本發(fā)明屬于集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種導(dǎo)線具有多層薄膜結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)今的半導(dǎo)體工業(yè)中，硅材料是用于制造電晶體和二級體等電子原件的主要半導(dǎo)體襯底，其優(yōu)點有：1)成本低；2)在熱氧化的過程中可以生成二氧化硅，其中，二氧化硅為一種強且穩(wěn)定的介電膜；3)硅材料能承受較高的操作溫度和較大的參雜范圍。

由于硅材料的廣泛應(yīng)用，需要找出一種可以與硅材料形成低電阻的接觸層材料，而此接觸層若也可以直接做導(dǎo)線，則可以省去制程的繁雜性。現(xiàn)有技術(shù)中，鋁金屬具有低電阻、容易沉積以及容易蝕刻的特性，常用于導(dǎo)線材料，同時，添加了約1％的硅到鋁中，也可以與硅材料形成低電阻的歐姆接觸層，因此，鋁是一種很好的導(dǎo)線和與硅連接的材料。

然而，隨著半導(dǎo)體制程的微縮，階梯覆蓋率的要求也越來越高，相對地就有越來越多的高溫化學(xué)氣相沉積制程，但由于鋁的低熔點特性(約660℃)，造成經(jīng)過鋁沉積的半成品無法承受高溫的制程。

同時，多層薄膜結(jié)構(gòu)的多晶硅和硅化鎢堆疊的柵極堆疊結(jié)構(gòu)中，具有較大的接觸電阻，而依次堆疊的多晶硅層、氮化鎢層以及鎢層相對具有較低的接觸電阻，但是在后續(xù)退火或是高溫熱制程過程其間，氮化鎢中的氮會與多晶硅層反應(yīng)生成薄薄的硅氮鍵合(si-n)層，在小的操作電壓下，此鍵合層會造成信號的延遲誤差等問題。

因此，如何提供一種多層薄膜的結(jié)構(gòu)，既可以與硅材料形成低電阻的接觸，也可以作為耐高溫的導(dǎo)線，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個重要技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中器件結(jié)構(gòu)與硅材料之間形成的接觸電阻較高等的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

1)提供一硅材料層；

2)于所述硅材料層上形成中間結(jié)構(gòu)，所述中間結(jié)構(gòu)至少包括第一金屬層，且所述第一金屬層直接形成于所述硅材料層上表面，所述中間結(jié)構(gòu)還包括第二金屬層，所述第二金屬層形成于所述第一金屬層上，且所述第二金屬層的材料與所述第一金屬層的材料不同；及

3)在預(yù)設(shè)溫度下于所述中間結(jié)構(gòu)上表面形成絕緣層，且在所述絕緣層的形成過程中，所述第一金屬層與所述硅材料層的硅元素在所述預(yù)設(shè)溫度下反應(yīng)生成第一硅化金屬層。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟2)中，所述中間結(jié)構(gòu)還包括第一氮化金屬層，所述第一氮化金屬層形成于所述第一金屬層與所述第二金屬層之間，所述第一氮化金屬層包含相同于所述第一金屬層的金屬元素。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟3)中，所述預(yù)設(shè)溫度介于550～800℃之間。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟2)中，所述中間結(jié)構(gòu)還包括第二硅化金屬層，形成于所述第二金屬層下表面。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟2)中，所述第二硅化金屬層包含相同于所述第二金屬層的金屬元素，且在步驟3)中，所述第二金屬層維持金屬形態(tài)。

本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)包括：

硅材料層；

中間結(jié)構(gòu)，至少包括第一硅化金屬層，且所述第一硅化金屬層位于所述硅材料層上表面；及

絕緣層，位于所述中間結(jié)構(gòu)上表面；

其中，所述第一硅化金屬層具有由第一金屬層的反應(yīng)生成溫度，位于所述絕緣層的形成溫度中，所述中間結(jié)構(gòu)還包括第二金屬層，所述第二金屬層位于所述第一硅化金屬層與所述絕緣層之間，且所述第二金屬層異于所述第一硅化金屬層的金屬元素。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述中間結(jié)構(gòu)還包括第一氮化金屬層，所述第一氮化金屬層位于所述第一硅化金屬層與所述第二金屬層之間。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第一氮化金屬層與所述第一硅化金屬層具有相同的金屬元素。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述中間結(jié)構(gòu)還包括第二硅化金屬層，位于所述第二金屬層下表面。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第二硅化金屬層包含相同于所述第二金屬層的金屬元素。

