一种半导体器件的形成方法及半导体器件技术

本发明专利技术实施例公开了一种半导体器件的形成方法及半导体器件，其中，所述方法包括：在基底上沉积第一介电层，在所述第一介电层上沉积刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层之上沉积第二介电层；刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙；在每一所述孔隙内沉积金属材料，形成第一金属线；刻蚀相邻两条第一金属线之间的第二介电层；在所述刻蚀停止层之上沉积第三介电层，以形成位于相邻两条第一金属线之间的空气隙。

A Formation Method of Semiconductor Devices and Semiconductor Devices

The embodiment of the present invention discloses a method for forming a semiconductor device and a semiconductor device, wherein the method includes: depositing a first dielectric layer on the base, depositing an etching stop layer on the first dielectric layer, depositing a second dielectric layer on the etching stop layer, etching the second dielectric layer, the etching stop layer and the first dielectric layer to form an inclined dielectric layer. At least two holes in the oblique side wall; metal material is deposited in each hole to form a first metal line; a second dielectric layer between two adjacent first metal lines is etched; and a third dielectric layer is deposited above the etching stop layer to form an air gap between two adjacent first metal lines.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件的形成方法及半导体器件
本专利技术实施例涉及半导体
，涉及但不限于一种半导体器件的形成方法及半导体器件。
技术介绍
随着计算机闪存设备(NAND)的进一步发展，目前对NAND闪存存储器的性能要求越来越高，例如，电阻-电容(Resistance-Capacitance，RC)延迟。现有技术中，通常采用具有低介电常数(low-k)的低k氧化物作为线路后端(BackEndofLine，BEOL)金属互连中的介电层，以减少RC延迟；或者，采用干法刻蚀去除介电层氧化物形成空气隙，由于空气的k值比氧化物的k值低得多(空气k值约为1，氧化物的k值约为3.9)，因此，可以改善金属线的RC延迟。但是，采用低k氧化物作为介电层，更有可能导致可靠性风险，如经时击穿(TimeDependentDielectricBreakdown，TDDB)、漏电流、应力迁移(StressMigration，SM)，且不会提供如空气隙所能带来的那么多的电容降低。而采用干法刻蚀去除介电层氧化物形成空气隙的方案，由于空气隙通常具有垂直侧壁，因此空气隙难以在顶部夹断而形成有效的空气隙。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供一种半导体器件的形成方法及半导体器件，通过形成具有倾斜侧壁的第一金属线，能够有利于空气隙在顶部夹断而形成有效的空气隙，进而改善半导体器件的RC延迟。本申请实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本申请实施例提供一种半导体器件的形成方法，所述方法包括：在基底上沉积第一介电层，在所述第一介电层上沉积刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层之上沉积第二介电层；刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙；在每一所述孔隙内沉积金属材料，形成第一金属线；刻蚀相邻两条第一金属线之间的第二介电层；在所述刻蚀停止层之上沉积第三介电层，以形成位于相邻两条第一金属线之间的空气隙。在其他实施例中，每一所述孔隙位于所述第二介电层的孔隙面积大于对应孔隙位于所述刻蚀停止层的孔隙面积；对应地，所述在每一所述孔隙内沉积金属材料，形成第一金属线，包括：在每一所述孔隙内沉积金属材料，形成预设长度的具有倾斜侧壁的所述第一金属线；其中，每一所述第一金属线位于所述第二介电层的横截面面积大于对应第一金属线位于所述刻蚀停止层的横截面面积；所述预设长度的数值大于所述第二介电层的厚度值，且所述预设长度的数值等于或大于所述第二介电层的厚度值与所述刻蚀停止层的厚度值之和。在其他实施例中，所述刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙，包括：沿垂直所述刻蚀停止层的方向，依次刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和预设厚度的所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙。在其他实施例中，所述第一介电层中包括至少两条第二金属线；其中，每条所述第二金属线的延伸方向垂直所述第一介电层；对应地，所述沿垂直所述刻蚀停止层的方向，依次刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和预设厚度的所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙，包括：根据每条所述第二金属线的位置，沿垂直所述刻蚀停止层的方向，依次刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和预设厚度的第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙，其中，所述预设厚度的数值，等于所述第二金属线远离所述基底的一端与所述第一介电层靠近所述刻蚀停止层的端面之间的距离值。