半导体结构的制备方法及半导体结构与流程

专利2026-01-02  9


本发明涉及半导体制造,特别是涉及一种半导体结构的制备方法及半导体结构。


背景技术:

1、随着半导体工艺技术不断发展,半导体器件尺寸随之不断缩小,超大规模集成电路的工艺也越来越复杂。随着有源区尺寸的不断缩小,浅沟槽隔离尺寸也随之越来越小,导致沟槽填充变得越来越困难。

2、通常情况下,通过不断改善设备和工艺的填充能力或调整刻蚀形貌等方法来提高沟槽的填充效果。高纵横比工艺(high aspect ratio process,简称harp)常用于在高深宽比的浅沟槽中沉积填充隔离层,高纵横比工艺填充能力对于沟槽的填充能力较好。

3、然而,由于高纵横比工艺受限于对衬底的选择性和工艺保型性的能力,以及受前层不良形貌的影响,使得高纵横比工艺在填充沟槽过程中很容易在沟槽的中间部位产生空洞(void)缺陷,空洞缺陷会导致浅沟槽隔离性和器件稳定性大幅降低,导致诸如器件漏电等问题。


技术实现思路

1、基于此,本申请实施例提供了一种半导体结构的制备方法及半导体结构,至少能够避免在沟槽内填充隔离层时形成的空洞。

2、根据一些实施例,本申请提供了一种半导体结构的制备方法,方法包括:提供衬底,并于衬底的顶面形成介质材料叠层;去除部分衬底,以形成隔离沟槽;去除部分介质材料叠层,以形成介质叠层及目标沟槽,目标沟槽位于隔离沟槽正上方,且目标沟槽沿第一方向的长度大于隔离沟槽沿第一方向的长度,第一方向为平行衬底的方向;形成第一隔离层,第一隔离层覆盖隔离沟槽的内表面、目标沟槽的侧壁以及介质叠层的顶面;于第一隔离层的表面形成第二隔离层,第一隔离层与第二隔离层构成目标隔离层。

3、上述半导体结构的制备方法中,于衬底的顶面形成介质材料叠层;去除部分衬底,以形成隔离沟槽;去除部分介质材料叠层,以形成介质叠层及目标沟槽,再形成覆盖隔离沟槽的内表面、目标沟槽的侧壁以及介质叠层的顶面的第一隔离层,由于目标沟槽沿第一方向的长度大于隔离沟槽沿第一方向的长度,为后续形成第一隔离层打开了更大的开口,能够避免第一隔离层形成过程中出现空洞,并且于第一隔离层的表面形成第二隔离层,第一隔离层与第二隔离层构成目标隔离层,通过分别形成第一隔离层及第二隔离层的方式形成目标隔离层,避免了在沟槽中一次性填充形成目标隔离层的过程中出现空洞,提升了半导体结构的隔离性和器件稳定性,有利于避免出现漏电现象,从而提升半导体结构的良率。

4、在一些实施例中,形成第一隔离层之前,方法还包括:形成修复层,修复层覆盖隔离沟槽的内表面、目标沟槽的侧壁以及介质叠层的顶面;

5、形成第一隔离层,包括:于修复层的表面形成第一隔离层,位于隔离沟槽底部的第一隔离层的厚度大于修复层的厚度。

6、在一些实施例中,去除部分介质材料叠层,以形成介质叠层及目标沟槽,包括:去除部分介质材料叠层,以于介质材料叠层内形成初始沟槽,初始沟槽位于隔离沟槽正上方,且初始沟槽沿第一方向的长度与隔离沟槽顶部开口处沿第一方向的长度相同;刻蚀位于初始沟槽侧壁的介质材料叠层,以形成介质叠层及目标沟槽。

7、在一些实施例中,于修复层的表面形成第一隔离层,包括:于修复层的表面形成初始隔离层以及第一填充沟槽,初始隔离层随形覆盖修复层的表面,第一填充沟槽位于初始隔离层相对的外侧壁之间,初始隔离层的厚度大于修复层的厚度;去除部分初始隔离层,以形成第一隔离层以及第二填充沟槽,第二填充沟槽位于第一隔离层相对的外侧壁之间,第二填充沟槽顶部开口处沿第一方向的长度大于第一填充沟槽顶部开口处沿第一方向的长度。