本發(fā)明還提供一種存儲器柵極堆疊結(jié)構(gòu)，包括：

襯底，至少包含硅材料層；及

控制柵極，位于所述襯底上，其中，所述控制柵極包括：

中間結(jié)構(gòu)，至少包括第一硅化金屬層，且所述第一硅化金屬層位于所述襯底上；及

絕緣層，位于所述中間結(jié)構(gòu)上表面；

其中，所述第一硅化金屬層具有由第一金屬層的反應(yīng)生成溫度，位于所述絕緣層的形成溫度中，所述中間結(jié)構(gòu)還包括第二金屬層，所述第二金屬層位于所述第一硅化金屬層與所述絕緣層之間，且所述第二金屬層異于所述第一硅化金屬層的金屬元素，所述中間結(jié)構(gòu)還包括氮化金屬層，所述氮化金屬層位于所述第一硅化金屬層與所述第二金屬層之間，所述氮化金屬層與所述第一硅化金屬層具有相同的金屬元素，所述中間結(jié)構(gòu)還包括第二硅化金屬層，位于所述第二金屬層下表面，所述第二硅化金屬層包含相同于所述第二金屬層的金屬元素。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述存儲器柵極堆疊結(jié)構(gòu)還包括：

浮動?xùn)艠O，位于所述襯底上表面；及

介電層，位于所述浮動?xùn)艠O上表面，其中所述控制柵極形成于所述介電層上表面

如上所述，本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及其制備方法，具有以下有益效果：

1)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)可以與硅材料之間形成較低的接觸電阻；

2)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)可以直接最為耐高溫的導(dǎo)線；

3)本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以解決堆疊柵極結(jié)構(gòu)的接觸電阻的問題并同時保證堆疊柵極結(jié)構(gòu)的效能。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)制備方法的各步驟的示意圖。

圖2～圖4顯示為本發(fā)明實施例一提供的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)制備過程中所得到的結(jié)構(gòu)的示意圖，其中：

圖2為執(zhí)行圖1中步驟s1后得到的結(jié)構(gòu)；

圖3為執(zhí)行圖1中步驟s2后得到的結(jié)構(gòu)；

圖4為執(zhí)行圖1中步驟s3后得到的結(jié)構(gòu)。

圖5顯示為本發(fā)明實施例二提供的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖6顯示為本發(fā)明實施例三提供的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖7～圖8顯示為本發(fā)明實施例四提供的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖9顯示為本發(fā)明所提供的存儲器柵極堆疊結(jié)構(gòu)的示意圖。

元件標號說明

11硅材料層

12中間結(jié)構(gòu)

13絕緣層

121第一金屬層

122第一氮化金屬層

123第二硅化金屬層

124第二金屬層

126第一硅化金屬層

127襯底

128氧化層

129浮動?xùn)艠O

130介電層

131掩膜層

s1～s3步驟

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖1至圖9。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，雖圖示中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的形態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局形態(tài)也可能更為復(fù)雜。

實施例一

請參閱圖1～圖4，本實施例提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

如圖1中的s1及圖2所示，進行步驟1)，提供一硅材料層11；

具體的，所述硅材料層11可以為任意含硅的材料，包括單晶硅、多晶硅、非晶硅，也可以包括硅鍺材料，如所述硅材料層11為多晶硅鍺層，所述硅材料層11的材料為還可以為上述任意材料的摻雜材料，如本征硅、p型硅、n型硅等，在此不做具體限制。當然，所述硅材料層11也可以是至少兩層材料的疊層結(jié)構(gòu)，如包括摻雜有n-型雜質(zhì)的多晶硅層和另一摻雜有p-型雜質(zhì)的多晶硅層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。另外，所述硅材料層11的厚度范圍為10～120nm，優(yōu)選為30～80nm，在本實施例中，所述硅材料層11的厚度為50nm。