在其他实施例中，所述在所述刻蚀停止层之上沉积第三介电层，以形成位于相邻两条第一金属线之间的空气隙，包括：采用化学气相沉积工艺，在所述刻蚀停止层之上沉积具有预设台阶覆盖率的第三介电层，以形成位于相邻两条第一金属线之间的空气隙。在其他实施例中，所述刻蚀相邻两条第一金属线之间的第二介电层，包括：采用湿法刻蚀工艺，刻蚀相邻两条第一金属线之间的所述第二介电层。第二方面，本申请实施例提供一种半导体器件，所述半导体器件包括：基底；位于所述基底之上的第一介电层；位于所述第一介电层之上的刻蚀停止层；具有倾斜侧壁的至少两个孔隙；位于每一所述孔隙之内的第一金属线；沉积于所述刻蚀停止层之上的第三介电层；位于相邻两条第一金属线之间的空气隙。在其他实施例中，所述第一金属线具有预设长度，且所述第一金属线具有倾斜侧壁。在其他实施例中，所述第一介电层中包括至少两条第二金属线；其中，每条所述第二金属线的延伸方向垂直所述第一介电层；所述第二金属线远离所述基底的一端与所述第一金属线靠近所述第一介电层的一端连接。在其他实施例中，所述第三介电层具有预设台阶覆盖率。本申请实施例提供一种半导体器件的形成方法及半导体器件，其中，所述方法包括：在基底上沉积第一介电层，在所述第一介电层上沉积刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层之上沉积第二介电层；刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙；在每一所述孔隙内沉积金属材料，形成第一金属线；刻蚀相邻两条第一金属线之间的第二介电层；在所述刻蚀停止层之上沉积第三介电层，以形成位于相邻两条第一金属线之间的空气隙。这样，由于刻蚀所形成的孔隙具有倾斜侧壁，那么在孔隙中沉积金属材料所形成的第一金属线也具有倾斜侧壁，因此，具有第一金属线的倾斜侧壁能够利于第三介电层在两相邻第一金属线的顶部位置封口，进而形成空气隙，以改善半导体器件的RC延迟。附图说明在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。图1A为现有技术所形成的空气隙的TEM图像；图1B为现有技术所形成的空气隙的结构示意图；图2为本申请实施例所提供的半导体器件的形成方法的实现流程示意图；图3A为本申请实施例在基底上沉积第一介电层、刻蚀停止层和第二介电层的过程示意图；图3B为本申请实施例半导体器件形成孔隙的过程示意图；图3C为本申请实施例半导体器件形成第一金属线的过程示意图；图3D为本申请实施例半导体器件刻蚀剩余第一介电层的过程示意图；图3E为本申请实施例半导体器件形成空气隙的过程示意图；图4为本申请实施例所提供的半导体器件的形成方法的实现流程示意图；图5A为本申请实施例半导体器件在基底上沉积第一介电层的过程示意图；图5B为本申请实施例半导体器件沉积刻蚀停止层和第二介电层的过程示意图；图5C为本申请实施例半导体器件形成硬掩膜层、芯轴薄膜和光刻胶层的过程示意图；图5D为本申请实施例半导体器件形成芯轴孔的过程示意图；图5E为本申请实施例半导体器件形成间隔壁的过程示意图；图5F为本申请实施例半导体器件形成孔隙的过程示意图；图5G为本申请实施例半导体器件形成第一金属线的过程示意图；图5H为本申请实施例半导体器件刻蚀剩余第二介电层的过程示意图；图5I为本申请实施例半导体器件形成空气隙的过程示意图；图6为本申请实施例所提供的半导体器件的结构示意图；图7A为本申请实施例所提供的半导体器件的TEM图像；图7B为本申请实施例所提供的半导体器件的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对专利技术的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，所述方法包括：在基底上沉积第一介电层，在所述第一介电层上沉积刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层之上沉积第二介电层；刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙；在每一所述孔隙内沉积金属材料，形成第一金属线；刻蚀相邻两条第一金属线之间的第二介电层；在所述刻蚀停止层之上沉积第三介电层，以形成位于相邻两条第一金属线之间的空气隙。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，所述方法包括：在基底上沉积第一介电层，在所述第一介电层上沉积刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层之上沉积第二介电层；刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙；在每一所述孔隙内沉积金属材料，形成第一金属线；刻蚀相邻两条第一金属线之间的第二介电层；在所述刻蚀停止层之上沉积第三介电层，以形成位于相邻两条第一金属线之间的空气隙。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一所述孔隙位于所述第二介电层的孔隙面积大于对应孔隙位于所述刻蚀停止层的孔隙面积；对应地，所述在每一所述孔隙内沉积金属材料，形成第一金属线，包括：在每一所述孔隙内沉积金属材料，形成预设长度的具有倾斜侧壁的所述第一金属线；其中，每一所述第一金属线位于所述第二介电层的横截面面积大于对应第一金属线位于所述刻蚀停止层的横截面面积；所述预设长度的数值大于所述第二介电层的厚度值，且所述预设长度的数值等于或大于所述第二介电层的厚度值与所述刻蚀停止层的厚度值之和。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙，包括：沿垂直所述刻蚀停止层的方向，依次刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和预设厚度的所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一介电层中包括至少两条第二金属线；其中，每条所述第二金属线的延伸方向垂直所述第一介电层；对应地，所述沿垂直所述刻蚀停止层的方向，依次刻蚀所述第二介电层、所述刻蚀停止层和预设厚度的所述第一介电层，形成具有倾斜侧壁的至少两个孔隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁璐月，刘峻，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42