8、在一些实施例中,于第一隔离层的表面形成第二隔离层,包括:至少于第二填充沟槽内形成第二隔离层。

9、在一些实施例中,于修复层的表面形成初始隔离层,包括:采用预设沉积工艺于修复层的表面形成初始隔离层;

10、于第一隔离层的表面形成第二隔离层,包括:采用预设沉积工艺于第一隔离层的表面形成第二隔离层。

11、在一些实施例中,预设沉积工艺包括亚常压化学气相沉积工艺;预设沉积工艺的反应原料包括臭氧及正硅酸乙酯。

12、在一些实施例中,目标隔离层的材料包括氧化硅。

13、在一些实施例中,去除部分初始隔离层,以形成第一隔离层以及第二填充沟槽,包括:刻蚀初始隔离层并退火处理所得结构,以形成第一隔离层以及第二填充沟槽。

14、根据一些实施例,本申请还提供了一种半导体结构,采用上述任意实施例中的半导体结构的制备方法制备而成。

15、上述半导体结构中,由于半导体结构采用上述任意实施例中的半导体结构的制备方法制备而成。在形成半导体结构的过程中,于衬底的顶面形成介质材料叠层;去除部分衬底,以形成隔离沟槽;去除部分介质材料叠层,以形成介质叠层及目标沟槽,再形成覆盖隔离沟槽的内表面、目标沟槽的侧壁以及介质叠层的顶面的第一隔离层,由于目标沟槽沿第一方向的长度大于隔离沟槽沿第一方向的长度,为后续形成第一隔离层打开了更大的开口,能够避免第一隔离层形成过程中出现空洞,并且于第一隔离层的表面形成第二隔离层,第一隔离层与第二隔离层构成目标隔离层,通过分别形成第一隔离层及第二隔离层的方式形成目标隔离层,避免了在沟槽中一次性填充形成目标隔离层的过程中出现空洞,提升了半导体结构的隔离性和器件稳定性,有利于避免出现漏电现象,从而提升半导体结构的良率。



技术特征:

1.一种半导体结构的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,形成第一隔离层之前,所述方法还包括:

3.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述去除部分所述介质材料叠层,以形成介质叠层及目标沟槽,包括:

4.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述修复层的表面形成所述第一隔离层,包括:

5.根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述第一隔离层的表面形成第二隔离层,包括:

6.根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述修复层的表面形成初始隔离层,包括:

7.根据权利要求6所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述预设沉积工艺包括亚常压化学气相沉积工艺;

8.根据权利要求1-7任一项所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述目标隔离层的材料包括氧化硅。

9.根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述去除部分所述初始隔离层,以形成所述第一隔离层以及第二填充沟槽,包括:

10.一种半导体结构,其特征在于,采用如权利要求1-9任一项所述的半导体结构的制备方法制备而成。


技术总结
本发明涉及一种半导体结构的制备方法及半导体结构。半导体结构的制备方法包括:提供衬底,并于衬底的顶面形成介质材料叠层;去除部分衬底,以形成隔离沟槽;去除部分介质材料叠层,以形成介质叠层及目标沟槽,目标沟槽位于隔离沟槽正上方,且目标沟槽沿第一方向的长度大于隔离沟槽沿第一方向的长度,第一方向为平行衬底的方向;形成第一隔离层,第一隔离层覆盖隔离沟槽的内表面、目标沟槽的侧壁以及介质叠层的顶面;于第一隔离层的表面形成第二隔离层,第一隔离层与第二隔离层构成目标隔离层。上述半导体结构的制备方法至少能够避免在沟槽内填充隔离层时形成的空洞。

技术研发人员:陆琦,储郁冬,张旭,赵天楚,刘聪
受保护的技术使用者:上海积塔半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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