如圖1中的s2及圖3所示，進行步驟2)，于所述硅材料層11上形成中間結(jié)構(gòu)12，所述中間結(jié)構(gòu)至少包括第一金屬層121，且所述第一金屬層121直接形成于所述硅材料層11上表面，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二金屬層124，所述第二金屬層124形成于所述第一金屬層121上，且所述第二金屬層124的材料與所述第一金屬層121的材料不同。

具體的，所述第一金屬層121的材料包括但不限于鉭、鈀、鉑、鈷、鋯、鎳、鈦、鉬，在本實施例中，所述第一金屬層121為鉭，并且所述第一金屬層121通過物理氣相沉積(pvd)法(如蒸發(fā)、電鍍或濺射等)、化學(xué)氣相沉積(cvd)法或原子層沉積(ald)法等形成。另外，所述第一金屬層121的厚度范圍為1～30nm，優(yōu)選為1～10nm或11～20nm，在本實施例中，所述第一金屬層121的厚度為15nm。

具體的，所述中間結(jié)構(gòu)12可以包括除所述第一金屬121之外的任意材料層，依實際需求而定，在本實施例中，所述中間結(jié)構(gòu)12包括所述第一金屬層121和第二金屬層124。

具體的，所述第二金屬124主要用于作為導(dǎo)體，其材料包括但不限于鈦、鉭、鈀、鎳、鉑、鈷、鎢、鋯、鉬，并且所述第二金屬層124通過物理氣相沉積(pvd)法(如蒸發(fā)、電鍍或濺射等)、化學(xué)氣相沉積(cvd)法或原子層沉積(ald)法等形成。另外，所述第二金屬層124的厚度范圍為10～100nm，優(yōu)選為20～80nm或30～60nm，在本實施例中，所述第二金屬層124的厚度為50nm。進一步，所述第一金屬層121與所述第二金屬層124的材料優(yōu)選為不同，在本實施例中，所述第一金屬層121為鉭，所述第二金屬層124為鈦，二者的選擇以實際需求而定，在此不做具體限制。

如圖1中的s3及圖4所示，進行步驟3)，在預(yù)設(shè)溫度下于所述中間結(jié)構(gòu)12上表面形成絕緣層13，且在所述絕緣層13的形成過程中，所述第一金屬層121與所述硅材料層11的硅元素在所述預(yù)設(shè)溫度下反應(yīng)生成第一硅化金屬層126。

具體的，所述絕緣層13的材料包括但不限于氮化硅，并且通過化學(xué)氣相沉積(cvd)法或原子層沉積(ald)法等形成。另外，所述絕緣層13的厚度范圍為50～400nm，優(yōu)選為150～300nm，在本實施例中，所述絕緣層13的厚度為200nm。

需要說明的是，在該步驟中，所述絕緣層13可以保護該半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的位于所述絕緣層13下的結(jié)構(gòu)不會在大氣環(huán)境下被氧化，另外，選擇在預(yù)設(shè)溫度下形成所述絕緣層13，目的也是在該預(yù)設(shè)溫度下，所述第一金屬層121與所述硅材料層11進行硅化反應(yīng)，從而在所述硅材料層11與所述第一金屬層121相接觸的表面形成第一硅化金屬層126，從而可以降低二者之間的接觸電阻。進一步，在該條件下形成的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)可以直接用作耐高溫導(dǎo)線。

作為示例，步驟3)中，所述預(yù)設(shè)溫度介于550～800℃之間。

具體的，所述預(yù)設(shè)溫度優(yōu)選為600～750℃，在本實施例中，所述預(yù)設(shè)溫度為650℃。其中，若所述預(yù)設(shè)溫度低于550℃，其溫度不足以是所述硅材料層11與所述第一層金屬層121進行硅化反應(yīng)，若所述預(yù)設(shè)溫度高于800℃，則過高的溫度給予過多的能量，使得上述硅化反應(yīng)過度，進一步使得硅化金屬結(jié)塊，反而造成接觸阻值的升高。

如圖4所示，本實施例還提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)為采用本實施例一所提供的制備方法所得到的結(jié)構(gòu)，其中，所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)包括：

