半导体结构的制备方法及半导体结构与流程

本申请涉及半导体，特别是涉及一种半导体结构的制备方法及半导体结构。

背景技术：

1、随着半导体技术的发展，出现了沟槽型金属-氧化物半导体场效应晶体管(trenchmetal-oxide-semiconductor field-effect transistor，trench mosfet)。trenchmosfet的后段工序中，需要在半导体器件上先沉积一层层间介质层，然后刻蚀层间介质层以形成接触孔，最后在接触孔内填充金属材料并形成金属连线，以实现器件工作。

2、目前业内大部分发明或实际工艺对于接触孔的形成通常采用自对准刻蚀工艺。并且大部分现有技术的做法通常都选择在完成沟槽内栅极(例如多晶硅)形成之后或者源漏形成之后再形成阻挡结构，并基于这些阻挡结构完成对层间介质层的刻蚀，以形成接触孔，

3、然而，这些方式需要考虑到刻蚀工艺对多种材料刻蚀选择比(通常有sio2、sin、poly、silicon等)，因此其刻蚀选择比难以准确地进行控制，还有可能需要进行多次刻蚀工艺。并且，对于trench mosfet还需要生长一层有氧层以作为刻蚀停止层，在形成阻挡结构后再去除有氧层，其涉及的工艺流程比较繁琐，从而导致制程成本较高。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有技术中的工艺流程繁琐问题提供一种半导体结构的制备方法及半导体结构。

2、为了实现上述目的，一方面，本申请提供了一种半导体结构的制备方法，包括：

3、提供衬底；

4、于所述衬底上形成多个间隔排布的台面结构；所述台面结构包括位于所述衬底上表面的第一氧化层以及位于所述第一氧化层侧壁的第一介质层；所述第一介质层在所述半导体结构厚度方向上的高度小于所述第一氧化层在所述厚度方向的高度；

5、基于所述台面结构去除部分所述衬底以形成栅极沟槽；

6、于位于所述衬底的栅极沟槽内形成栅极结构；

7、于所述栅极结构的表面以及所述台面结构的表面形成第二氧化层；

8、于所述第二氧化层内形成多个接触孔，至少一所述接触孔贯穿至所述衬底的上表面，至少一所述接触孔贯穿至所述栅极结构；各所述接触孔的位置由各所述台面结构定义出。

9、上述半导体结构的制备方法，通过于所述衬底上形成多个间隔排布的台面结构，所述台面结构包括位于所述衬底上表面的第一氧化层以及位于所述第一氧化层侧壁的第一介质层；所述第一介质层在所述半导体结构厚度方向上的高度小于所述第一氧化层在所述厚度方向的高度。并基于所述台面结构的自对准功能去除部分所述衬底以形成栅极沟槽，于位于所述衬底的栅极沟槽内形成栅极结构，于所述栅极结构的表面以及所述台面结构的表面形成第二氧化层。并于所述第二氧化层内形成多个接触孔，至少一所述接触孔贯穿至所述衬底的上表面，至少一所述接触孔贯穿至所述栅极结构，再次利用台面结构包括的第一介质层的自对准功能，因此各所述接触孔的位置由各所述台面结构定义出。由于台面结构的制备工艺简单，并且利用台面结构能够实现两次自对准，从而能够简化工艺流程，降低制程成本。

10、在其中一个实施例中，所述于所述衬底上形成多个间隔排布的台面结构，包括：

11、于衬底上形成第一氧化层；

12、于所述第一氧化层内形成多个第一开口；所述第一开口在所述厚度方向的深度小于所述第一氧化层在所述厚度方向的高度；

13、于所述第一开口的底部、所述第一开口的侧壁以及所述第一氧化层的顶部形成第一介质层；

14、去除位于所述第一开口底部以及所述第一氧化层顶部的所述第一介质层，以保留位于所述第一开口侧壁的所述第一介质层；

15、去除位于所述第一开口底部的部分所述第一氧化层以及位于所述第一开口侧壁的部分所述第一介质层，以使所述第一开口的底部暴露出所述衬底的上表面，保留的所述第一介质层以及所述第一氧化层共同构成所述台面结构。

16、在其中一个实施例中，所述去除位于所述第一开口底部的部分所述第一氧化层以及位于所述第一开口侧壁的部分所述第一介质层，以使所述第一开口的底部暴露出所述衬底的上表面，包括：

17、采用干法刻蚀工艺去除位于所述第一开口底部的部分所述第一氧化层以及位于所述第一开口侧壁的部分所述第一介质层以使所述第一开口的底部暴露出所述衬底的上表面；其中，所述干法刻蚀工艺中，所述第一介质层的刻蚀速率大于所述第一氧化层的刻蚀速率。

