[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

本公开提供半导体结构的形成方法。本公开提供多层内连线系统中的金属间介电层，其采用的低介电常数的介电材料与其化学与物理特性的形成方法。此处所述的沉积技术包括等离子体辅助化学气相沉积、等离子体辅助原子层沉积、与原子层沉积工艺，其前驱物如四乙氧基硅烷及二乙氧基甲基硅烷可提供必要的氧原子，而可不采用氧气作为反应物之一。所述的沉积技术可还包含采用氧气的等离子体辅助化学气相沉积、等离子体辅助原子层沉积、与原子层沉积，其采用的前驱物可含有埋置的硅‑氧‑硅键如(CH₃O)₃‑Si‑O‑Si‑(CH₃O)₃或(CH₃)₃‑Si‑O‑Si‑(CH₃)₃。

技术领域

本公开实施例关于内连线结构，更特别关于金属间介电层的组成与其形成方法。

背景技术

半导体产业持续创新半导体技术，比如减少结构(如线路、空间、与孔洞)的最小尺寸的多重图案化、三维晶体管(如鳍状场效晶体管)、更多内连线层、与埋置于半导体基板上堆叠的内连线系统中的电子构件，以增加集成电路中的电子构件(如晶体管、二极管、电阻、电容、或类似物)与内连线结构(如接点、通孔、线路、接合垫、或类似物)的密度。缩小尺寸可增加电子构件的固有速度，且可由任何给定的成本实施较高的集成电路功能。然而缩小尺寸通常具有新挑战如隔离、漏电流、可信度、寄生串联电阻、与寄生耦合电阻。

发明内容

本公开一实施例提供的半导体结构的形成方法，包括：形成导电单元于基板上的介电层中；沉积介电材料于导电单元上，且沉积介电材料的步骤包括：将基板置入工艺腔室；将第一前驱物导入工艺腔室，且第一前驱物包括硅原子与氧原子；以及将第二前驱物导入工艺腔室，以反应形成介电材料，第二前驱物包括碳氢化合物，其中沉积介电材料的步骤不含气态氧；移除介电材料的一部分，以露出导电单元；以及形成接点穿过介电材料至导电单元。

本公开一实施例提供的半导体装置的形成方法，包括：形成介电材料于基板上的导电单元上，且形成介电材料的步骤包括：将基板置入工艺腔室；将气态氧导入工艺腔室；将第一前驱物导入工艺腔室，且第一前驱物包括埋置的硅-氧-硅键；以及将第二前驱物导入工艺腔室，且第二前驱物包括碳氢化合物；以及形成接点穿过介电材料至导电单元。

本公开一实施例提供的半导体装置的形成方法，包括：形成介电材料于基板上的导电单元上，其中介电材料为氧化硅的衍生物，其中形成介电材料的步骤包括将基板置入工艺腔室并进行原子层沉积工艺，且进行原子层沉积工艺的步骤包括：进行一或多个反应循环，且反应循环包括进行连续的三对交替的反应脉冲与净化脉冲，且连续的三对交替的反应脉冲与净化脉冲包括：在第一反应脉冲时将第一前驱物导入工艺腔室，且第一前驱物包括气态氧；在完成第一反应脉冲之后，在第一净化脉冲时导入第一净化气体；在完成第一净化脉冲之后，在第二反应脉冲时将第二前驱物导入工艺腔室，且第二前驱物包括埋置的硅-氧-硅键；在完成第二反应脉冲之后，在第二净化脉冲时导入第二净化气体；在完成第二净化脉冲之后，在第三反应脉冲时将第三前驱物导入工艺腔室，且第三前驱物包括碳氢化合物；以及在完成第三反应脉冲之后，在第三净化脉冲时导入第三净化气体；以及在形成介电材料的步骤完成之后，形成接点穿过介电材料至导电单元。

附图说明

图1A是一些实施例中，集成电路的多层内连线结构与半导体基板的剖视图。

图1B与1C是一些实施例中，鳍状场效晶体管的三维图。

图2至6是一些实施例中，内连线层于多种中间制作阶段的剖视图。

图7至11是一些实施例中，内连线层于多种中间制作阶段的剖视图。

图12与13是一些实施例中，集成电路的多层内连线结构与半导体基板的剖视图。