硅材料層11；

中間結(jié)構(gòu)12，至少包括第一硅化金屬層126，且第一硅化金屬層126位于所述硅材料層11上表面；及

絕緣層13，位于所述中間結(jié)構(gòu)12上表面；

其中，所述第一硅化金屬層126具有由第一金屬層121的反應(yīng)生成溫度，位于所述絕緣層13的形成溫度中，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二金屬層124，所述第二金屬層124位于所述第一硅化金屬層126與所述絕緣層13之間，且所述第二金屬層124異于所述第一硅化金屬層126的金屬元素。

具體的，所述第一硅化金屬層126優(yōu)選為含有與第一金屬層121相同的金屬的硅化金屬層，其實際為所述硅材料層11與所述第一金屬層121進行硅化反應(yīng)的產(chǎn)物，優(yōu)選地，其可以均勻的分布于所述硅材料11上表面，當然，也存在所述第一金屬層121與所述硅材料11反應(yīng)不完全的情況，從而所述第一硅化金屬層126也可以結(jié)合于所述硅材料11內(nèi)且與所述第一金屬層121相接觸，也可以結(jié)合于所述第一金屬層121內(nèi)且與所述硅材料11相接觸，在滿足所述第一硅化金屬層的存在可以減小接觸電阻的前提下，對其具體位置關(guān)系不做限制。另外，所述第一硅化金屬層126的厚度范圍為1～30nm，優(yōu)選為1～10nm或11～20nm，在本實施例中，所述第一硅化金屬層126的厚度為15nm。

具體的，所述第二金屬124主要用于作為導(dǎo)體，其材料包括但不限于鈦、鉭、鈀、鎳、鉑、鈷、鎢、鋯、鉬。另外，所述第二金屬層124的厚度范圍為10～100nm，優(yōu)選為20～80nm或30～60nm，在本實施例中，所述第二金屬層124的厚度為50nm。進一步，所述第一硅化金屬層126的金屬優(yōu)選為與所述第二金屬層124的金屬不同，在本實施例中，所述第一硅化金屬層126為硅化鉭，所述第二金屬層124為鈦，二者的選擇以實際需求而定，在此不做具體限制。

實施例二

請參閱圖5，本實施例提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，本實施例二與實施例一的不同之處在于，步驟2)中，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第一氮化金屬層122，所述第一氮化金屬122層形成于所述第一金屬層121與所述第二金屬層124之間。

具體的，所述第一氮化金屬層122的材料包括但不限于氮化鉭、氮化鈀、氮化鉑、氮化鈷、氮化鋯、氮化鎳、氮化鈦、氮化鉬，并且所述第一氮化金屬層122通過物理氣相沉積(pvd)法(如蒸發(fā)、電鍍或濺射等)、化學(xué)氣相沉積(cvd)法或原子層沉積(ald)法等形成。另外，所述第一氮化金屬層122的厚度范圍為3～50nm，優(yōu)選為5～30nm或10～20nm，在本實施例中，所述第一氮化金屬層122的厚度為15nm。

需要說明的是，所述第一氮化金屬層122的作用主要是控制所述第一金屬層121與所述硅材料層11之間在所述預(yù)設(shè)溫度下的硅化反應(yīng)，在所述第一氮化金屬層122的控制下，所述第一金屬層121與所述硅材料的硅化反應(yīng)不會過度，從而保證形成的硅化金屬不會結(jié)塊，若所述硅化金屬一旦結(jié)塊，反而造成接觸阻值的升高。

作為示例，所述第一氮化金屬層122包含相同于所述第一金屬層121的金屬元素。

具體的，保證所述第一金屬層121與所述第一氮化金屬層122中的金屬相同，可以進一步保證所述第一氮化金屬層122與所述第一金屬層121以及所述第一金屬層121與所述硅化材料層11進行硅化反應(yīng)生成的所述第一硅化金屬層126之間具有較好的附著性。

本實施例還提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)為采用本實施例二所提供的制備方法所得到的結(jié)構(gòu)，其中，所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)包括：

硅材料層11；

中間結(jié)構(gòu)12，至少包括第一硅化金屬層126，且所述第一硅化金屬層126位于所述硅材料層11上表面；及

絕緣層13，位于所述中間結(jié)構(gòu)12上表面；

其中，所述第一硅化金屬層126具有由第一金屬層121的反應(yīng)生成溫度，位于所述絕緣層13的形成溫度中，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二金屬層124，所述第二金屬層124位于所述第一硅化金屬層126與所述絕緣層13之間，且所述第二金屬層124異于所述第一硅化金屬層126的金屬元素；

