108形成于晶體管器件200的柵極結(jié)構(gòu)的相對兩側(cè)上。柵極結(jié)構(gòu)形成于介電層112中且其位于襯底102上方。柵極結(jié)構(gòu)可以包括柵極介電層113、柵電極114和間隔件116。
[0040]柵極介電層113可以是介電材料，諸如氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化物、含氮氧化物、它們的組合等。柵極介電層113可以具有大于4的相對介電常數(shù)值。這種材料的其他實例包括氧化鋁、氧化鑭、氧化鉿、氧化鋯、氮氧化鉿、任意它們的組合等。在柵極介電層113包括氧化物層的實施例中，可以通過合適的沉積工藝(諸如使用四乙氧基硅烷(TEOS)和氧作為前體的等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)工藝)形成柵極介電層113。根據(jù)實施例，柵極介電層113的厚度可以介于約8埃至約200埃的范圍內(nèi)。
[0041]柵電極114可以包括導(dǎo)電材料，諸如金屬(例如，鉭、鈦、鑰、鶴、鉬、招、鉿、釕)、金屬硅化物(例如，硅化鈦、硅化鈷、硅化鎳、硅化鉭)、金屬氮化物(例如，氮化鈦、氮化鉭)、摻雜的多晶硅、其他導(dǎo)電材料、它們的組合等。在由多晶硅形成柵電極114的實施例中，可以通過低壓化學(xué)汽相沉積(LPCVD)沉積摻雜或非摻雜的多晶硅以形成柵電極114，所形成的柵電極114的厚度介于約400埃至約2400埃的范圍內(nèi)。
[0042]可以在柵電極114和襯底102上方通過毯式沉積一個或多個間隔件層(未示出)以形成間隔件116。間隔件116可以包括合適的介電材料，諸如SiN、氮氧化物、SiC、S1N、氧化物等?？梢酝ㄟ^常用的技術(shù)形成間隔件116，這些常用的技術(shù)包括諸如化學(xué)汽相沉積(CVD)、PECVD、濺射等。
[0043]第一和第二漏極/源極區(qū)域106和108可以形成于襯底102上，且位于柵極介電層113的相對兩側(cè)上。在襯底102是η型襯底的實施例中，可以通過注入合適的P型摻雜劑(諸如硼、鎵、銦等)以形成第一和第二漏極/源極區(qū)域106和108?？蛇x地，在襯底102是P型襯底的實施例中，可以通過注入合適的η型摻雜劑(諸如磷、砷等)以形成第一和第二漏極/源極區(qū)域106和108。
[0044]如圖1所示，在晶體管器件200的相對兩側(cè)上可以形成兩個隔離區(qū)域。隔離區(qū)域104可以是淺溝槽隔離(STI)區(qū)域?？梢酝ㄟ^蝕刻襯底102以形成溝槽并使用本領(lǐng)域已知的介電材料填充溝槽，從而形成STI區(qū)域。例如，隔離區(qū)域104可以用介電材料填充，諸如氧化物材料、高密度等離子體(HDP)氧化物等?？梢詫斆媸┘又T如化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)的平坦化工藝，從而去除多余介電材料。
[0045]介電層112形成于在襯底102的頂部。使用例如低K介電材料(諸如氧化硅)形成介電層112?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域已知的任何合適的方法(諸如濺射、CVD和PECVD)形成介電層112。應(yīng)該注意，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，盡管圖1僅示出了單層的介電層，但介電層112可以包括多個介電層。
[0046]如圖1所示，接觸插塞118可以形成于介電層112中。接觸插塞118形成于柵電極114上方，從而在晶體管器件200和形成于介電層112上方的互連結(jié)構(gòu)之間提供電連接。
[0047]可以通過使用光刻技術(shù)以沉積并圖案化介電層112上的光刻膠材料(未示出)從而形成接觸插塞118。根據(jù)接觸插塞118的位置和形狀，露出光刻膠的部分?？梢允褂弥T如各向異性干蝕刻工藝的蝕刻工藝在介電層112中制造開口。
[0048]然后使用導(dǎo)電材料填充開口，可以通過使用CVD、等離子體汽相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)等沉積導(dǎo)電材料。在接觸插塞開口中沉積導(dǎo)電材料。通過使用平坦化工藝(諸如CMP)從介電層112的頂面去除導(dǎo)電材料的多余部分。導(dǎo)電材料可以包括銅、鎢、鋁、銀、鈦、氮化鈦、鉭和他們的任意組合等。
[0049]第一介電層201形成于介電層112上方。在一些實施例中，第一介電層201起到金屬間介電層的功能。在本說明書中，第一介電層201可選地稱為第一金屬間介電層。
