半导体结构及其形成方法技术

本公开实施例涉及半导体技术领域，提供一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供基底；对部分所述基底进行第一氧化处理，形成第一介质层；对所述第一介质层正下方的部分所述基底进行第二氧化处理，以形成第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层构成位于所述基底上方的介质层；其中，所述第一氧化处理对所述基底材料的氧化速率小于所述第二氧化处理对所述基底材料的氧化速率。本公开实施例至少有利于提高介质层厚度的可控性以及提高介质层的质量。高介质层的质量。高介质层的质量。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本公开实施例涉及半导体
，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]在半导体的制备工艺中，介质层通常用于实现电性隔离，介质层的性能会对半导体结构的电学特性和可靠性产生影响。并且，随着半导体结构的关键尺寸持续微缩，所需的介质层厚度也越来越薄。
[0003]目前，通过传统方法生长较薄的介质层具有一定的难度。并且介质层的厚度会随着介质层在硅片上的位置不同而发生改变，介质层与其他膜层的接触界面也可能形成一定程度的缺陷。以栅氧化层为例，厚度均一性较差或者具有缺陷的栅氧化层会影响半导体器件的阈值电压，进而降低半导体结构的性能。因此形成厚度可控膜质较优的介质层是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供一种半导体结构及其形成方法，至少有利于提高介质层厚度的可控性以及提高介质层的质量。
[0005]本公开实施例一方面提供一种半导体结构，包括：基底和位于基底上方的介质层；介质层包括第一介质层和第二介质层，第二介质层位于基底的表面，第一介质层位于第二介质层的表面；其中，第一介质层和第二介质层采用不同的氧化处理工艺制备。
[0006]在一些实施例中，第一介质层包括氮化层，第二介质层包括氧化层。
[0007]在一些实施例中，制备第一介质层采用的气体包括N2O和第一载气；制备第二介质层采用的气体包括O2和第二载气；第一载气和第二载气均包括H2。
[0008]本公开实施例另一方面还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底；对部分基底进行第一氧化处理，形成第一介质层；对第一介质层正下方的部分基底进行第二氧化处理，以形成第二介质层，第一介质层和第二介质层构成位于基底上方的介质层；其中，第一氧化处理对基底材料的氧化速率小于第二氧化处理对基底材料的氧化速率。
[0009]在一些实施例中，第一氧化处理采用的气体包括N2O和第一载气。
[0010]在一些实施例中，第一氧化处理中，N2O的气体流量为10slm～30slm。
[0011]在一些实施例中，第一氧化处理的工艺温度为900℃～1150℃。
[0012]在一些实施例中，第一氧化处理的工艺时长为10s～120s。
[0013]在一些实施例中，第一氧化处理的工艺时长大于第二氧化处理的工艺时长。
[0014]在一些实施例中，第二氧化处理采用的气体包括O2和第二载气。
[0015]在一些实施例中，第二氧化处理中，O2流量为10slm～30slm。
[0016]在一些实施例中，第一载气包括H2，第二载气包括H2。
[0017]在一些实施例中，第一载气的气体流量为2slm～15slm；第二载气的气体流量为0.15slm～10slm。
[0018]在一些实施例中，第二载气的气体流量小于第一载气的气体流量。
[0019]在一些实施例中，第二氧化处理的工艺温度为800℃～1100℃。
[0020]在一些实施例中，第二氧化处理的工艺时长为5s～80s。
[0021]在一些实施例中，第二氧化处理的工艺温度低于第一氧化处理的工艺温度。
[0022]在一些实施例中，第一介质层的厚度为10A～20A。
[0023]在一些实施例中，在形成第二介质层后，还包括：对介质层进行氮化处理。
[0024]在一些实施例中，在反应腔室内进行氮化处理，氮化处理的工艺参数包括：向反应腔室内提供N2，N2的气体流量为50slm～400slm，反应腔室内的温度为700℃～1150℃，反应腔室内的压强为10mtor～100mtor，射频功率为1500W～2500W，工艺时长为30s～300s。
[0025]本公开实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
[0026]本公开实施例通过对基底进行速率较缓的第一氧化处理，形成厚度较薄的第一介质层；在第一介质层的阻挡下进行第二氧化处理，以降低第二氧化处理对基底材料的氧化速率，在基底与第一介质层之间的基底上形成厚度较薄的第二介质层。由于第一氧化处理与第二氧化处理对基底的氧化速率较慢，形成的第一介质层和第二介质层厚度可控的同时也具有较优的厚度均一性，并且第二介质层与基底之间的界面态具有较少的悬挂键，避免了悬挂键吸附杂质离子导致的界面态缺陷。综上所述，本公开实施例提供的半导体结构的形成方法有利于形成厚度可控，膜质更优的介质层，进而有利于缩小半导体结构的尺寸、提升半导体结构的可靠性以及改善半导体结构的电学性能。
