[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110264248.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113053805B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東雪;林格偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768
• 代理公司: 上海盈盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤;陳麗麗

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法包括如下步驟：放置襯底于反應(yīng)腔室內(nèi)，所述襯底內(nèi)具有第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，所述襯底表面覆蓋有隔離層，所述隔離層表面覆蓋有第一掩膜層；在預(yù)設(shè)刻蝕參數(shù)下刻蝕所述隔離層、部分所述襯底和部分所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，形成溝槽，所述預(yù)設(shè)刻蝕參數(shù)使得所述溝槽整個(gè)底部的刻蝕速率相等或者所述溝槽底部中心的刻蝕速率大于所述溝槽底部邊緣的刻蝕速率，形成的所述溝槽具有平坦的底面或者所述溝槽的底部朝向所述襯底凹陷；形成阻擋層；形成第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。本發(fā)明減少甚至是避免了微負(fù)載效應(yīng)，避免了相鄰第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的短路問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造工藝中，隨著元件尺寸微縮線寬窄化，導(dǎo)致相鄰導(dǎo)線間的間距變短，大馬士革工藝刻蝕后的輪廓條件嚴(yán)苛，微負(fù)載效應(yīng)容易造成后續(xù)工藝銅離子遷移，進(jìn)而導(dǎo)致線路間的短路，造成電訊號(hào)異常，元件良率下降。

具體來(lái)說(shuō)，在半導(dǎo)體大馬士革工藝向下刻蝕形成導(dǎo)線溝槽之后，通常還要先在溝槽側(cè)壁沉積阻擋層，再于溝槽內(nèi)填充金屬銅以形成導(dǎo)線，這樣可以使得金屬銅與介質(zhì)層之間能夠更加緊密的結(jié)合。但是，由于線寬變窄或者電路設(shè)計(jì)的原因，造成原始工藝形成的溝槽側(cè)壁產(chǎn)生太多的副產(chǎn)物，過(guò)多的副產(chǎn)物則容易在溝槽底部的兩側(cè)產(chǎn)生較深的微負(fù)載(micro loading)效應(yīng)。后續(xù)在形成阻擋層的過(guò)程中，在微負(fù)載效應(yīng)處容易產(chǎn)生阻擋層空洞，導(dǎo)致后續(xù)填充的金屬銅在空洞處出現(xiàn)銅離子遷移現(xiàn)象，最終導(dǎo)致相鄰導(dǎo)線之間的短路，從而影響半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的良率。

因此，如何避免大馬士革結(jié)構(gòu)中金屬離子的遷移，從而避免相鄰導(dǎo)線之間的短路，提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的良率，是當(dāng)前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)工藝形成的大馬士革結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)相鄰導(dǎo)線之間短路的問(wèn)題，以改善半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電性能，提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的良率。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括如下步驟：

放置襯底于反應(yīng)腔室內(nèi)，所述襯底內(nèi)具有第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，所述襯底表面覆蓋有隔離層，所述隔離層表面覆蓋有第一掩膜層，所述第一掩膜層中具有暴露所述隔離層的刻蝕窗口；

在預(yù)設(shè)刻蝕參數(shù)下沿所述刻蝕窗口刻蝕所述隔離層、部分所述襯底和部分所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，形成暴露所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的溝槽，所述預(yù)設(shè)刻蝕參數(shù)使得所述溝槽整個(gè)底部的刻蝕速率相等或者所述溝槽底部中心的刻蝕速率大于所述溝槽底部邊緣的刻蝕速率，形成的所述溝槽具有平坦的底面或者所述溝槽的底部朝向所述襯底凹陷；

形成覆蓋所述溝槽內(nèi)壁的阻擋層；

形成填充滿所述溝槽并覆蓋于所述阻擋層表面的第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

可選的，在預(yù)設(shè)刻蝕參數(shù)下沿所述刻蝕窗口刻蝕所述隔離層、部分所述襯底和部分所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的具體步驟包括：

在所述反應(yīng)腔室的壓力為預(yù)設(shè)壓力下，沿所述刻蝕窗口刻蝕所述隔離層、部分所述襯底和部分所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，使得所述溝槽整個(gè)底部的刻蝕速率相等。

可選的，所述預(yù)設(shè)壓力為40mtorr～60mtorr。

可選的，在預(yù)設(shè)刻蝕參數(shù)下沿所述刻蝕窗口刻蝕所述隔離層、部分所述襯底和部分所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的具體步驟包括：

在輔助氣體以預(yù)設(shè)流量傳輸至所述反應(yīng)腔室的條件下，沿所述刻蝕窗口刻蝕所述隔離層、部分所述襯底和部分所述第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，使得所述溝槽底部中心的刻蝕速率大于所述溝槽底部邊緣的刻蝕速率，所述輔助氣體用于去除刻蝕反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物。

可選的，所述隔離層的材料為氧化物材料，所述輔助氣體為氧氣。