半导体结构及其形成方法技术

本公开实施例提供一种半导体结构及其形成方法，其中，所述方法包括：提供衬底，所述衬底上形成有依次堆叠的绝缘层、初始金属导电层、初始牺牲层和掩膜层，所述初始牺牲层包括金属氧化物层；基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于所述金属导电层上的牺牲层；采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除所述图案化的掩膜层；采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的副产物，并暴露出所述金属导电层；于相邻的所述金属导电层之间形成隔离结构。结构。结构。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本公开涉及半导体
，本公开涉及但不限于一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]在半导体器件中，需要在存储区晶体管与电容结构之间形成着陆垫(Landing Pad，LP)以及在外围区域形成金属导电层。但是，在形成金属导电层的时候，金属导电层在工艺处理过程中容易残留部分副产物，该副产物容易使相邻金属导电层之间发生短路。因此，需要提供一种新的金属导电层的工艺形成方法来减少相邻金属导电层之间发生短路的情况。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本公开实施例提供一种半导体结构及其形成方法。
[0004]第一方面，本公开实施例提供一种半导体结构的形成方法，所述方法包括：提供衬底，所述衬底上形成有依次堆叠的绝缘层、初始金属导电层、初始牺牲层和掩膜层，所述初始牺牲层包括金属氧化物层；基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于所述金属导电层上的牺牲层；采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除所述图案化的掩膜层；采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的副产物，并暴露出所述金属导电层；于相邻的所述金属导电层之间形成隔离结构。
[0005]在一些实施例中，所述初始牺牲层的形成方法包括：对所述初始金属导电层进行平坦化处理；采用氧气等离子体对所述初始金属导电层进行氧化处理，以在所述初始金属导电层的表面形成所述初始牺牲层；其中，所述初始金属导电层和所述金属导电层的材料包括钨，所述初始牺牲层的材料包括氧化钨。
[0006]在一些实施例中，所述掩膜层包括非晶碳层；基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于所述金属导电层上的牺牲层，包括：在所述初始牺牲层上形成图案化的非晶碳层；基于所述图案化的非晶碳层，采用原位氧气等离子体刻蚀工艺对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成所述金属导电层和位于所述金属导电层上的所述牺牲层。
[0007]在一些实施例中，采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除所述图案化的掩膜层，包括：采用氧气等离子体进行所述灰化处理，以去除所述图案化的非晶碳层。
[0008]在一些实施例中，在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的副产物包括钨的氧化物。
[0009]在一些实施例中，采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的副产物，并暴露出所述金属导电层，包括：预处理所
述牺牲层的表面，以去除所述牺牲层上的自然氧化物，并暴露出所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的所述副产物；采用碱性腐蚀液去除所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的所述副产物，暴露出所述金属导电层；清洗所述金属导电层的表面残留的所述碱性腐蚀液；对所述金属导电层进行干燥处理。
[0010]在一些实施例中，所述碱性腐蚀液包括氨水去离子水混合溶液，所述氨水去离子水混合溶液中氨水与去离子水的体积比的范围为5:1至1000:1。
[0011]在一些实施例中，采用异丙醇和氮气对所述金属导电层进行干燥处理。
[0012]在一些实施例中，于相邻的所述金属导电层之间形成隔离结构，包括：于相邻的所述金属导电层之间依次形成第一介质层、第二介质层，以形成所述隔离结构。
[0013]在一些实施例中，所述衬底上还形成有位于所述绝缘层与所述初始金属导电层之间的初始阻挡层；基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于所述金属导电层上的牺牲层，包括：基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层、所述初始金属导电层、所述初始阻挡层进行刻蚀处理，以形成沟槽，并且在所述沟槽的两侧形成依次堆叠的阻挡层、所述金属导电层和所述牺牲层；于相邻的所述金属导电层之间形成隔离结构，包括：在所述沟槽中形成所述隔离结构。
[0014]在一些实施例中，在所述初始金属导电层的表面形成所述初始牺牲层的过程中，采用的处理气体包括：氧气、氢氮混合气体、氮气和氩气；所述处理气体的通入流量的范围为：100至15000标准毫升/分钟；所述氧气等离子体的生成区域的压力的范围为10至10000毫托；射频功率的范围为：10至10000瓦。