所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第一氮化金屬層122，所述第一氮化金屬層122位于所述第一硅化金屬層126與所述第二金屬層124之間。

作為示例，所述第一氮化金屬層122中的金屬與所述第一硅化金屬層126具有相同的金屬元素。

具體的，所述第一氮化金屬層122的材料包括但不限于氮化鉭、氮化鈀、氮化鉑、氮化鈷、氮化鋯、氮化鎳、氮化鈦、氮化鉬。另外，所述第一氮化金屬層122的厚度范圍為3～50nm，優(yōu)選為5～30nm或10～20nm，在本實施例中，所述第一氮化金屬層122的厚度為15nm。

具體的，保證所述第一硅化金屬層126中的金屬與所述第一氮化金屬層122中的金屬相同，可以進一步保證所述第一氮化金屬層122與所述第一硅化金屬層126之間具有較好的附著性。

實施例三

請參閱圖6，本實施例提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，本實施例三與實施例二的不同之處在于，步驟2)中，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二氮化金屬層125，所述第二氮化金屬層125形成于所述第一氮化金屬層122與所述第二金屬層124之間。

具體的，所述第二氮化金屬層125的材料可以為氮化鎢，也可以為w/si/n系材料等，并且所述第二氮化金屬層125通過物理氣相沉積(pvd)法(如蒸發(fā)、電鍍或濺射等)、化學(xué)氣相沉積(cvd)法或原子層沉積(ald)法等形成。另外，所述第二氮化金屬層125的厚度范圍為1～6nm，優(yōu)選為2～4nm，在本實施例中，所述第二氮化金屬層125的厚度為3nm。

需要說明的是，在本實施例中，所述硅材料層11選取多晶硅，所述第一金屬層121選取鈦，所述第一氮化金屬層122選取氮化鈦，所述第二氮化金屬層125選取氮化鎢，所述第二金屬層124選取鎢，所述絕緣層13選取氮化硅，從而上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)構(gòu)成一堆疊的柵極結(jié)構(gòu)。另外，除作為柵極外，本發(fā)明實施的方案還可應(yīng)用于各種金屬互連線，例如位線、金屬線或者包括中間結(jié)構(gòu)的電容器電機等，此外，本實施例的方案還可應(yīng)用于雙多晶硅柵極中，所述雙多晶硅柵極器件包括襯底、襯底上的浮動?xùn)拧⒏訓(xùn)派系慕殡妼右约拔挥谒鼋殡妼由系目刂茤牛渲校隹刂茤偶礊樗龉璨牧蠈印?/p>

進一步，在現(xiàn)有技術(shù)中的自下而上依次堆疊的多晶硅層、氮化鎢、鎢層所形成的鎢多晶硅柵極結(jié)構(gòu)，其電阻遠低于由多晶硅和硅化鎢堆疊的柵極結(jié)溝，但是在后續(xù)退火或是高溫熱制程過程期間，氮化鎢中的氮會與多晶硅層的硅發(fā)生反應(yīng)，生成薄薄的硅氮鍵合(si-n)層，而在小的操作電壓下，此鍵合層會造成信號的延遲誤差。因此，在多晶硅層跟氮化鎢層中間增加一層鈦層，此想象會有明顯改善，一方面，氮化鎢的氮會與鈦形成氮化鈦，此氮化鈦層可以防止氮向多晶硅層擴散形成硅氮鍵合，另一方面，在后續(xù)在預(yù)設(shè)溫度下形成絕緣層時，鈦層與多晶硅發(fā)生硅化反應(yīng)，以降低接觸電阻，然而，這樣的鈦/氮化鎢擴散阻擋層會造成上面鎢層的片電阻增加進而影響其閘極的效能，因此，并在鈦層與氮化鎢之間增加一層氮化鈦層，這樣的結(jié)構(gòu)一方面可以降低堆疊柵極結(jié)構(gòu)中鎢層中的片電阻，同時，該氮化鈦層形成于所述鈦層上表面，從而可以控制鈦層與多晶硅層在形成絕緣層的預(yù)設(shè)溫度下的硅化反應(yīng)，從而得到性能良好的堆疊柵極結(jié)構(gòu)。

