[發明專利]包括電介質材料的半導體構造及在延伸到半導體構造中的開口內形成介電填充的方法

在審

• 申請號: 201810479737.4
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108962814A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: G·S·桑胡;S·L·萊特;J·A·斯邁思;S·瓦爾蓋斯
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王龍

本申請涉及包括電介質材料的半導體構造及在延伸到半導體構造中的開口內形成介電填充的方法。一些實施例包含具有延伸到襯底中的一或多個開口的半導體構造。開口至少部分地填充有包括硅、氧及碳的電介質材料。碳是以從約3原子百分比到約20原子百分比的范圍內的濃度存在。一些實施例包含跨越其中延伸有開口的半導體構造提供介電填充的方法。半導體構造具有接近開口的上表面。該方法包含：在開口內且跨越上表面而形成光可圖案化電介質材料；及使光可圖案化電介質材料暴露于經圖案化光化輻射。隨后，使光可圖案化電介質材料顯影以將光可圖案化電介質材料圖案化成至少部分地填充開口的第一電介質結構，且從上表面上方移除光可圖案化電介質材料。

技術領域

本發明涉及包括電介質材料的半導體構造及在延伸到半導體構造中的開口內形成介電填充的方法。

背景技術

與半導體襯底相關聯的結構的制作(例如，集成電路的制作、微機電系統的制作等)可包含其中將用電介質材料來填充不同大小及深度的眾多開口的工藝階段。隨后，可利用平面化(例如，化學機械拋光)來嘗試形成跨越開口內的電介質材料且跨越開口之間的半導體襯底的區域而延伸的平面表面。然而，常規工藝遇到了困難，如參考圖1-3所描述。

圖1展示包含半導體襯底12的構造10。半導體襯底12包含半導體材料，且可(舉例來說)包括單晶硅、基本上由單晶硅組成或由單晶硅組成。術語“半導體襯底”(或替代地，“半導體構造”)意指包括半導電材料的任一構造，所述半導電材料包含但不限于塊體半導電材料，例如半導電晶片(單獨地或在包括其它材料的組合件中)，及半導電材料層(單獨地或在包括其它材料的組合件中)。術語“襯底”是指任何支撐結構，包含但不限于上文所描述的半導體襯底。在一些應用中，半導體襯底12可含有與集成電路制作相關聯的一或多種材料及/或與微機電系統(MEMS)制作相關聯的一或多種材料。舉例來說，所述材料可包含難熔金屬材料、阻障材料、擴散材料、絕緣體材料等中的一或多者。

開口14、16及18展示為延伸到半導體襯底12中，其中所述開口相對于彼此具有不同大小。在一些應用中，襯底12可被視為具有上表面19，且開口14、16及18可被視為延伸穿過此上表面且進入到下伏襯底中。在一些應用中，上表面19可為基本上平面上表面；其中術語“基本上平面”意指平面在制作及測量的合理容差內。

盡管襯底12圖解說明為均質的，但一些實施例中，襯底可包括與集成電路制作及/或MEMS制作相關聯的多種材料、結構、組件等。舉例來說，在一些實施例中，襯底12可包含支撐存儲器陣列(舉例來說，三維NAND存儲器陣列)的字線、位線及存儲器單元且支撐在存儲器陣列外圍的電路的半導體材料晶片(舉例來說，單晶硅晶片)。

開口14、16及18可表示在制作與集成電路及/或MEMS相關聯的組件之后延伸到襯底12中的大量開口。

開口14可沿著晶片的邊緣，且可對應于(舉例來說)用于在遮蔽及/或其它工藝階段期間對準晶片的對準標記。

開口16可對應于(舉例來說)延伸到鄰近集成存儲器的階梯狀區域的開口。舉例來說，集成存儲器可對應于三維NAND及/或其它三維存儲器，且階梯狀區域可為其中觸點形成為與三維存儲器相關聯的位線及/或字線的區域。開口16的底部展示為包括階層(即，臺階)，且因此，開口16是具有非平面底部表面的開口的實例。相比之下，開口14及18是具有平面底部表面的開口的實例。在一些方面中，開口16的底部處的臺階可被視為表示樓梯臺階型結構。

開口18可對應于(舉例來說)在集成電路及/或MEMS的制作期間保留在存儲器陣列區域或其它區域內的開口。

開口可具有除針對開口14、16及18所展示的形狀之外的形狀，且可(舉例來說)具有錐形圓錐形狀、非筆直側壁等。

參考圖2，電介質材料20跨越上表面19且在開口14、16及18內形成。電介質材料20可為旋涂電介質，且在一些應用中，可包括氧化硅。