[0050]如圖1所示，在第一金屬間介電層201中可以形成一條金屬線203。如圖1所示，在第一金屬化層201上方形成兩個額外的金屬化層216和226。盡管圖1僅示出了形成于第一金屬化層201上方的兩個金屬化層216和226，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，可以在圖1中示出的金屬化層(例如，金屬化層216和226)之間形成多個金屬間介電層(未示出)以及相關(guān)的金屬線和插塞(未示出)。具體地，可以通過介電材料(例如，超低k介電材料)和導(dǎo)電材料(例如，銅)的交替的層形成圖1中所示的金屬化層216和226之間的層。
[0051]應(yīng)該進(jìn)一步的注意，可以通過單鑲嵌工藝形成圖1中所示的金屬化層，也可以可選地使用諸如沉積、雙鑲嵌的其他合適的技術(shù)。單鑲嵌和雙鑲嵌工藝均為本領(lǐng)域已知的，因此在本文中不對其進(jìn)行討論。
[0052]金屬線212和插塞214形成于金屬間介電層216中。第二金屬線212嵌入到金屬間介電層216中，金屬間介電層216與第一金屬間介電層201相似。插塞214形成于金屬線212上方且與金屬線212直接接觸。插塞214形成在溝槽中。如圖1所示，多層勢壘210可以形成于溝槽的側(cè)壁和底部上。
[0053]多層勢壘210可以包括多個勢壘層。每個勢壘層均可以由氮化鈦(TiN)形成。根據(jù)實施例，勢壘層的總個數(shù)大于或等于4。多層勢壘210的總厚度小于或等于250埃。多層勢壘210的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和形成工藝將在下文中結(jié)合圖2至圖7進(jìn)行描述。
[0054]金屬線212和插塞214可以由金屬材料形成，這些金屬材料諸如銅、銅合金、鋁、銀、鎢、金、它們的任意組合等。金屬線222與金屬線212相似，因此，為避免不必要的重復(fù)，在本文中將不再進(jìn)行討論。
[0055]圖2至圖7根據(jù)本發(fā)明的各個實施例示出了用于制造圖1所示的多層勢壘的中間步驟。圖2根據(jù)本發(fā)明的各個實施例示出了圖1中所示的半導(dǎo)體器件在將第一介電層沉積在金屬線上方之后的部分的截面圖。如上面結(jié)合圖1所述，金屬線212可以由任何合適的金屬材料(諸如，銅或銅合金等)形成?？梢酝ㄟ^任何合適的技術(shù)(例如，沉積、鑲嵌等)形成金屬線212。
[0056]第一介電層218可以由低K介電材料(諸如氟硅酸鹽(FSG)等)形成。第一介電層218可以起到金屬間介電層的功能?？梢酝ㄟ^合適的沉積技術(shù)形成第一介電層218，這些合適的沉積技術(shù)包括諸如PECVD技術(shù)、高密度等離子體化學(xué)汽相沉積(HDPCVD)等。
[0057]圖3根據(jù)各個實施例示出了圖2中所示的半導(dǎo)體器件在第一介電層中形成開口之后的截面圖。根據(jù)形成在金屬線212上的插塞的位置，將開口 302形成于第一介電層218中?？梢酝ㄟ^任何合適的半導(dǎo)體圖案化技術(shù)(諸如，蝕刻工藝、激光燒蝕工藝等)形成開口302。例如,可以通過使用光刻技術(shù)以沉積并圖案化第一介電層218上的光刻膠材料,從而形成開口 302。根據(jù)圖1中所示的插塞214的位置和形狀暴露光刻膠的一部分?？梢允褂弥T如各向異性干蝕刻工藝的蝕刻工藝以在第一介電層218中制造開口。
[0058]圖4根據(jù)本發(fā)明的各個實施例示出了在將第一勢壘層沉積到圖3中所示的半導(dǎo)體器件上方之后的截面圖。在第一介電層218內(nèi)形成開口 302之后,可以將第一勢魚層402沉積到開口 302的側(cè)壁和底部。
[0059]在一些實施例中，第一勢壘層402可以包括TiN。可選地，第一勢壘層402可以包括其他合適的介電材料和/或?qū)щ姴牧?，諸如由雜質(zhì)(例如硼)摻雜的含氮層、含碳層、含氫層、含硅層、金屬層或含金屬層，這些金屬包括諸如鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、鈦鋯、氮化鈦鋯、鎢、氮化鎢、硼化鈷、合金、它們的組合等。
[0060]在一些實施例中，可以通過CVD形成第一勢壘層402。可選地，可以通過其他合適的沉積技術(shù)(諸如PVD、ALD或其他合適的方法)形成第一勢壘層402。第一勢壘層402的厚度小于或等于60埃。
[0061]在通過CVD工藝形成第一勢壘層402之后，可以將一些雜質(zhì)(諸如碳)注入到第一勢壘層402中。碳雜質(zhì)可以在第一勢壘層402中導(dǎo)致較高的電阻等級。為了改進(jìn)第一勢壘層402的電阻，可以實施第一等離子體處理(諸如N2H2等離子體處理)以降低碳雜質(zhì)的濃度，從而改進(jìn)第一勢壘層的電阻。
[0062]在一些實施例中，在第一等離子體處理之后，第一勢壘層的底部的雜質(zhì)濃度高于第一勢壘層的上部的雜質(zhì)濃度。在可選實施例中，第一勢壘層的雜質(zhì)濃度與第一勢壘層的深度成正比。換句話說，第一勢壘層的底部具有最高的雜質(zhì)濃度，并且第一勢壘層的頂部具有最低的雜質(zhì)濃度。
[0063]圖5根據(jù)本發(fā)明的各個實施例示出了在圖4中所示的半導(dǎo)體器件的第一勢壘層上方形成多個勢壘層之后的截面圖。第二勢壘層可