本實施例還提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)為采用本實施例三所提供的制備方法所得到的結(jié)構(gòu)，其中，所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)包括：

硅材料層11；

中間結(jié)構(gòu)12，至少包括第一硅化金屬層126，且所述第一硅化金屬層126位于所述硅材料層11上表面；及

絕緣層13，位于所述中間結(jié)構(gòu)12上表面；

其中，所述第一硅化金屬層126具有由第一金屬層121的反應(yīng)生成溫度，位于所述絕緣層13的形成溫度中，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二金屬層124，所述第二金屬層124位于所述第一硅化金屬層126與所述絕緣層13之間，且所述第二金屬層124異于所述第一硅化金屬層126的金屬元素；

所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第一氮化金屬層122，所述第一氮化金屬層122位于所述第一硅化金屬層126與所述第二金屬層124之間；

所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二氮化金屬層125，所述第二氮化金屬層125位于所述第一氮化金屬層122與所述第二金屬層124之間。

實施例四

請參閱圖7～圖8，本實施例提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的制備方法，本實施例四與實施例一或?qū)嵤├牟煌幵谟冢襟E2)中，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二硅化金屬層123，所述第二硅化金屬層123形成于所述第二金屬層124下表面。

具體的，所述第二硅化金屬層123的材料可以為硅化鈦、硅化鉭、硅化鈀、硅化鎳、硅化鉑、硅化鈷、硅化鎢、硅化鋯、硅化鉬，且所述第二硅化金屬層123通過物理氣相沉積(pvd)法(如蒸發(fā)、電鍍或濺射等)、化學(xué)氣相沉積(cvd)法或原子層沉積(ald)法等形成。另外，所述第二硅化金屬層123的厚度范圍為1～30nm，優(yōu)選為5～20nm，在本實施例中，所述第二硅化金屬層123的厚度為10nm。

需要說明的是，所述第二硅化金屬層123的功用是沉積一層比較大晶格結(jié)構(gòu)的薄膜，使后續(xù)形成的所述第二金屬層124能夠沿著這一層大晶格結(jié)構(gòu)的硅化金屬去沉積，而不會受其下表面結(jié)構(gòu)層(如所述第一氮化金屬層)的影響而沉積出較高阻抗的金屬。因此，所述第二硅化金屬層123位于所述第二金屬層124下表面優(yōu)選為全部覆蓋所述第二金屬層124的下表面，位于所述第二金屬層124與下層材料層之間。

作為示例，所述第二硅化金屬層123包含相同于所述第二金屬層124的金屬元素。

優(yōu)選地，所述第二硅化金屬層123中的金屬與所述第二金屬層124中的金屬相同，從而保證該兩層結(jié)構(gòu)層之間具有良好的粘附性。

本實施例還提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)為采用本實施例四所提供的制備方法所得到的結(jié)構(gòu)，其中，如圖7所示，所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)包括：

硅材料層11；

中間結(jié)構(gòu)12，至少包括第一硅化金屬層126，且所述第一硅化金屬層126位于所述硅材料層11上表面；及

絕緣層13，位于所述中間結(jié)構(gòu)12上表面；

其中，所述第一硅化金屬層126具有由第一金屬層的反應(yīng)生成溫度，位于所述絕緣層13的形成溫度中，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二金屬層124，所述第二金屬層124位于所述第一硅化金屬層126與所述絕緣層13之間，且所述第二金屬層124異于所述第一硅化金屬層126的金屬元素；

所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二硅化金屬層123，所述第二硅化金屬層123位于所述第二金屬層124下表面，且位于所述第二金屬層124與所述第一硅化金屬層126之間。

或者，如圖8所示，所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)包括：

硅材料層11；

中間結(jié)構(gòu)12，包括第一硅化金屬層126，所述第一硅化金屬層126位于所述硅材料層11上表面；及

絕緣層13，位于所述中間結(jié)構(gòu)12上表面；

其中，所述第一硅化金屬層126具有由第一金屬層121的反應(yīng)生成溫度，位于所述絕緣層13的形成溫度中，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二金屬層124，所述第二金屬層124位于所述第一硅化金屬層126與所述絕緣層13之間，且所述第二金屬層124異于所述第一硅化金屬層126的金屬元素；

