半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，其中形成方法包括：提供基底；在基底上形成多个栅极结构；形成覆盖栅极结构的介质层；在栅极结构之间形成贯穿介质层的第一开口；对第一开底部进行离子注入；在第一开口底部形成保护层；在底部形成有保护层的第一开口内形成填充层；在栅极结构上形成贯穿栅极结构上方介质层的第一接触开口；去除填充层和保护层，在介质层内形成第二接触开口；向第一接触开口和第二接触开口内填充导电材料，分别形成第一互连结构和第二互连结构。本发明专利技术技术方案能够在去除填充层的过程中，保护栅极结构之间的基底表面，避免去除填充层的工艺对基底表面造成损伤，从而有利于提高所形成半导体结构的性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
随着集成电路制造技术的不断发展，人们对集成电路的集成度和性能的要求变得越来越高。为了提高集成度，降低成本，元器件的关键尺寸不断变小，集成电路内部的电路密度越来越大，这种发展使得晶圆表面无法提供足够的面积来制作所需要的互连线。为了满足关键尺寸缩小过后的互连线所需，目前不同金属层或者金属层与基底的导通是通过互连结构实现的。互连结构包括互连线和形成于接触孔内的连接插塞。连接插塞与半导体器件相连接，互连线实现连接插塞之间的连接，从而构成电路。晶体管结构内的连接插塞包括位于栅极结构表面的连接插塞，用于实现栅极与外部电路的连接；以及位于源漏掺杂区表面的连接插塞，用于实现晶体管源区或漏区与外部电路的连接。随着器件尺寸的不断减小，晶体管结构内的连接插塞制造难度不断提高，导致所形成半导体结构的性能下降。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以提高所形成半导体结构的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成多个栅极结构；形成覆盖栅极结构的介质层；在栅极结构之间形成贯穿所述介质层的第一开口；对所述第一开底部进行离子注入；在所述第一开口底部形成保护层；在底部形成有保护层的所述第一开口内形成填充层；在栅极结构上形成贯穿栅极结构上方介质层的第一接触开口；去除所述填充层和保护层，在所述介质层内形成第二接触开口；向所述第一接触开口和第二接触开口内填充导电材料，分别形成第一互连结构和第二互连结构。可选的，形成所述保护层的步骤中，所述保护层的材料为氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳氮化硅中一种或多种。可选的，形成所述填充层的步骤中，所述填充层为有机介电层或旋涂碳层。可选的，形成保护层的步骤包括：在所述第一开口底部和侧壁上形成保护层。可选的，形成所述保护层的步骤包括：采用原子层沉积的方式形成所述保护层。可选的，形成所述保护层的步骤中，所述保护层的厚度在到范围内。可选的，在所述基底上形成多个栅极结构之后，形成介质层之前，所述形成方法还包括：形成位于栅极结构顶部表面上的栅极刻蚀停止层；形成第一接触开口的步骤包括：以所述栅极刻蚀停止层为停止层，形成贯穿所述介质层的第二开口；去除所述栅极刻蚀停止层，形成所述第一接触开口；形成第二接触开口的步骤包括：形成第二开口之后，去除所述栅极刻蚀停止层之前，去除所述填充层，露出所述保护层，形成第三开口；去除所述栅极刻蚀停止层的步骤中，去除第三开口底部的所述保护层，形成所述第二接触开口。可选的，形成保护层的步骤中，所述保护层还位于所述介质层上；形成所述第二开口的步骤中，所述第二开口还贯穿介质层上的所述保护层。可选的，形成填充层的步骤中，所述填充层还位于所述介质层上，所述第二开口还贯穿所述介质层上的填充层；形成所述第二开口的步骤包括：在所述填充层上形成图形掩膜层；以所述图形掩膜层为掩膜，刻蚀所述填充层、所述保护层以及所述介质层，形成所述第二开口。可选的，刻蚀所述填充层、所述保护层以及所述介质层的步骤包括：采用干法刻蚀的方式形成所述第二开口。可选的，去除所述填充层的步骤包括：通过等离子体剥离的方式去除所述填充层。可选的，通过等离子体剥离的方式去除所述填充层的步骤包括：采用含氧等离子体、含氮等离子体或者含氢等离子体进行剥离。可选的，形成所述栅极刻蚀停止层的步骤中，所述栅极刻蚀停止层的材料为氮化硅或碳化硅；去除所述栅极刻蚀停止层的步骤包括：通过线性去除工艺去除所述栅极刻蚀停止层；在线性去除工艺去除所述栅极刻蚀停止层的过程中，去除所述保护层。可选的，通过等离子体刻蚀工艺去除所述保护层的步骤包括：采用C-F基等离子体或者C-H-F基等离子体进行刻蚀。可选的，形成所述第一接触开口的步骤和形成所述第二接触开口的步骤中的一个或两个步骤包括：采用自对准工艺形成所述第一接触开口或第二接触开口；或者，形成所述第一接触开口的步骤和形成所述第二接触开口的步骤中的一个或两个步骤包括：采用非自对准工艺形成所述第一接触开口或第二接触开口。可选的，对所述第一开口底部进行离子注入的步骤包括：对所述第一开口底部进行预非晶化注入。相应的，本专利技术还提供一种半导体结构，包括：基底；多个栅极结构，位于所述基底上；介质层，覆盖所述栅极结构；第一互连结构，位于栅极结构上且贯穿栅极结构上的介质层；第二互连结构，位于栅极结构之间且贯穿所述介质层；保护层，位于栅极结构和所述第二互连结构之间。可选的，所述保护层的材料为氧化硅或氮化硅。可选的，所述保护层的厚度在到范围内。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案在底部形成有保护层的第一开口内形成填充层后，形成第一接触开口；之后依次去除所述填充层和所述保护层形成第二接触开口。所以所述保护层能够在去除所述填充层的过程中，保护栅极结构之间的基底表面，避免去除所述填充层的工艺对基底表面造成损伤。