18、在其中一个实施例中，所述衬底包括硅衬底，所述第一氧化层包括四乙基氧化硅层；其中，所述基于所述台面结构去除部分所述硅衬底以形成栅极沟槽的同时，所述半导体结构的制备方法还包括：

19、去除部分的所述四乙基氧化硅层；其中，剩余的所述四乙基氧化硅层在所述厚度方向的高度高于所述第一介质层在所述厚度方向的高度。

20、在其中一个实施例中，所述于所述栅极沟槽内形成栅极结构，包括：

21、于所述栅极沟槽的底部和侧壁形成第一栅氧化层；

22、于所述栅极沟槽内以及所述台面结构的表面形成栅极材料层；

23、去除部分的所述栅极材料层，以使保留下的栅极材料层的上表面低于所述衬底的上表面。

24、在其中一个实施例中，所述栅极材料层包括多晶硅层，所述第一氧化层包括四乙基氧化硅层，所述去除部分的所述栅极材料层的同时，所述半导体结构的制备方法还包括去除部分的所述四乙基氧化硅层，以使所述四乙基氧化硅层的上表面与所述第一介质层的上表面相齐平。

25、在其中一个实施例中，所述于所述栅极结构暴露出的表面以及所述台面结构的表面形成第二氧化层之前，所述半导体结构的制备方法还包括：

26、于各所述栅极沟槽之间的所述衬底内形成临近设置的第一离子注入区和第二离子注入区，所述第一离子注入区位于所述衬底的顶部，所述第二离子注入区位于所述第一离子注入区背离所述衬底上表面的一侧；

27、采用退火工艺对所述第一离子注入区以及所述第二离子注入区进行离子活化处理。

28、在其中一个实施例中，所述于所述第二氧化层内形成多个接触孔，所述接触孔暴露出所述衬底的上表面，包括：

29、于所述第二氧化层内形成多个接触孔，所述接触孔贯穿所述第一离子注入区，以暴露出所述第二离子注入区的上表面。

30、在其中一个实施例中，所述于所述第二氧化层内形成多个接触孔之后，所述半导体结构的制备方法还包括：

31、于所述接触孔内形成导电插塞，所述导电插塞的上表面与所述第二氧化层的上表面相齐平；

32、于所述导电插塞的上表面以及所述第二氧化层的上表面形成金属互连层。

33、另一方面，本申请还提供了一种半导体结构，所述半导体结构采用上述任一项实施例中所述的半导体结构的制备方法制备而成。由于台面结构的制备工艺简单，并且利用台面结构能够实现两次自对准，从而能够简化工艺流程，降低制程成本。

技术特征：

1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述衬底上形成多个间隔排布的台面结构，包括：

3.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述去除位于所述第一开口底部的部分所述第一氧化层以及位于所述第一开口侧壁的部分所述第一介质层，以使所述第一开口的底部暴露出所述衬底的上表面，包括：

4.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述衬底包括硅衬底，所述第一氧化层包括四乙基氧化硅层；其中，所述基于所述台面结构去除部分所述硅衬底以形成栅极沟槽的同时，所述半导体结构的制备方法还包括：

5.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述栅极沟槽内形成栅极结构，包括：

6.根据权利要求5所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述栅极材料层包括多晶硅层，所述第一氧化层包括四乙基氧化硅层，所述去除部分的所述栅极材料层的同时，所述半导体结构的制备方法还包括去除部分的所述四乙基氧化硅层，以使所述四乙基氧化硅层的上表面与所述第一介质层的上表面相齐平。

7.根据权利要求5所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述栅极结构暴露出的表面以及所述台面结构的表面形成第二氧化层之前，所述半导体结构的制备方法还包括：

8.根据权利要求7所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述第二氧化层内形成多个接触孔，所述接触孔暴露出所述衬底的上表面，包括：

9.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述第二氧化层内形成多个接触孔之后，所述半导体结构的制备方法还包括：

10.一种半导体结构，其特征在于，所述半导体结构采用上述权利要求1-9中任一项所述的半导体结构的制备方法制备而成。

技术总结
本申请涉及一种半导体结构的制备方法及半导体结构。半导体结构的制备方法包括：提供衬底；于衬底上形成多个间隔排布的台面结构；台面结构包括位于衬底上表面的第一氧化层以及位于第一氧化层侧壁的第一介质层；第一介质层在半导体结构厚度方向上的高度小于第一氧化层在厚度方向的高度；基于台面结构去除部分衬底以形成栅极沟槽；于位于衬底的栅极沟槽内形成栅极结构；于栅极结构的表面以及台面结构的表面形成第二氧化层；于第二氧化层内形成多个接触孔，至少一接触孔贯穿至衬底的上表面，至少一接触孔贯穿至栅极结构；各接触孔的位置由各台面结构定义出。采用本方法能够简化工艺流程，降低制程成本。

技术研发人员：严梅,赵君红
受保护的技术使用者：上海鼎泰匠芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13