[發明專利]半導體結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202210823509.0
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115172160A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 吳賢勇;季益靜;張文亞
• 申請（專利權）人: 上海積塔半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311;H01L21/336;H01L29/40;H01L29/423;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 成亞婷

本申請涉及一種半導體結構及其制備方法。該半導體結構的制備方法包括：提供襯底；襯底的表面形成有外延層；形成初始溝槽；初始溝槽位于外延層內；形成保護介質層；保護介質層位于初始溝槽的底部及外延層遠離襯底的表面，并暴露出初始溝槽的頂部拐角及側壁；對初始溝槽的頂部拐角及側壁進行修復處理，以得到目標溝槽。本申請提供的半導體結構的制備方法，能夠準確地定義出修復處理的工藝窗口，還可以防止在對初始溝槽進行修復處理的過程中，初始溝槽的底部及外延層遠離襯底的表面出現凹坑；并且，頂部拐角也能夠被修復處理，從而形成比較圓滑的形貌。

技術領域

本申請涉及半導體制造技術領域，特別是涉及一種半導體結構及其制備方法。

背景技術

溝槽型金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)是一種具有垂直導電溝道的器件，在溝槽型MOSFET處于導通的狀態下電流會垂直地從漏極端流向源極端。溝槽型MOSFET具有導通電阻較低、柵漏電流小、開關速率高等優點，同時由于溝槽型MOSFET的導電溝道是垂直的，故可進一步提高其導電溝道的密度，減小芯片尺寸。

但是，在溝槽型MOSFET的制備過程中，溝槽刻蝕之后，溝道側壁的形貌以及粗糙度一直得不到很好的控制，而溝槽刻蝕的形貌及粗糙度會對器件性能有較大的影響。同時，溝槽拐角處容易造成電場聚集，從而使得柵氧介質層(Ga te Oxide)容易被擊穿，進而造成器件損壞。因此，如何對溝槽的形貌進行改善是當前亟需解決的問題。

發明內容

基于此，本申請提供了一種半導體結構及其制備方法。

一方面，本申請根據一些實施例，提供一種半導體結構的制備方法，包括：

提供襯底；所述襯底的表面形成有外延層；

形成初始溝槽；所述初始溝槽位于所述外延層內；

形成保護介質層；所述保護介質層位于所述初始溝槽的底部及所述外延層遠離所述襯底的表面，并暴露出所述初始溝槽的頂部拐角及側壁；

對所述初始溝槽的所述頂部拐角及所述側壁進行修復處理，以得到目標溝槽。

在其中一個實施例中，所述形成保護介質層，包括：

形成保護介質材料層；所述保護介質材料層覆蓋所述初始溝槽的底部、所述初始溝槽的所述側壁及所述外延層遠離所述襯底的表面；

對所述保護介質材料層進行濕法預處理，去除覆蓋所述側壁及所述頂部拐角頂面的所述保護介質材料層，保留的所述保護介質材料層作為所述保護介質層。

在其中一個實施例中，所述對所述保護介質材料層進行濕法預處理之前，位于所述初始溝槽底部及所述外延層遠離所述襯底表面的所述保護介質材料層的厚度，大于位于所述初始溝槽側壁的所述保護介質材料層的厚度。

在其中一個實施例中，采用緩沖氫氟酸溶液或氟化氫氣體的水溶液，對所述保護介質材料層進行所述濕法預處理。

在其中一個實施例中，所述對所述初始溝槽的所述頂部拐角及所述側壁進行修復處理，以得到目標溝槽，包括：

對所述初始溝槽的所述頂部拐角及所述側壁周期性地進行多次修復處理，以使得所述頂部拐角圓滑，且使所述側壁的表面粗糙度小于粗糙度預設值，得到所述目標溝槽。

在其中一個實施例中，單次所述修復處理包括：

在所述初始溝槽的所述側壁生長氧化物層；

采用干法刻蝕工藝去除所述氧化物層。

在其中一個實施例中，所述形成初始溝槽，包括：

形成溝道掩模層；所述溝道掩模層位于所述外延層遠離所述襯底的表面，且所述溝道掩模層具有開口，所述開口定義出所述初始溝槽的位置；