[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010211664.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111403333A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃帆;王建智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥晶合集成電路有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/535
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王華英

本發(fā)明公開(kāi)一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的制備方法包括：提供一襯底；在襯底上形成第一蝕刻停止層、第一介電層、第二蝕刻停止層；在第一蝕刻停止層、第一介電層和第二蝕刻停止層中形成第一通孔；在第二蝕刻停止層與第一通孔上形成第二介電層，位于第一通孔兩側(cè)的第二介電層在第一通孔上方對(duì)接，使第一通孔形成封閉的空洞；在第二介電層和第二蝕刻停止層中形成第二通孔，第二通孔與第一通孔連通；加深第一通孔至襯底；在第一通孔和第二通孔中填充金屬，形成與襯底連接的超厚金屬層。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的超厚金屬層制備過(guò)程中存在的蝕刻難度大，蝕刻質(zhì)量差，易導(dǎo)致器件失效的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的半導(dǎo)體制作技術(shù)中，通常在半導(dǎo)體襯底上制作各種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，例如：有源區(qū)、隔離區(qū)，以及有源區(qū)中的晶體管源/漏極和柵極，半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)所在的部分稱為半導(dǎo)體器件層。眾所周知，半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)之間的信號(hào)傳輸是通過(guò)所述半導(dǎo)體器件層上方的若干金屬互連層實(shí)現(xiàn)，所述若干金屬互連層呈層疊結(jié)構(gòu)。對(duì)射頻(RF)功率器件而言，一般在位于最上層的金屬互連層上方，還會(huì)形成作為RF功率器件天線的金屬層，其厚度大約為10微米。因其厚度是位于半導(dǎo)體器件層上方的金屬互連層厚度的50倍，因此稱其為超厚金屬層(Ultra-Thickness Metal，UTM)。在實(shí)際應(yīng)用中，超厚金屬層要與底層的金屬層連接，這就需要在金屬互連層中蝕刻出用于超厚金屬層要與底層的金屬層連接的通道，由于金屬互連層由各種材料構(gòu)成，密度差異較大，且金屬互連層的厚度較厚，需要蝕刻的深度過(guò)大，這些都勢(shì)必造成蝕刻難度的增加，不但會(huì)增加制造成本，還會(huì)導(dǎo)致蝕刻均一性較差的問(wèn)題，甚至于很容易因?yàn)閳D案密度不同產(chǎn)生蝕刻的負(fù)載效應(yīng)(Etch Loading Effect)造成部分蝕刻的通道沒(méi)有到達(dá)底層金屬層，從而導(dǎo)致器件失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，解決了現(xiàn)有的超厚金屬層制備過(guò)程中存在的蝕刻難度大，蝕刻質(zhì)量差，易導(dǎo)致器件失效的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其至少包括以下步驟：

提供一襯底；

在所述襯底上形成第一蝕刻停止層；

在所述第一蝕刻停止層上形成第一介電層；

在所述第一介電層上形成第二蝕刻停止層；

在所述第一蝕刻停止層、所述第一介電層和所述第二蝕刻停止層中形成第一通孔；

在所述第二蝕刻停止層與所述第一通孔上形成第二介電層，位于所述第一通孔兩側(cè)的所述第二介電層在所述第一通孔上方對(duì)接，使所述第一通孔形成封閉的空洞；

在所述第二介電層和所述第二蝕刻停止層中形成第二通孔，所述第二通孔與所述第一通孔連通；

加深所述第一通孔至所述襯底；

在所述第一通孔和所述第二通孔中填充金屬，形成與所述襯底連接的超厚金屬層。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一通孔的直徑小于所述第二通孔的直徑。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二介電層的形成速度為

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一通孔的形成步驟包括：

在所述第二蝕刻停止層上形成第一光刻膠層；

在所述第一光刻膠層中形成與所述第一通孔相對(duì)應(yīng)的第一圖案；

蝕刻所述第二蝕刻停止層和所述第一介電層，至超過(guò)所述第一蝕刻停止層預(yù)設(shè)距離時(shí)停止蝕刻，獲得與所述第一圖案相對(duì)應(yīng)的所述第一通孔。