[发明专利]多层薄膜结构的形成方法及多层薄膜结构

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种多层薄膜结构的形成方法及多层薄膜结构。所述多层薄膜结构的形成方法包括如下步骤：形成第一膜层；形成过渡层于所述第一膜层表面，所述过渡层包括沿垂直于所述第一膜层的方向交替堆叠、且通过化学键结合的第一过渡膜和第二过渡膜；形成第二膜层于所述过渡层表面；所述第一过渡膜、所述第二过渡膜的材料分别与所述第一膜层、所述第二膜层相同，且所述第一过渡膜与所述第二过渡膜之间无界面，以减小所述第一膜层与所述第二膜层之间的界面应力。本发明有效降低了第一膜层与第二膜层间的界面应力，改善了半导体器件的良率。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种多层薄膜结构的形成方法及多层薄膜结构。

背景技术

随着智能手机、平板电脑等移动终端向小型化、智能化、节能化的方向发展，芯片的高性能、集成化趋势明显，促使芯片制造企业积极采用先进工艺，对制造出更快、更省电的芯片的追求愈演愈烈。尤其是许多无线通讯设备的主要元件需用40nm以下先进半导体技术和工艺，因此对先进工艺产能的需求较之以往显著上升，带动集成电路厂商不断提升工艺技术水平，通过缩小晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸以提高芯片性能和可靠性，以及通过3D结构改造等非几何工艺技术和新材料的运用来影响晶圆的电性能等方式，实现硅集成的提高，以迎合市场需求。然而，这些技术的革新或改进都是以晶圆的生成、制造为基础。

ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)是目前比较成熟的膜层沉积技术。相较于其他的膜层沉积工艺，例如化学气相沉积、物理气相沉积等，ALD技术形成的薄膜纯度好，且膜层厚度的可控性高，常用于二氧化硅、氮化硅等薄膜的沉积。多层薄膜(Multi-Layer)结构是指连续沉积两种或两种以上的薄膜所形成的结构。

在半导体器件的制造中，随着器件设计结构越来越复杂，薄膜数量越来越多，由于膜层界面之间应力集中造成的应力叠加对器件制造的影响越来越显著。多层薄膜结构中的应力集中及应力堆叠问题，严重影响半导体器件的制造良率。

因此，如何减少多层薄膜间的界面应力，提高半导体器件的制造良率，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种多层薄膜结构的形成方法及多层薄膜结构，用于解决现有的多层薄膜结构中存在较大应力的问题，以提高半导体器件的制造良率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多层薄膜结构的形成方法，包括如下步骤：

形成第一膜层；

形成过渡层于所述第一膜层表面，所述过渡层包括沿垂直于所述第一膜层的方向交替堆叠、且通过化学键结合的第一过渡膜和第二过渡膜；

形成第二膜层于所述过渡层表面；

所述第一过渡膜、所述第二过渡膜的材料分别与所述第一膜层、所述第二膜层相同，且所述第一过渡膜与所述第二过渡膜之间无界面，以减小所述第一膜层与所述第二膜层之间的界面应力。

优选的，所述第一膜层由多层第一单原子层膜层叠构成；形成所述第一膜层的具体步骤包括：

提供一衬底；

于所述衬底表面循环进行多次第一原子层沉积步骤，形成第一膜层；所述第一原子层沉积步骤用于形成所述第一单原子层膜。

优选的，所述第一过渡膜包括至少一层所述第一单原子层膜，所述第二过渡膜包括至少一层第二单原子层膜；形成过渡层于所述第一膜层表面的具体步骤包括：

沿垂直于所述第一膜层的方向交替进行所述第一原子层沉积步骤和第二原子层沉积步骤，形成所述过渡层；所述第二原子层沉积步骤用于形成所述第二单原子层膜。

优选的，所述第二膜层由多层所述第二单原子层膜层叠构成；形成第二膜层的具体步骤包括：