一种半导体结构制备方法与流程

本申请涉及半导体，特别涉及一种半导体结构制备方法。

背景技术：

1、氮化钛(tin)在目前集成电路工艺中应用非常广泛。举例来说，氮化钛可以作为通孔金属钨(w)的黏附层以及电容结构的上下极板层等。

2、在存储器件的高深宽比结构中，多采用原子层沉积(ald，atomic layerdeposition)工艺来制备氮化钛薄膜。但原子层沉积工艺制备的氮化钛薄膜，电阻率较高。

3、因此，如何降低制备的氮化钛薄膜的电阻率，从而提高氮化钛薄膜的质量，是本领域需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，提供该
技术实现要素：
部分以便以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该发明内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

2、本申请的目的在于提供一种半导体结构制备方法，可以降低制备的氮化钛薄膜的电阻率，从而提高氮化钛薄膜的质量。

3、为实现上述目的，本申请有如下技术方案：

4、第一方面，本申请实施例提供了一种半导体结构制备方法，包括：

5、提供衬底；

6、在所述衬底表面形成初始氮化钛薄膜；

7、为所述初始氮化钛薄膜提供第一能量场，以增加所述初始氮化钛薄膜能量；

8、当所述初始氮化钛薄膜的能量大于或等于第一预设阈值时，则向放置所述衬底的反应腔室通入氢气或氢等离子体作为催化剂，以使所述初始氮化钛薄膜的分子晶粒融合形成最终氮化钛薄膜。

9、在一种可能的实现方式中，所述形成最终氮化钛薄膜，包括：

10、向所述反应腔室通入所述氢气或氢等离子体，以去除所述初始氮化钛薄膜中的氯杂质。

11、在一种可能的实现方式中，所述第一能量场，包括：

12、微波场或射频场或电场。

13、在一种可能的实现方式中，所述衬底包括孔道结构。

14、在一种可能的实现方式中，所述形成初始氮化钛薄膜，包括：

15、在所述孔道结构内表面形成所述初始氮化钛薄膜。

16、在一种可能的实现方式中，所述在所述衬底表面形成初始氮化钛薄膜，包括：

17、以单脉冲气流方式向所述反应腔室通入四氯化钛气体，在所述衬底表面吸附形成四氯化钛层；

18、以单脉冲气流方式向所述反应腔室通入氨气，与所述四氯化钛层反应以生成所述初始氮化钛薄膜。

19、在一种可能的实现方式中，在所述衬底表面形成四氯化钛层之后，所述通入氨气之前，还包括：

20、在所述反应腔室的一侧通入第一惰性气体；

21、在所述反应腔室的另一侧排出所述第一惰性气体以及未吸附的所述四氯化钛气体。

22、在一种可能的实现方式中，在所述生成所述初始氮化钛薄膜之后，还包括：

23、在所述反应腔室的一侧通入第二惰性气体；

24、在所述反应腔室的另一侧排出所述第二惰性气体、未反应的所述氨气以及反应生成的氯化氢气体。

25、在一种可能的实现方式中，在所述形成最终氮化钛薄膜之后，还包括：

26、在所述反应腔室的一侧通入第三惰性气体；

27、在所述反应腔室的另一侧排出所述第三惰性气体、未反应的所述氢气或氢等离子体，以及反应生成的氯化氢气体。

28、在一种可能的实现方式中，所述提供第一能量场的功率为大于0w，且小于或等于500w；

29、所述提供第一能量场的时长为大于或等于0.5s，且小于或等于2s。

30、与现有技术相比，本申请实施例具有以下有益效果：

31、本申请实施例提供了一种半导体结构制备方法，该方法包括：提供衬底；在衬底表面形成初始氮化钛薄膜；为初始氮化钛薄膜提供第一能量场，以增加初始氮化钛薄膜能量；当初始氮化钛薄膜的能量大于或等于第一预设阈值时，则向放置衬底的反应腔室通入氢气或氢等离子体作为催化剂，以使初始氮化钛薄膜的分子晶粒融合形成最终氮化钛薄膜。由于在第一能量场以及氢的作用下，初始氮化钛薄膜中的分子晶粒进行融合，从而使分子晶粒变大，降低制备的最终氮化钛薄膜的电阻率，提高了氮化钛薄膜的质量。

技术特征：

1.一种半导体结构制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成最终氮化钛薄膜，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一能量场，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底包括孔道结构。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述形成初始氮化钛薄膜，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述衬底表面形成初始氮化钛薄膜，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，在所述衬底表面形成四氯化钛层之后，所述通入氨气之前，还包括：

8.根据权利要求6所述的方法，在所述生成所述初始氮化钛薄膜之后，还包括：

9.根据权利要求1所述的方法，在所述形成最终氮化钛薄膜之后，还包括：

10.根据权利要求1-9任意一项所述的方法，其特征在于，所述提供第一能量场的功率为大于0w，且小于或等于500w；

技术总结
本申请提供了一种半导体结构制备方法，该方法包括：提供衬底；在衬底表面形成初始氮化钛薄膜；为初始氮化钛薄膜提供第一能量场，以增加初始氮化钛薄膜能量；当初始氮化钛薄膜的能量大于或等于第一预设阈值时，则向放置衬底的反应腔室通入氢气或氢等离子体作为催化剂，以使初始氮化钛薄膜的分子晶粒融合形成最终氮化钛薄膜。由于在第一能量场以及氢的作用下，初始氮化钛薄膜中的分子晶粒进行融合，从而使分子晶粒变大，降低制备的最终氮化钛薄膜的电阻率，提高了氮化钛薄膜的质量。

技术研发人员：熊高伟
受保护的技术使用者：武汉楚兴技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13