[發明專利]層間介質層、半導體器件及其形成方法

無效

• 申請號: 200810042326.5
• 申請日: 2008-08-29
• 公開（公告）號: CN101661898A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 李健
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/31;H01L21/336;H01L23/522;H01L23/532;H01L29/78
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及層間介質層、半導體器件及其形成方法。

背景技術

隨著半導體器件的集成度不斷提高，通常在一個芯片上能夠形成幾十萬個包括電容、電阻器、晶體管、二極管等這樣的半導體器件。

而半導體器件的制造是通過在芯片表面上交替沉積以及圖案化導電材料和層間介電層，制得半導體器件。層間介質層經常沉積在導電層或半導體襯底之上，用來和下一步驟要沉積的導電層做一隔離。

在沉積完膜層的時候，要求使膜層的表面光滑而平整，因為膜層的平整度會直接半導體器件的性能。因此，需要對膜層表面進行平坦化處理，專利號為CN01103003的中國專利中公開了對層間介質層進行平坦化的工藝。

現有在形成半導體器件過程中制作層間介質層工藝如圖1至圖3所示。參考圖1，提供半導體襯底100，所述半導體襯底100中形成有隔離結構(未圖示)，用以有源區之間的隔離；在半導體襯底100中摻雜離子，形成摻雜阱(未圖示)；在半導體襯底100上依次形成柵介質層102與柵極104，所述柵介質層102與柵極104構成柵極結構106。以柵極結構106為掩模，在半導體襯底100內進行離子注入，形成源/漏極延伸區108。在柵極結構106兩側形成側墻112；以側墻112及柵極結構106為掩模，在柵極結構106兩側的半導體襯底100中進行離子注入，形成源/漏極110。最后，對半導體襯底100進行退火，使注入的各種離子擴散均勻。

如圖2所示，用高密度等離子體化學氣相沉積法在半導體襯底100上形成厚度為6000?！?0000埃的層間介質層114，且層間介質層114完全覆蓋柵極結構106，所述層間介質層114的材料為磷酸硅玻璃。

如圖3所示，對層間介質層114進行平坦化處理，形成平坦后層間介質層114a，平坦后層間介質層114a的厚度達到3000埃～5000埃，平坦化處理的方法可以是化學機械拋光法。

現有技術以磷酸硅玻璃作為層間介質層的材料，由于其致密度差，因此在平坦化工藝后，層間介質層的表面不平整，進而影響半導體器件的性能。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種層間介質層、半導體器件及其形成方法，防止層間介質層表面不平整。

本發明提供一種層間介質層的形成方法，包括：提供半導體襯底；在半導體襯底上形成第一介質層；在第一介質層上形成第二介質層，所述第二介質層的致密性大于第一介質層；平坦化第二介質層。

可選的，所述第二介質層的材料為未摻雜硅玻璃。形成第二介質層的方法為等離子體增強化學氣相沉積法。所述平坦化前第二介質層的厚度為5000?！?000埃，平坦化后第二介質層的厚度為1000埃～2000埃。

可選的，所述第一介質層的材料為磷酸硅玻璃。形成第一介質層的方法為高密度等離子體化學氣相沉積法。所述第一介質層的厚度為1000?！?000埃。

本發明提供一種層間介質層，包括：第一介質層，位于第一介質層上的第二介質層，第二介質層的致密性大于第一介質層。

可選的，所述第二介質層的材料為未摻雜硅玻璃。

可選的，所述第一介質層的材料為磷酸硅玻璃。

本發明提供一種半導體器件的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有柵極，位于柵極兩側半導體襯底中的源/漏極；在半導體襯底上形成第一介質層；在第一介質層上形成第二介質層，所述第二介質層的致密性大于第一介質層；平坦化第二介質層；在第二介質層及第一介質層中形成暴露柵極或源/漏極的接觸孔；在接觸孔內填充導電材料。

可選的，所述第二介質層的材料為未摻雜硅玻璃。形成第二介質層的方法為等離子體增強化學氣相沉積法。所述平坦化前第二介質層的厚度為5000?！?000埃，平坦化后第二介質層的厚度為1000?！?000埃。

可選的，所述第一介質層的材料為磷酸硅玻璃。形成第一介質層的方法為高密度等離子體化學氣相沉積法。所述第一介質層的厚度為1000?！?000埃。

本發明提供一種半導體器件，包括：位于半導體襯底上的柵極，位于柵極兩側半導體襯底中的源/漏極，位于半導體襯底上的第一介質層，位于第一介質層上的第二介質層，所述第二介質層的致密性大于第一介質層，位于第二介質層及第一介質層中且暴露柵極或源/漏極的接觸孔，填充滿接觸孔的導電材料。

可選的，所述第二介質層的材料為未摻雜硅玻璃。

可選的，所述第一介質層的材料為磷酸硅玻璃。