半导体结构的制造方法技术

本发明专利技术公开一种半导体结构的制造方法，包括以下步骤。提供SOI衬底。SOI衬底包括衬底层、绝缘层与半导体层。绝缘层设置于衬底层上。半导体层设置于绝缘层上。在SOI衬底上形成半导体元件。形成覆盖半导体元件的介电层。在介电层与SOI衬底中形成暴露出衬底层的第一开口。在第一开口的表面上形成衬介电层。在第一开口中的衬介电层上形成第一导体层。部分衬介电层位于第一导体层与衬底层之间。形成覆盖介电层与第一导体层的阻障层。在阻障层与介电层中形成暴露出半导体元件的第二开口。在第二开口中形成第二导体层。第二导体层电连接至半导体元件。半导体结构的制造方法可防止用于移除SOI衬底的衬底层的制作工艺对第一导体层造成损害。

Manufacturing method of semiconductor structure

The invention discloses a manufacturing method of semiconductor structure, which comprises the following steps. SOI substrate is provided. SOI substrate includes a substrate layer, an insulating layer and a semiconductor layer. The insulating layer is arranged on the substrate layer. The semiconductor layer is arranged on the insulating layer. Semiconductor elements are formed on SOI substrate. A dielectric layer covering a semiconductor element is formed. A first opening exposing the substrate layer is formed in the dielectric layer and the SOI substrate. A dielectric lining layer is formed on the surface of the first opening. A first conductor layer is formed on a dielectric lining layer in the first opening. Part of the dielectric lining layer is located between the first conductor layer and the substrate layer. A barrier layer covering the dielectric layer and the first conductor layer is formed. A second opening exposing the semiconductor element is formed in the barrier layer and the dielectric layer. A second conductive layer is formed in the second opening. The second conductive layer is electrically connected to the semiconductor element. The manufacturing method of the semiconductor structure can prevent damage to the first conductive layer caused by the manufacturing process of the substrate layer for removing the SOI substrate.

