[發明專利]半導體元件及其制造方法

在審

• 申請號: 201310727475.6
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN104752315A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 邱建嵐
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種半導體元件及其制造方法。

背景技術

隨著金屬氧化物半導體（MOS）晶體管元件尺寸不斷縮小，對介電層品質的要求也愈來愈高。現有習知在形成介電層時，介電層表面經常產生缺陷，例如凸起或缺損等，使介電層表面的粗糙度（roughness）上升。在后續的微影、蝕刻等圖案化工藝中，介電層表面的高粗糙度可能造成薄膜堆疊間的粘合度不佳，甚至導致元件的橋接缺陷（bridge?defect），或是造成龜裂（crack）、剝離（peeling）以及漏電等問題。

由此可見，上述現有的半導體元件及其制造方法在產品結構、制造方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品及方法又沒有適切的結構及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的半導體元件及其制造方法,實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有的半導體元件及其制造方法存在的缺陷，而提供一種新的半導體元件及其制造方法，所要解決的技術問題是使其中可形成表面缺陷少、表面粗糙度低以及與其他材料層之間的粘合度高的介電層，非常適于實用。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種半導體元件的制造方法，包括在襯底上形成介電層,所述介電層包括第一部分與第二部分，所述第一部分鄰接于所述襯底，所述第二部分鄰接于所述第一部分。接著，以三氟化氮處理所述介電層，移除所述介電層的所述第二部分，暴露出所述介電層的所述第一部分。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

前述的半導體元件的制造方法,其中所述介電層的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其組合。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述介電層包括內層介電層、金屬層間介電層或保護層。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述以三氟化氮處理所述介電層的步驟包括在所述介電層的所述第一部分的表面部分植入氮與氟，以形成表面植入氮與氟的部分。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述表面植入氮與氟的部分與所述介電層的所述第一部分的厚度比值為1/150至1/14。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述表面植入氮與氟的部分的厚度為1至250埃。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述第二部分的厚度為50埃至1000埃。

前述的半導體元件的制造方法，其中以三氟化氮處理所述介電層的步驟包括調控至少一工藝參數，所述工藝參數包括：射頻功率、三氟化氮氣體流量、載體氣體流量、氨氣氣體流量、氬氣氣體流量或其組合。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述載體氣體包括氦氣。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述射頻功率為20至200W。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述三氟化氮氣體流量為35至250sccm（standard?cubic?centimeter?per?minute）。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述載體氣體流量為20至2,400sccm。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述氨氣氣體流量為0至300sccm。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述氬氣氣體流量為100至1,000sccm。

前述的半導體元件的制造方法，還包括在暴露的所述介電層的所述第一部分上形成至少一材料層。

前述的半導體元件的制造方法，其中所述至少一材料層包括抗反射涂布層、光阻層或其組合。

本發明的目的及解決其技術問題還采用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種半導體元件，包括襯底與介電層。所述介電層位于所述襯底上，所述介電層包括表面部分，所述表面部分植入有氮與氟，且所述表面植入氮與氟的部分與所述介電層的厚度比值為1/150至1/14。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

前述的半導體元件，其中所述介電層的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其組合。

前述的半導體元件，其中所述介電層包括內層介電層、金屬層間介電層或保護層。

前述的半導體元件，還包括至少一材料層，位于所述介電層上。

前述的半導體元件，其中所述至少一材料層包括抗反射涂布層、光阻層或其組合。