一种半导体结构及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体结构及其制作方法，属于半导体技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种半导体结构及其制作方法


[0001]本专利技术属于半导体
，特别涉及一种半导体结构及其制作方法
。

技术介绍

[0002]半导体技术发展面临的挑战之一是不断增加的电路元件密度，且电路元件之间又不会互相产生寄生作用
。
通过在相邻电路元件间填充介质层，以物理性且电性隔离元件通常可阻止不当的交互作用
。
但伴随着对超大规模集成电路的高集成度和高性能的需求增加，半导体技术向着
45nm
甚至更小的技术节点发展，使得间隙宽度也相应地缩小，深宽比也随之提高，这就要求薄膜沉积的填隙能力有进一步的提升
。
[0003]目前，对于
45nm
及其以上的技术节点，广泛使用高深宽比（
High Aspect Ratio Process
，
HARP)
工艺进行沉积
。
但
HARP
工艺往往受限于沟槽形貌以及深宽比，在填充过程中容易形成孔洞（
void
）或者缝隙（
seam
）等缺陷，可能在后续制作工艺中导致漏电，从而对芯片的性能造成影响
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种半导体结构及其制作方法，能够避免介质层出现填充缺陷，提高半导体结构的良率和可靠性
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体结构，至少包括：衬底，所述衬底上设置有半导体器件的栅极结构，所述栅极结构突出设置在所述衬底上；侧墙结构，设置在所述栅极结构的两侧；第一接触孔刻蚀停止层，设置在所述衬底
、
所述栅极结构和所述侧墙结构上；第二接触孔刻蚀停止层，设置在所述侧墙结构上的所述第一接触孔刻蚀停止层上，所述第二接触孔刻蚀停止层的致密性大于所述第一接触孔刻蚀停止层的致密性；介质层，覆盖在所述第一接触孔刻蚀停止层和所述第二接触孔刻蚀停止层上，以及多个金属连接结构，设置在所述介质层内
。
[0006]在本专利技术一实施例中，所述第一接触孔刻蚀停止层为氮化硅层，且表面富有
‑
H、
‑
OH
和
‑
NH2价键
。
[0007]在本专利技术一实施例中，所述第二接触孔刻蚀停止层为氮化硅层，且表面富有
Si
‑
N
键
。
[0008]本专利技术还提供一种半导体结构的制作方法，至少包括以下步骤：提供一衬底，所述衬底上设置有半导体器件的栅极结构，所述栅极结构突出设置在所述衬底上；在所述栅极结构的两侧形成侧墙结构；在所述衬底
、
所述栅极结构和所述侧墙结构上形成第一接触孔刻蚀停止层；
在所述侧墙结构上的所述第一接触孔刻蚀停止层上形成第二接触孔刻蚀停止层，所述第二接触孔刻蚀停止层的致密性大于所述第一接触孔刻蚀停止层的致密性；在所述第一接触孔刻蚀停止层和所述第二接触孔刻蚀停止层上形成介质层；以及在所述介质层内形成多个金属连接结构
。
[0009]在本专利技术一实施例中，所述第二接触孔刻蚀停止层的形成步骤包括：将所述衬底放置在反应腔室内，所述反应腔室的压力为第一预设压力；以及在预设温度和第一射频功率下，通入第一流量的氮源和第一流量的硅源进行反应，形成所述第一接触孔刻蚀停止层；将所述反应腔室的压力调整为第二预设压力；在所述预设温度和第二射频功率下，通入第二流量的氮源和第二流量的硅源进行反应，在所述第一接触孔刻蚀停止层上形成第二接触孔刻蚀停止层；以及刻蚀所述第二接触孔刻蚀停止层，保留所述侧墙结构上的所述第二接触孔刻蚀停止层
。
[0010]在本专利技术一实施例中，所述第一流量的氮源和所述第一流量的硅源的气体流量比为
(8~15):1。
[0011]在本专利技术一实施例中，所述第二流量的氮源和所述第二流量的硅源的气体流量比为
1:(2
‑
4)。
[0012]在本专利技术一实施例中，刻蚀所述第二接触孔刻蚀停止层时，刻蚀偏压为
260V~350V。
[0013]在本专利技术一实施例中，所述第一射频功率小于所述第二射频功率，所述第一预设压力大于所述第二预设压力