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的制造方法
本专利技术涉及一种半导体制作工艺，且特别是涉及一种半导体结构的制造方法。
技术介绍
在目前使用绝缘体上有半导体(semiconductoroninsulator，SOI)衬底的半导体制作工艺中，在形成用以连接正面电路与背面电路的导体层(如，接触窗)之后，会先移除SOI衬底的衬底层，再形成背面电路。然而，用于移除SOI衬底的衬底层的制作工艺经常会对所暴露出的导体层造成损害。举例来说，在以湿式蚀刻法移除SOI衬底的衬底层之后，会暴露出用以连接正面电路与背面电路的导体层。此时，湿式蚀刻剂(如，氢氧化四甲基铵(TMAH))会与导体层的材料产生电化学反应(electrochemistryreaction)，进而造成导体层的材料损失。
技术实现思路
本专利技术提出一种半导体结构的制造方法，其可防止用于移除SOI衬底的衬底层的制作工艺对所暴露出的导体层造成损害。本专利技术提供一种半导体结构的制造方法，包括以下步骤。提供SOI衬底。SOI衬底包括衬底层、绝缘层与半导体层。绝缘层设置于衬底层上。半导体层设置于绝缘层上。在SOI衬底上形成半导体元件。形成覆盖半导体元件的介电层。在介电层与SOI衬底中形成暴露出衬底层的第一开口。在第一开口的表面上形成衬介电层。在第一开口中的衬介电层上形成第一导体层。部分衬介电层位于第一导体层与衬底层之间。形成覆盖介电层与第一导体层的阻障层。在阻障层与介电层中形成暴露出半导体元件的第二开口。在第二开口中形成第二导体层。第二导体层电连接至半导体元件。<br>依照本专利技术的一实施例所述，在上述半导体结构的制造方法中，衬介电层可封住第一开口的底部。依照本专利技术的一实施例所述，在上述半导体结构的制造方法中，第一导体层的形成方法可包括以下步骤。形成填入第一开口的导体材料层。移除第一开口外部的导体材料层。依照本专利技术的一实施例所述，在上述半导体结构的制造方法中，在移除第一开口外部的导体材料层的制作工艺中，可同时移除第一开口外部的衬介电层。依照本专利技术的一实施例所述，在上述半导体结构的制造方法中，第一开口外部的导体材料层的移除方法例如是化学机械研磨法。依照本专利技术的一实施例所述，在上述半导体结构的制造方法中，第二导体层的形成方法可包括以下步骤。形成填入第二开口的导体材料层。移除第二开口外部的导体材料层。依照本专利技术的一实施例所述，在上述半导体结构的制造方法中，在移除第二开口外部的导体材料层的制作工艺中，可同时移除所述阻障层。依照本专利技术的一实施例所述，在上述半导体结构的制造方法中，第二开口外部的导体材料层的移除方法例如是化学机械研磨法。依照本专利技术的一实施例所述，在上述半导体结构的制造方法中，还可包括移除衬底层，以暴露出部分衬介电层。依照本专利技术的一实施例所述，在上述半导体结构的制造方法中，还可包括移除暴露出的部分衬介电层，以暴露出第一导体层的底部。基于上述，在本专利技术所提出的半导体结构的制造方法中，由于部分衬介电层位于第一导体层与SOI衬底的衬底层之间，因此在后续用于移除SOI衬底的衬底层的制作工艺中，可通过衬介电层来保护第一导体层，以避免第一导体层受损。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。附图说明图1A至图1I为本专利技术一实施例的半导体结构的制造流程剖视图。符号说明100：SOI衬底102：衬底层104：绝缘层106：半导体层108：隔离结构110：半导体元件112：栅极114、122：介电层116、118：掺杂区120：间隙壁124、134：开口126：衬介电层128、136：导体材料层128a、136a：导体层130：阻障层132：硬掩模层具体实施方式图1A至图1I为本专利技术一实施例的半导体结构的制造流程剖视图。请参照图1A，提供SOI衬底100。SOI衬底100可具有相对的第一面S1与第二面S2。SOI衬底100包括衬底层102、绝缘层104与半导体层106。衬底层102的材料例如是半导体材料，如硅。绝缘层104设置于衬底层102上。绝缘层104的材料例如是氧化硅。半导体层106设置于绝缘层104上。半导体层106的材料例如是硅。此外，在SOI衬底100中可形成有隔离结构108。隔离结构108例如是浅沟槽隔离结构。隔离结构108的材料例如是氧化硅。在SOI衬底100上形成半导体元件110。半导体元件110可位于隔离结构108之间的主动区中。在此实施例中，半导体元件110是以金属氧化物半导体晶体管为例，但本专利技术并不以此为限。举例来说，半导体元件110可包括栅极112、介电层114、掺杂区116与掺杂区118，且还可包括间隙壁120。栅极112设置在半导体层106上。栅极112的材料例如是导体材料，如掺杂多晶硅。介电层114设置于栅极112与半导体层106之间，可用以作为栅介电层。介电层114的材料例如是氧化硅。掺杂区116与掺杂区118设置在栅极112两侧的半导体层106中，可分别作为源极与漏极。间隙壁120设置在栅极112的侧壁上。间隙壁120可为单层结构或多层结构。间隙壁120的材料例如是氮化硅、氧化硅或其组合。形成覆盖半导体元件110的介电层122。介电层122的材料例如是氧化硅。介电层122的形成方法例如是化学气相沉积法。在介电层122与SOI衬底100中形成暴露出衬底层102的开口124。开口124的形成方法例如是对介电层122与SOI衬底100进行光刻蚀刻制作工艺。此外，在形成开口124的制作工艺中，还可进行过蚀刻制作工艺，以确保能够暴露出衬底层102。在过蚀刻制作工艺中，可能会移除部分衬底层102，但本专利技术并不以此为限。在开口124的表面上形成衬介电层126。衬介电层126可共形地形成在开口124的表面与介电层122的表面上。衬介电层126可封住开口124的底部。衬介电层126的材料例如是氧化硅。衬介电层126的形成方法例如是化学气相沉积法。请参照图1B，形成填入开口124的导体材料层128。导体材料层128可为单层结构或多层结构。导体材料层128的材料例如是钨(W)、氮化钛(TiN)或其组合。举例来说，导体材料层128可为氮化钛层与钨层的多层结构(TiN/W)或单层结构的钨层。导体材料层128的形成方法例如是物理气相沉积法或化学气相沉积法。请参照图1C，移除开口124外部的导体材料层128，而在开口124中的衬介电层126上形成导体层128a。部分衬介电层126位于导体层128a与衬底层102之间，以保护导体层128a的底部，且将导体层128a与衬底层102隔离。此外，在移除开口124外部的导体材料层128的制作工艺中，可同时移除开口124外部的衬介电层126。开口124外部的导体材料层128的移除方法例如是化学机械研磨法。请参照图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构的制造方法，包括：/n提供绝缘体上有半导体衬底，其中所述绝缘体上有半导体衬底包括：/n衬底层；/n绝缘层，设置于所述衬底层上；以及/n半导体层，设置于所述绝缘层上；/n在所述绝缘体上有半导体衬底上形成半导体元件；/n形成覆盖所述半导体元件的介电层；/n在所述介电层与所述绝缘体上有半导体衬底中形成暴露出所述衬底层的第一开口；/n在所述第一开口的表面上形成衬介电层；/n在所述第一开口中的所述衬介电层上形成第一导体层，其中部分所述衬介电层位于所述第一导体层与所述衬底层之间；/n形成覆盖所述介电层与所述第一导体层的阻障层；/n在所述阻障层与所述介电层中形成暴露出所述半导体元件的第二开口；以及/n在所述第二开口中形成第二导体层，其中所述第二导体层电连接至所述半导体元件。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制造方法，包括：
提供绝缘体上有半导体衬底，其中所述绝缘体上有半导体衬底包括：
衬底层；
绝缘层，设置于所述衬底层上；以及
半导体层，设置于所述绝缘层上；
在所述绝缘体上有半导体衬底上形成半导体元件；
形成覆盖所述半导体元件的介电层；
在所述介电层与所述绝缘体上有半导体衬底中形成暴露出所述衬底层的第一开口；
在所述第一开口的表面上形成衬介电层；
在所述第一开口中的所述衬介电层上形成第一导体层，其中部分所述衬介电层位于所述第一导体层与所述衬底层之间；
形成覆盖所述介电层与所述第一导体层的阻障层；
在所述阻障层与所述介电层中形成暴露出所述半导体元件的第二开口；以及
在所述第二开口中形成第二导体层，其中所述第二导体层电连接至所述半导体元件。


2.根据权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其中所述衬介电层封住所述第一开口的底部。


3.根据权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其中所述第一导体层的形成方法包括：
形成填入所述第一开口的导体材料层；以及
移除所述第一开口外部的导体材料层...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴以赢，张建军，张苗，智晓愿，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;TW