半导体结构的蚀刻停止层制造技术

本发明专利技术提供一种形成半导体结构的蚀刻停止层与其形成方法。所述方法包括：在处理室中提供基础层；和直接在基础层上形成蚀刻停止层，该蚀刻停止层具有多个元素；其中所述多个元素包括硅(Si)元素，氮(N)元素和硼(B)元素；其中所述多个元素中的至少一者的浓度沿着所述蚀刻停止层的厚度方向呈梯度分布。

Etching stop layer of semiconductor structure

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的蚀刻停止层
本专利技术公开案总体上涉及半导体结构，并且更具体地，涉及具有蚀刻停止层的半导体结构，其结构得以改善蚀刻停止层的蚀刻轮廓。本申请要求于2018年12月19日提交的美国临时专利申请号62781626的优先权，其通过引用合并于此，并且成为说明书的一部分。
技术介绍
在半导体工业中，最小临界尺寸已迅速减小。因此，用于防止在半导体器件制造期间层与层之间图案桥接的重叠余量也对应地减小。因此，需要开发用于提供更大工艺裕量的解决方案。在蚀刻工艺中，蚀刻停止层对于确定工艺裕度至关重要。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种半导体结构的蚀刻停止层与其形成方法，以解决上述技术问题。一种半导体结构，包括：基础层；和具有多个元素并与所述基础层物理接触的蚀刻停止层；其中所述多个元素包括硅(Si)元素，硼(B)元素和氮(N)元素。一种形成半导体结构的方法，包括：在处理室中提供基础层；和直接在基础层上形成蚀刻停止层，该蚀刻停止层具有多个元素；其中所述多个元素包括硅(Si)元素，氮(N)元素和硼(B)元素；其中所述多个元素中的至少一者的浓度沿着所述蚀刻停止层的厚度方向呈梯度分布。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1示出了根据本公开的一些实施例的形成半导体结构的方法的流程图；图2A至图2C示出了根据本公开的一些实施例的半导体结构的截面示意图；图3A-3E示出了根据本公开的一些实施例的半导体结构的不同类型的蚀刻停止层的截面示意图；图4示出了根据本公开的一些实施例的半导体结构的截面示意图。然而，要注意的是，随附图式仅说明本案之示范性实施态样并因此不被视为限制本案的范围，因为本案可承认其他等效实施态样。主要元件符号说明基层401蚀刻停止层402中间层1403-1中间层2403-2中间层3403-3中间层4403-4掩模404如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下描述将参考附图以更全面地描述本专利技术。附图中所示为本公开的示例性实施例。然而，本专利技术可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本公开透彻和完整，并且将本专利技术的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本专利技术。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”或“包括”和/或“包括”或“具有”和/或“具有”，整数，步骤，操作，组件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，组件，组件和/或其群组。除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本公开内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注意的是，参考附图中所描绘的组件不一定按比例显示；而相同或类似的组件将被赋予相同或相似的附图标记表示或类似的技术用语。图1示出了根据本公开的一些实施例的形成半导体结构的方法的流程图。图2A至图2C示出了根据本公开的一些实施例的半导体结构的截面示意图。图2A-2C对应于图1中公开的每个流程。该方法包括：流程(101)在处理室中提供基础层；流程(102)在前述基础层上直接形成蚀刻停止层；以及流程(103)在蚀刻停止层上形成蚀刻层。图2A示出了設置於处理室中的基础层。在一些实施例中，所述基础层201包括硅。替代地，基层201可以包括锗，硅锗，砷化镓或其他合适的半导体材料。同样可替代地，基础层201可以包括外延层、硅晶片、和二氧化硅层中的至少之一。如图2B所示，蚀刻停止层202被直接形成在前述基层201上。蚀刻停止层202可藉由等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成。在一些实施例中，蚀刻停止层的厚度在约100埃至约500埃的范围内。在一些实施例中，蚀刻停止层202具有多种元素。多种元素可包括硅(Si)元素和氮(N)元素。在一些实施例中，多种元素还包括硼(B)。硼(B)元素可被用来改善蚀刻停止层的蚀刻轮廓(etchprofile)。所述多种元素中的至少一者的浓度是沿着蚀刻停止层的厚度方向呈梯度分布。在一些实施例中，蚀刻停止层202可以是有机-无机杂化层、有机层、或无机层，例如SiN或SiBN。在一些实施例中，当形成蚀刻停止层202时，所述工艺包括向处理室提供硅(Si)源、向处理室提供氮(N)源、以及提供硼(B)源到处理室。硅(Si)的成分浓度影响了蚀刻停止层202的折射率，而硼(B)的成分浓度可影响蚀刻停止薄膜层202的介电系数(低k)。薄膜的介电系数影响蚀刻停止层202的蚀刻阻抗率。当硼(B)的浓度增加时，蚀刻停止层202的介电系数减小。所述蚀刻停止薄膜层202中的硅(Si)，氮(N)和硼(B)成分可藉由原硅酸四乙酯(TEOS)、二氯硅烷(DCS)、氨(NH3)、氮(N2)、和碳氢化合物中的至少一者的气体形式而引入所述薄膜中。在一些实施例中，处理室内氮源(N)的浓度比例被随着时间而调整。在一些实施例中，处理腔室内的氮源(N)的百分比被调整为随时间增加以形成蚀刻停止层202，其最接近基础层201的氮(N)元素的浓度为零，并且随着蚀刻停止层202远离基层201的延伸方向而增加。在一些实施例中，处理室内的氮(N)源的百分比被调整为随时间减小，以形成具有氮(N)元素浓度依远离基层201的延伸方向而减小的蚀刻停止层202。在一些实施例中，处理室内的硅(Si)源的浓度比例随时间变化。在一些实施例中，处理腔室内的硅(Si)源的百分比随时间增加，以形成蚀刻停止层202，该蚀刻停止层202的最接近基层201的硅(Si)元素的浓度为零，并且随着蚀刻停止层202远离基层201的延伸方向而增加。在一些实施例中，处理腔室内的硅(Si)源的百分比随时间减小，以形成具有硅(Si)元素浓度随远离基层201延伸方向而减小的蚀刻停止层202。在一些实施例中，处理室内的百分比的硼(B)源随时间变化。在一些实施例中，处理室内的硼(B)源的百分比随时间增加以形成蚀刻停止层202，该蚀刻停止层202的最接近基础层201的硼(B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：/n基础层；和/n具有多个元素并与所述基础层物理接触的蚀刻停止层；/n其中所述多个元素包括硅(Si)元素，硼(B)元素和氮(N)元素。/n

【技术特征摘要】
20181219 US 62/7816261.一种半导体结构，其特征在于，包括：
基础层；和
具有多个元素并与所述基础层物理接触的蚀刻停止层；
其中所述多个元素包括硅(Si)元素，硼(B)元素和氮(N)元素。


2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，其中，所述多个元素中的至少一者的浓度沿着所述蚀刻停止层的厚度方向呈梯度分布。


3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，其中，最靠近所述基层的区域中硼(B)元素的浓度为零，并且随着所述蚀刻停止层延伸远离所述基层的方向而增加。


4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，其中，距所述基层最远的区域中硼(B)元素的浓度为零，并且随着所述蚀刻停止层延伸到所述基层的方向而增加。


5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，其中，所述硅(Si)元素和所述氮(N)元素形成氮化硅，且所述氮化硅和所述硼(B)元素之间的比率(S...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相遇，崔基雄，金成基，
申请(专利权)人：夏泰鑫半导体青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37