。
[0014]在本专利技术一实施例中，所述介质层在所述第一接触孔刻蚀停止层上的沉积速率，大于所述介质层在所述第二接触孔刻蚀停止层上的沉积速率
。
[0015]综上所述，本专利技术提供一种半导体结构及其制作方法，本申请意想不到的技术效果是：能够形成两层不同性质的接触孔刻蚀停止层，获得不同沉积速率的基底，不同位置的介质层的沉积速率不同
。
不会造成介质层提前封口，从而减少在介质层内产生孔洞和缝隙等缺陷，避免在在后续工艺中产生漏电，提高半导体器件的良率
。
在侧墙结构上保留第二接触孔刻蚀停止层时，不使用光罩，简化制备工艺，节约生产成本
。
[0016]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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
。
[0018]图1为本专利技术一实施例中在衬底及衬底上半导体器件的示意图
。
[0019]图2为本专利技术一实施例中形成自对准金属硅化物的示意图
。
[0020]图3为本专利技术一实施例中形成第一接触孔刻蚀停止层的示意图
。
[0021]图4为本专利技术一实施例中形成第二接触孔刻蚀停止层的示意图
。
[0022]图5为本专利技术一实施例中刻蚀部分第二接触孔刻蚀停止层后的示意图
。
[0023]图6为本专利技术一实施例中介质层的示意图
。
[0024]图7为本专利技术一实施例中介质层在第一接触孔刻蚀停止层上的沉积厚度
。
[0025]图8为本专利技术一实施例中介质层在第二接触孔刻蚀停止层上的沉积厚度
。
[0026]图9为本专利技术一实施例中在形成第一接触孔刻蚀停止层后，沉积的介质层的扫描电镜图
。
[0027]图
10
为本专利技术一实施例中在刻蚀保留侧墙结构上的第二接触孔刻蚀停止层后，沉积的介质层的扫描电镜图
。
[0028]图
11
为本专利技术一实施例中开口的示意图
。
[0029]图
12
为本专利技术一实施例中金属连接结构的示意图
。
[0030]标号说明：
10、
衬底；
11、
浅沟槽隔离结构；
12、
栅极介质层；
13、
栅极结构；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种半导体结构，其特征在于，至少包括：衬底，所述衬底上设置有半导体器件的栅极结构，所述栅极结构突出设置在所述衬底上；侧墙结构，设置在所述栅极结构的两侧；第一接触孔刻蚀停止层，设置在所述衬底
、
所述栅极结构和所述侧墙结构上；第二接触孔刻蚀停止层，设置在所述侧墙结构上的所述第一接触孔刻蚀停止层上，所述第二接触孔刻蚀停止层的致密性大于所述第一接触孔刻蚀停止层的致密性；介质层，覆盖在所述第一接触孔刻蚀停止层和所述第二接触孔刻蚀停止层上，以及多个金属连接结构，设置在所述介质层内
。2.
根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一接触孔刻蚀停止层为氮化硅层，且表面富有
‑
H、
‑
OH
和
‑
NH2价键
。3.
根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二接触孔刻蚀停止层为氮化硅层，且表面富有
Si
‑
N
键
。4.
一种半导体结构的制作方法，其特征在于，至少包括以下步骤：提供一衬底，所述衬底上设置有半导体器件的栅极结构，所述栅极结构突出设置在所述衬底上；在所述栅极结构的两侧形成侧墙结构；在所述衬底
、
所述栅极结构和所述侧墙结构上形成第一接触孔刻蚀停止层；在所述侧墙结构上的所述第一接触孔刻蚀停止层上形成第二接触孔刻蚀停止层，所述第二接触孔刻蚀停止层的致密性大于所述第一接触孔刻蚀停止层的致密性；在所述第一接触孔刻蚀停止层和所述第二接触孔刻蚀停止层上形成介质层；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，阮钢，罗钦贤，
申请(专利权)人：合肥晶合集成电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：