所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第一氮化金屬層122，所述第一氮化金屬層122位于所述第一金屬層121與所述第二金屬層124之間；

所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二硅化金屬層123，所述第二硅化金屬層123位于所述第二金屬層124下表面，且位于所述第二金屬層124與所述第一氮化金屬層122之間。

作為示例，所述第二硅化金屬層123包含相同于所述第二金屬層124的金屬元素。

實施例五

請參閱圖9，本實施例提供一種存儲器柵極堆疊結(jié)構(gòu)，包括：襯底127，至少包含硅材料層；及控制柵極，位于所述襯底127上表面，其中，所述控制柵極包括：

中間結(jié)構(gòu)12，所述中間結(jié)構(gòu)12位如上述任意方案中所述的中間結(jié)構(gòu)12，至少包括第一硅化金屬層126，且所述第一硅化金屬層126位于所述襯底127上；及

絕緣層13，位于所述中間結(jié)構(gòu)12上表面；

其中，所述第一硅化金屬層126具有由第一金屬層的反應(yīng)生成溫度，位于所述絕緣層13的形成溫度中，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二金屬層124，所述第二金屬層124位于所述第一硅化金屬層126與所述絕緣層13之間，且所述第二金屬層124異于所述第一硅化金屬層126的金屬元素，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第一氮化金屬層122，所述氮化金屬層位于所述第一硅化金屬層126與所述第二金屬層124之間，所述第一氮化金屬層與所述第一硅化金屬層126具有相同的金屬元素，所述中間結(jié)構(gòu)12還包括第二硅化金屬層123，位于所述第二金屬層124下表面，所述第二硅化金屬層123包含相同于所述第二金屬層124的金屬元素。如圖9所示。

作為示例，所述存儲器柵極堆疊結(jié)構(gòu)還包括：

浮動?xùn)艠O129，位于所述襯底127上表面；及

介電層130，位于所述浮動?xùn)艠O129上表面，其中所述控制柵極形成于所述介電層129上表面。

具體的，本實施例還提供一種采用上述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的快閃存儲器件的柵極堆疊結(jié)構(gòu)，其中，所述浮動?xùn)艠O為含有遂穿氧化層128的浮動?xùn)艠O，即在襯底上形成對應(yīng)于柵極絕緣層的遂穿氧化層，在遂穿氧化層上形成用于作為浮動?xùn)艠O的第一多晶硅電極，在第一多晶硅柵極上形成介電層，在介電層上形成用于作為控制柵極的上述任意方案中的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，其中，所述硅材料層為第二多晶硅電極，其上方可以形成本發(fā)明各實施例中的中間結(jié)構(gòu)，并進一步制作電極(如鎢)，最后于所述半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)上制作掩膜層131(如氮化硅)，從而得到完整的快閃存儲器件的柵極堆疊結(jié)構(gòu)。

綜上所述，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及其制備方法，所述方法包括步驟：1)提供一硅材料層；2)于所述硅材料層上形成中間結(jié)構(gòu)，所述中間結(jié)構(gòu)至少包括第一金屬層，且所述第一金屬層直接形成于所述硅材料層上，所述中間結(jié)構(gòu)還包括第二金屬層，所述第二金屬層形成于所述第一金屬層上表面，且所述第二金屬層的材料與所述第一金屬層的材料不同；及；3)在預(yù)設(shè)溫度下于所述中間結(jié)構(gòu)上表面形成絕緣層，且在所述絕緣層的形成過程中，所述第一金屬層與所述硅材料層的硅元素在所述預(yù)設(shè)溫度下反應(yīng)生成第一硅化金屬層。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)可以與硅材料之間形成較低的接觸電阻；本發(fā)明的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)可以直接最為耐高溫的導(dǎo)線；本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以解決堆疊柵極結(jié)構(gòu)的接觸電阻的問題并同時保證堆疊柵極結(jié)構(gòu)的效能。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。