附图说明
[0027]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1至图4为本公开实施例提供的半导体结构形成方法各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
[0029]由
技术介绍
可知，通过传统方法形成厚度较薄且膜质较优的介质层具有一定的难度。经过分析发现，形成介质层时的对基底材料的氧化速率过快，是导致介质层的质量较差且难以形成较薄的介质层的主要原因之一。
[0030]本公开实施例提供了一种半导体结构及其形成方法，形成方法中，首先通过速率较慢的第一氧化处理在基底表面形成一定厚度的第一介质层，再对第一介质层下的基底进行第二氧化处理，降低第二氧化处理对基底材料的氧化速率，以形成第二介质层。对基底材料较慢的氧化速率一方面使得第一介质层以及第二介质层的膜厚可控，有利于形成厚度较薄的第一介质层以及第二介质层；另一方面，对基底材料较慢的氧化速率可以提高反应离子与基底材料化学键的复合率，减少第一介质层与基底之间的界面态中悬挂键的密度，有利于减少第一介质层与基底之间的界面态缺陷，如此，有利于使第一介质层与第二介质层构成的介质层的膜厚更加可控，并且有利于降低介质层与基底之间的界面态缺陷。
[0031]下面将结合附图对本公开各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本公开各实施例中，为了使读者更好地理解本公开实施例而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本公开实施例所要求保护的技术方案。
[0032]图1至图4为本公开实施例提供的半导体结构形成方法各步骤对应的结构示意图。
[0033]参考图1至图3，半导体结构的形成方法包括：提供基底100；对部分基底100进行第一氧化处理，形成第一介质层111；对第一介质层111正下方的部分基底100进行第二氧化处理，以形成第二介质层112，第一介质层111和第二介质层112构成位于基底100上方的介质层110；其中，第一氧化处理对基底100材料的氧化速率小于第二氧化处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：基底和位于所述基底上方的介质层；所述介质层包括第一介质层和第二介质层，所述第二介质层位于所述基底的表面，所述第一介质层位于所述第二介质层的表面；其中，所述第一介质层和所述第二介质层采用不同的氧化处理工艺制备。2.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，所述第一介质层包括氮化层，所述第二介质层包括氧化层。3.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，制备所述第一介质层采用的气体包括N2O和第一载气；制备所述第二介质层采用的气体包括O2和第二载气；所述第一载气和所述第二载气均包括H2。4.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底；对部分所述基底进行第一氧化处理，形成第一介质层；对所述第一介质层正下方的部分所述基底进行第二氧化处理，以形成第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层构成位于所述基底上方的介质层；其中，所述第一氧化处理对所述基底材料的氧化速率小于所述第二氧化处理对所述基底材料的氧化速率。5.如权利要求4所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一氧化处理采用的气体包括N2O和第一载气。6.如权利要求5所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一氧化处理中，所述N2O的气体流量为10slm～30slm。7.如权利要求5所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一氧化处理的工艺温度为900℃～1150℃。8.如权利要求7所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一氧化处理的工艺时长为10s～120s。9.如权利要求4所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一氧化处理的工艺时长大于所述第二氧化处理的工艺时长。10.如权利要求5所述半导体结构的形成方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗清，晏陶燕，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：