[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體器件的制備方法及半導(dǎo)體器件

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• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113506770A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王素麗
• 申請（專利權(quán)）人: 長鑫存儲技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/48;H01L23/528;H01L23/532
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 鄭久興

本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件的制備方法及半導(dǎo)體器件，其制備方法包括：在襯底表面形成隔絕層；在隔絕層形成凹槽，凹槽貫穿隔絕層；在凹槽內(nèi)和隔絕層上形成保護層；在保護層上形成介質(zhì)層；形成接觸孔，接觸孔分別貫穿保護層和介質(zhì)層至襯底表面。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制備方法不僅可用于化學(xué)氣相沉積也可用于物理氣相沉積中金屬導(dǎo)線短路的工藝中。本發(fā)明的制備方法簡單、易操作，還可以避免金屬前介電層結(jié)構(gòu)中的隔絕層與形成的磷酸接觸，保護金屬前介電層結(jié)構(gòu)的完整性，從而防止隔絕層易被腐蝕導(dǎo)致半導(dǎo)體器件短路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的制備方法及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)過程中，目前廣泛應(yīng)用四乙基硅酸鹽(TEOS)摻雜硼磷，通過CVD(化學(xué)氣相沉積)方法形成硼磷硅玻璃(BPSG)作為金屬前介電層(PMD),BPSG(硼磷硅玻璃)在高溫回流后具有良好的臺階覆蓋的能力，有益于后續(xù)金屬層的平坦化。BPSG(硼磷硅玻璃)吸收水汽的能力很強，在一定的磷濃度下，磷容易從BPSG(硼磷硅玻璃)薄膜中析出，以五氧化二磷的形式存在，遇到環(huán)境中的水汽，易結(jié)合形成磷酸，特別在有化學(xué)清洗劑的工序或者薄膜長時間暴露空氣中，析出的磷與水結(jié)合形成磷酸的幾率更大。即便是采用其他材料作為金屬介電層，也會形成其他種類的酸性物質(zhì)，酸會腐蝕隔絕層，造成PMD結(jié)構(gòu)缺失，金屬填充導(dǎo)致器件短路失效。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的第一方面提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：在襯底表面形成隔絕層；在所述隔絕層形成凹槽，所述凹槽貫穿所述隔絕層，且所述凹槽靠近所述襯底一側(cè)的截面積到遠離所述襯底一側(cè)的截面積逐漸增大；在所述凹槽內(nèi)和所述隔絕層上形成保護層；在所述保護層上形成介質(zhì)層；形成接觸孔，所述接觸孔分別貫穿所述保護層和所述介質(zhì)層至所述襯底表面。

進一步地，在所述接觸孔內(nèi)形成導(dǎo)電栓塞；在所述導(dǎo)電栓塞上和所述介質(zhì)層上形成金屬導(dǎo)電層，制得半導(dǎo)體器件。

進一步地，所述隔絕層的厚度為20-50nm。

進一步地，所述保護層的厚度大于200nm。

進一步地，所述在所述凹槽內(nèi)和所述隔絕層上形成保護層之后，還包括：高溫回流。

進一步地，所述形成接觸孔之后，還包括：超聲波清洗。

進一步地，所述超聲波清洗包括：使用體積比例為2-8：1的硫酸和雙氧水混合液去除殘留光刻膠有機物；使用體積比例為1：1：3-8的氫氧化銨、雙氧水和純水的混合液去除雜質(zhì)微粒和部分聚合物。

進一步地，所述在所述保護層上形成介質(zhì)層之后，還包括：使用化學(xué)機械拋光技術(shù)對所述介質(zhì)層的表面進行打磨。

進一步地，所述在所述導(dǎo)電栓塞上和所述介質(zhì)層上形成金屬導(dǎo)電層包括：在所述導(dǎo)電栓塞上和所述介質(zhì)層上利用物理氣相沉積法濺鍍鋁金屬層。

進一步地，所述在所述接觸孔內(nèi)形成導(dǎo)電栓塞包括：使用物理氣相淀積法淀積金屬鎢薄膜，直至各所述接觸孔完全填滿金屬鎢。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種半導(dǎo)體器件，通過采用上述方案任一項所述的制備方法所制備。

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；在所述襯底表面依次層疊設(shè)置的介質(zhì)層、保護層和隔絕層，所述隔絕層直接覆蓋在所述襯底表面；接觸孔，其貫穿所述介質(zhì)層、所述保護層和隔絕層層，所述隔絕層與所述接觸孔的連接處被所述保護層覆蓋。

進一步地，還包括：導(dǎo)電栓塞，其填充滿所述接觸孔。

進一步地，還包括：金屬導(dǎo)電層，其設(shè)在所述介質(zhì)層遠離所述襯底的表面上，且覆蓋所述導(dǎo)電栓塞和所述介質(zhì)層。