因此所述保护层的形成，有利于扩大所形成接触孔的关键尺寸，扩大后续形成插塞的关键尺寸，从而有利于提高所形成半导体结构的性能。附图说明图1至图5是一种半导体结构形成方法中各个步骤对应的剖面结构示意图；图6至图8是另一种半导体结构形成方法各个步骤对应的剖面结构示意图；图9至图16是本专利技术半导体结构形成方法一实施例各个步骤对应的剖面结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术中的半导体结构存在性能下降的问题。现结合一种半导体结构的形成方法分析性能下降问题的原因：图1至图5示出了一种半导体结构形成方法中各个步骤对应的剖面结构示意图。参考图1，提供基底10，所述基底10上具有多个栅极结构11，所述栅极结构11顶部表面具有栅极刻蚀停止层12a，相邻栅极结构11之间的基底10表面具有基底刻蚀停止层12b；形成位于相邻栅极结构11之间基底10上的介质层13，所述介质层13顶部表面高于所述栅极结构11的顶部表面。参考图2，在所述介质层13内形成第一开口14a和第二开口14b，所述第一开口14a位于栅极结构11上方且底部露出所述栅极刻蚀停止层12a；所述第二开口14b位于相邻栅极结构11之间且底部露出所述基底刻蚀停止层12b。参考图3，去除所述第一开口14a(如图2所示)底部的栅极刻蚀停止层12a，形成底部露出栅极结构11的栅极接触孔15a；去除所述第二开口14b(如图2所示)底部的基底刻蚀停止层12b，形成底部露出基底10的基底接触孔15b。参考图4，对所述基底接触孔15b底部露出的基底10进行预非晶化注入(Pre-AmorphizationImplant,PAI)以破坏所述基底10表面的单晶结构，从而降低后续形成连接层(Silicide层)的工艺难度。参考图5，在所述栅极接触孔15a(如图4所示)内形成第一互连结构16a；在所述基底接触孔内15b(如图4所示)形成第二互连结构16b。如图4所示，在进行预非晶化注入之前，所述栅极接触孔15a和所述基底接触孔15b均已形成，而且并未对栅极接触孔15a进行保护，所以在对所述基底接触孔15b底部露出的基底10进行预非晶化注入的同时，所述栅极接触孔15a底部露出的栅极结构11也受到了预非晶化注入的影响。预非晶化离子注入工艺会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底；在所述基底上形成多个栅极结构；形成覆盖栅极结构的介质层；在栅极结构之间形成贯穿所述介质层的第一开口；对所述第一开底部进行离子注入；在所述第一开口底部形成保护层；在底部形成有保护层的所述第一开口内形成填充层；在栅极结构上形成贯穿栅极结构上方介质层的第一接触开口；去除所述填充层和保护层，在所述介质层内形成第二接触开口；向所述第一接触开口和第二接触开口内填充导电材料，分别形成第一互连结构和第二互连结构。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底；在所述基底上形成多个栅极结构；形成覆盖栅极结构的介质层；在栅极结构之间形成贯穿所述介质层的第一开口；对所述第一开底部进行离子注入；在所述第一开口底部形成保护层；在底部形成有保护层的所述第一开口内形成填充层；在栅极结构上形成贯穿栅极结构上方介质层的第一接触开口；去除所述填充层和保护层，在所述介质层内形成第二接触开口；向所述第一接触开口和第二接触开口内填充导电材料，分别形成第一互连结构和第二互连结构。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的步骤中，所述保护层的材料为氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳氮化硅中一种或多种。3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成所述填充层的步骤中，所述填充层为有机介电层或旋涂碳层。4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成保护层的步骤包括：在所述第一开口底部和侧壁上形成保护层。5.如权利要求1或4所述的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的步骤包括：采用原子层沉积的方式形成所述保护层。6.如权利要求1或4所述的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的步骤中，所述保护层的厚度在到范围内。7.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述基底上形成多个栅极结构之后，形成介质层之前，所述形成方法还包括：形成位于栅极结构顶部表面上的栅极刻蚀停止层；形成第一接触开口的步骤包括：以所述栅极刻蚀停止层为停止层，形成贯穿所述介质层的第二开口；去除所述栅极刻蚀停止层，形成所述第一接触开口；形成第二接触开口的步骤包括：形成第二开口之后，去除所述栅极刻蚀停止层之前，去除所述填充层，露出所述保护层，形成第三开口；去除所述栅极刻蚀停止层的步骤中，去除第三开口底部的所述保护层，形成所述第二接触开口。8.如权利要求7所述的形成方法，其特征在于，形成保护层的步骤中，所述保护层还位于所述介质层上；形成所述第二开口的步骤中，所述第二开口还贯穿介质层上的所述保护层。9.如权利要求8所述的形成方法，其特征在于，形成填充层的步骤中，所述填充层还位于所述介质层上，所述第二开口还贯穿所述介质层上的填...

【专利技术属性】
技术研发人员：张城龙，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31