[0015]第二方面，本公开实施例提供一种半导体结构，采用第一方面中的方法形成，包括：衬底，所述衬底上形成有绝缘层；位于所述绝缘层上的金属导电层；位于相邻的所述金属导电层之间的隔离结构。
[0016]在一些实施例中，所述金属导电层的材料包括钨。
[0017]在一些实施例中，所述隔离结构包括：位于所述金属导电层的两侧的第一介质层和与所述第一介质层接触的第二介质层；其中，所述第一介质层和所述第二介质层填充满相邻的所述金属导电层之间的空隙。
[0018]在一些实施例中，所述结构还包括：位于所述绝缘层与所述金属导电层之间阻挡层。
[0019]本公开实施例中，首先，在衬底上形成有依次堆叠的绝缘层、初始金属导电层、初始牺牲层和掩膜层，初始牺牲层可以保护初始金属导电层在后续去除图案化的掩膜层的时候不被损坏；其次，基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对初始牺牲层和初始金属导电层进行刻蚀处理，这样就可以得到所需图形化之后的金属导电层和位于金属导电层上的牺牲层，并且使刻蚀处理过程中形成的副产物主要包括金属氧化物；再次，采用氧源气体作为刻蚀气体去除图案化的掩膜层的灰化过程中，氧源气体会进一步使灰化过程中形成的副产物主要包括金属氧化物；再次，采用碱性腐蚀液去除牺牲层以及在刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，碱性腐蚀液会与牺牲层和副产物发生反应，而不与金属导电层发生反应，这样会减少对金属导电层造成损伤，并且由于刻蚀处理和灰化处理过程中形成的副产物，以及牺牲层都是金属氧化物，因此可以采用一种溶液一次性刻蚀去除牺牲层
和副产物，从而可以简化工艺流程；最后，在相邻的金属导电层之间形成隔离结构，可以进一步减小相邻金属导电层之间短路的情况。
附图说明
[0020]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。
[0021]图1为本公开实施例提供的一种半导体结构的形成方法的实现流程示意图；
[0022]图2a至图2e为本公开实施例提供的一种半导体结构的形成过程的组成结构示意图；
[0023]图3a和图3b均为本公开实施例提供的一种半导体结构的形成过程的组成结构示意图；
[0024]图3c至图3e本公开实施例提供的在初始金属导电层的表面形成初始牺牲层的示意图；
[0025]图4为本公开实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：提供衬底，所述衬底上形成有依次堆叠的绝缘层、初始金属导电层、初始牺牲层和掩膜层，所述初始牺牲层包括金属氧化物层；基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于所述金属导电层上的牺牲层；采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除所述图案化的掩膜层；采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的副产物，并暴露出所述金属导电层；于相邻的所述金属导电层之间形成隔离结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始牺牲层的形成方法包括：对所述初始金属导电层进行平坦化处理；采用氧气等离子体对所述初始金属导电层进行氧化处理，以在所述初始金属导电层的表面形成所述初始牺牲层；其中，所述初始金属导电层和所述金属导电层的材料包括钨，所述初始牺牲层的材料包括氧化钨。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜层包括非晶碳层；基于图案化的掩膜层，采用氧源气体作为刻蚀气体对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成金属导电层和位于所述金属导电层上的牺牲层，包括：在所述初始牺牲层上形成图案化的非晶碳层；基于所述图案化的非晶碳层，采用原位氧气等离子体刻蚀工艺对所述初始牺牲层和所述初始金属导电层进行刻蚀处理，以形成所述金属导电层和位于所述金属导电层上的所述牺牲层。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用氧源气体作为刻蚀气体进行灰化处理，以去除所述图案化的掩膜层，包括：采用氧气等离子体进行所述灰化处理，以去除所述图案化的非晶碳层。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的副产物包括钨的氧化物。6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，采用碱性腐蚀液进行腐蚀处理，以去除所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的副产物，并暴露出所述金属导电层，包括：预处理所述牺牲层的表面，以去除所述牺牲层上的自然氧化物，并暴露出所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的所述副产物；采用碱性腐蚀液去除所述牺牲层以及在所述刻蚀处理和所述灰化处理过程中形成的所述副产物，暴露出所述金属导电层；清洗所述金属导...

【专利技术属性】
技术研发人员：王沛萌，郗宁，白世杰，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：