[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本发明实施例提供一种半导体结构及其形成方法，半导体结构的形成方法包括：提供基底，基底内具有凹槽，凹槽侧壁包括自凹槽底部向上延伸的第一子侧壁以及第二子侧壁，第一子侧壁位于第二子侧壁与凹槽底部之间；以低于预设值的流量向基底表面吹送第一前驱物，以使第一前驱物附着在基底顶部表面以及第二子侧壁；向基底表面吹送第二前驱物，以使第二前驱物与第一前驱物反应生成介质层；向基底表面交替吹送第一前驱物和第二前驱物，以形成多层介质层，直至填充满第二子侧壁围成的区域，第一子侧壁与介质层以及凹槽底部围成的区域构成空隙。本发明能够封堵凹槽顶部开口并构成空隙。

技术领域

本发明实施例涉及半导体领域，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

随着半导体技术的不断进步，影响电路传输速度的电阻电容延迟现象(RC delay)逐渐凸显。当前可以通过调整导体连线材料的方式降低寄生电阻R，而由于工艺上的限制，无法通过改变导体连线几何结构来降低寄生电容C。

由于寄生电容C正比于电路中绝缘介质的介电常数k，若使用低k材料作为绝缘介质层，会大大降低电路中的寄生效应，从而提高信号的传送速度。空气的介电常数接近1，若将空气引入介电层，则能够大大降低介电层的介电常数k。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体结构及其形成方法，能够将空气间隙引入介电层，降低介电层的介电常数k。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底内具有凹槽，所述凹槽侧壁包括自所述凹槽底部向上延伸的第一子侧壁以及第二子侧壁，所述第一子侧壁位于所述第二子侧壁与所述凹槽底部之间；以低于预设值的流量向所述基底表面吹送第一前驱物，以使所述第一前驱物附着在所述基底顶部表面以及所述第二子侧壁；向所述基底表面吹送第二前驱物，以使所述第二前驱物与所述第一前驱物反应生成介质层；向所述基底表面交替吹送所述第一前驱物和所述第二前驱物，以形成多层所述介质层，直至封堵所述凹槽顶部开口，所述第一子侧壁与所述介质层以及所述凹槽底部围成的区域构成空隙。

另外，在形成多层所述介质层的过程中，以逐层递增的流量吹送所述第一前驱物。由于在逐层形成介质层的过程中，介质层顶面面积不断增大，因此，需要逐层增加第一前驱物的流量，才能保证介质层在第二子侧壁包围的区域内不断堆叠，进而封堵凹槽顶部开口。

另外，所述基底表面具有极性基团；在吹送所述第一前驱物的工艺步骤中，所述极性基团与所述第一前驱物发生反应，固定所述第一前驱物的功能基团。由于基底表面具有可与第一前驱物反应的极性基团，在第一前驱物在吹送方向上，第一前驱物会附着在先接触到的基底顶部表面以及第二子侧壁，从而避免第一前驱物在第一子侧壁或者凹槽底部附着，保证第一子侧壁所包围的区域具有较低的介电常数。

另外，所述介质层表面具有极性基团；在吹送所述第一前驱物的工艺步骤中，所述极性基团与所述第一前驱物发生反应，固定所述第一前驱物的功能基团。由于介质层表面具有可固定第一前驱物的极性基团，在交替吹送第一前驱物时，第一前驱物会优先附着在具有极性基团的介质层表面，从而避免第一前驱物在第一子侧壁或者凹槽底部沉积。

另外，所述极性基团包括羟基。

另外，所述介质层的材料包括二氧化硅，所述第一前驱物或所述第二前驱物中的至少一者包括含硅烷醇基的有机物。

另外，所述含硅烷醇基的有机物包括3-叔丁基硅烷醇基。

另外，所述第一前驱物包括具有催化作用的金属有机物。由于3-叔丁基硅烷醇基可选择性结合金属有机物，因此，采用金属有机物作为第一前驱物，能够保证作为第二前驱物的3-叔丁基硅烷醇基仅与第一前驱物有效结合，即仅在第一前驱物的附着位置形成介质层，避免第二前驱物沉积在第一子侧壁包围的区域，使得第一子侧壁包围的空隙区域具有低K介电常数；此外，金属有机物具有催化作用，能够加速介质层的形成，缩短工艺周期。