文概述了許多實(shí)施例的特征，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從各個(gè)方面更佳地了解本公開。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，且可輕易地以本公開為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或修飾其他工藝及結(jié)構(gòu)，并以此達(dá)到相同的目的及/或達(dá)到與在此介紹的實(shí)施例等相同的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)了解這些相等的結(jié)構(gòu)并未背離本公開的發(fā)明精神與范圍。在不背離本公開的發(fā)明精神與范圍的前提下，可對(duì)本公開進(jìn)行各種改變、置換或修改。

雖然本公開已以數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本公開，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本公開的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作任意的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本公開的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。