[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010571661.1
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102479680A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李春龍;劉金彪;尹海洲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/311;H01L21/265;H01L21/312
• 代理公司: 北京藍(lán)智輝煌知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件制造方法，特別地，涉及一種MOEFET制造方法中的平坦化工藝。

背景技術(shù)

平坦化工藝是半導(dǎo)體器件制造方法，尤其是MOSFET制造方法中必不可少的工藝步驟。目前，業(yè)界用于深亞微米尺寸的MOSFET制造方法中的平坦化工藝通常是化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)。但是，在絕大多數(shù)的科研機(jī)構(gòu)中，例如大學(xué)實(shí)驗(yàn)室、研究所等，半導(dǎo)體生產(chǎn)線并不是像產(chǎn)業(yè)界那樣先進(jìn)，往往是落后一代甚至幾代的產(chǎn)品，例如很多科研機(jī)構(gòu)采用的是4寸線。對于這些相對落后的生產(chǎn)線，供應(yīng)商已經(jīng)不再提供相應(yīng)尺寸的CMP設(shè)備，因此，研究機(jī)構(gòu)難以采購到合適的CMP設(shè)備；同時(shí)，CMP設(shè)備的成本較高，多數(shù)研究機(jī)構(gòu)難以承受。

因此，需要開發(fā)出一種不采用CMP的平坦化工藝，以滿足眾多科研機(jī)構(gòu)在制造半導(dǎo)體器件過程中的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，通過離子注入工藝和刻蝕工藝，來實(shí)現(xiàn)MOSFET制造過程中的平坦化，而不需要采用CMP。

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟：

提供一襯底，所述襯底上具有已形成的器件圖形；

形成一層平坦化填充層，所述平坦化填充層覆蓋所述襯底和所述器件圖形；所述平坦化填充層具有突出部分，上述突出部分對應(yīng)于所述器件圖形；

在所述平坦化填充層上涂敷光刻膠，形成一層表面平坦的光刻膠層；

采用一離子注入工藝，透過所述光刻膠層向所述平坦化填充層注入離子；

在所述離子注入工藝之后，去除所述光刻膠層；

采用一刻蝕工藝，對所述平坦化填充層進(jìn)行刻蝕，獲得平坦化表面；

其特征在于：由于所述平坦化填充層上方的所述光刻膠層的厚度不同，上述突出部分的頂部的離子濃度高于上述突出部分的底部的離子濃度，也高于除上述突出部分之外的上述平坦化填充層的離子濃度。

在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法中，所述平坦化填充層的材料為SiO₂。

在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法中，所述平坦化填充層的形成工藝為化學(xué)氣相沉積或原子層沉積。

在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法中，所述平坦化填充層的厚度至少能完全覆蓋所述器件圖形。

在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法中，所述離子注入工藝的注入元素為P、B或Ar，注入能量為60～150KeV。

在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法中，上述突出部分的頂部的離子濃度至少為10¹³～10¹⁶cm^-2。

在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法中，所述刻蝕工藝為濕法腐蝕，采用的腐蝕液為稀釋的氫氟酸。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：在半導(dǎo)體器件制造過程中，采用光刻膠涂敷和離子注入工藝，在平坦化填充層中實(shí)現(xiàn)不同的離子濃度的分布，由于離子濃度影響刻蝕速度，因此，通過隨后的刻蝕工藝，來實(shí)現(xiàn)器件表面的平坦化，而不需要采用CMP，這為科研機(jī)構(gòu)省去了大量和CMP相關(guān)的工藝成本。

附圖說明

圖1本發(fā)明中具有器件圖形的襯底；

圖2在襯底上形成一層平坦化填充層；

圖3在平坦化填充層上形成光刻膠層，并進(jìn)行離子注入；

圖4去除光刻膠層，突出部分具有一離子分布；

圖5對平坦化填充層進(jìn)行刻蝕；

圖6獲得平坦的器件表面。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖并結(jié)合示意性的實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明技術(shù)方案的特征及其技術(shù)效果。

首先，提供襯底1，襯底1可以是體硅襯底、絕緣襯底上硅(SOI)、砷化鎵襯底等常見半導(dǎo)體襯底。采用常規(guī)工藝，在襯底1上形成器件圖形2，參見附圖1。其中，器件圖形2可以是柵極結(jié)構(gòu)、金屬互連線等。

接著，參見附圖2，形成層平坦化填充層3，平坦化填充層3覆蓋襯底1和器件圖形2；平坦化填充層3具有突出部分31，突出部分31對應(yīng)于器件圖形2。平坦化填充層3是具有良好的溝槽填充性能的絕緣材料，例如SiO₂。形成平坦化填充層3的工藝需要具有一定的臺階覆蓋能力，例如化學(xué)氣相沉積(LPCVD)、原子層沉積(ALD)等。平坦化填充層3的厚度需要至少完全覆蓋器件圖形2，并能完全填充器件圖形2之間的部分。