[发明专利]通过回流填充材料进行沟槽填充

说明书

本公开涉及回流填充材料进行沟槽填充。一种方法，包括在基底结构上方形成第一突出鳍和第二突出鳍，其中，沟槽位于第一突出鳍和第二突出鳍之间，沉积延伸到沟槽中的沟槽填充材料，以及对沟槽填充材料执行激光器回流工艺。在回流工艺中，沟槽填充材料的温度高于沟槽填充材料的第一熔点，并且低于第一突出鳍和第二突出鳍的第二熔点。在激光器回流工艺之后，沟槽填充材料被凝固。该方法还包括对沟槽填充材料进行图案化，其中，沟槽填充材料的剩余部分形成栅极堆叠件的部分，以及在栅极堆叠件的一侧上形成源极/漏极区域。

技术领域

本公开涉及通过回流填充材料进行沟槽填充。

背景技术

在集成电路的制造中，需要填充纵横比(aspect ratio)大于2的窄沟槽而不产生空隙。其中一种情况是形成虚设栅极，其包括形成填充到半导体鳍之间的沟槽中的非晶硅层。对于这种应用，整个非晶硅层需要具有高质量和无空隙，以防止在后续后栅极切割和间隔件沉积工艺期间可能发生的问题。传统上，使用化学气相沉积来形成非晶硅层。然而，所得非晶硅层在窄沟槽的顶部上具有蘑菇形部分。这是由于反应蒸汽不能渗透到深沟槽中。结果，在非晶硅中形成空隙，并且空隙延伸到沟槽中。

通常，为了避免产生空隙，使用几种方法。例如，可以使用自底向上的间隙填充方法。然而，自底向上的间隙填充方法需要具有非常高选择性的反应物。也可以使用退火工艺。然而，退火工艺需要高于初始热预算的温度。沉积和蚀刻循环也可以用于减小空隙/接缝(seam)宽度和长度。然而，该方法成本高且耗时，并且不能完全移除空隙。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种用于形成半导体结构的方法，包括：在基底结构上方形成第一突出鳍和第二突出鳍，其中，沟槽位于所述第一突出鳍和所述第二突出鳍之间；沉积延伸到所述沟槽中的沟槽填充材料；对所述沟槽填充材料执行激光器回流工艺，其中，在所述激光器回流工艺中，所述沟槽填充材料的温度高于所述沟槽填充材料的第一熔点，并且低于所述第一突出鳍和所述第二突出鳍的第二熔点；在所述激光器回流工艺之后，使得所述沟槽填充材料被凝固；对所述沟槽填充材料进行图案化，其中，所述沟槽填充材料的剩余部分形成栅极堆叠件的部分；以及在所述栅极堆叠件的一侧上形成源极/漏极区域。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于形成半导体结构的方法，包括：形成延伸到半导体衬底中的隔离区域；使得所述隔离区域凹陷，使得所述半导体衬底中在所述隔离区域之间的部分突出得高于经凹陷的隔离区域以形成突出鳍；沉积硅区域，其中，所述硅区域延伸到所述突出鳍之间的沟槽中，并且在所述硅区域中形成空隙；平坦化所述硅区域的顶表面，其中，在所述平坦化之后，所述空隙被密封在所述硅区域中；在所述空隙被密封在所述硅区域中的情况下，通过回流所述硅区域来减小所述空隙的尺寸；以及对所述硅区域进行图案化。

根据本公开的第三方面，提供了一种用于形成半导体结构的方法，包括：将第一材料沉积到突出结构和基底层上，其中，所述突出结构突出得高于所述基底层，并且空隙被密封在所述第一材料中，并且其中：所述第一材料具有第一熔点；所述突出结构包括具有第二熔点的第二材料；以及与所述第一材料接触的所述基底层的表面区域包括具有第三熔点的第三材料，并且所述第一熔点低于所述第二熔点和所述第三熔点两者；以及回流所述第一材料以消除所述空隙，其中，所述回流通过在所述第一材料上投射辐射来执行。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，可以任意增加或减少各种特征的尺寸。

图1至图15示出了根据一些实施例的鳍式场效应晶体管(FinFET)的形成以及相应沟槽填充工艺中的中间阶段的透视图和截面图。

图16至图19示出了根据一些实施例的沟槽填充工艺的形成中的中间阶段的截面图。

图20和图21分别示出了根据一些实施例的在填充沟槽的硬掩模的形成中的平面图和截面图。