伪栅的形成方法、选择性沉积硅的方法和插塞的形成方法
【专利摘要】一种伪栅的形成方法、选择性沉积硅的方法和插塞的形成方法，其中所述伪栅的形成方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有凸出的鳍部，所述鳍部之间具有隔离结构，所述隔离结构的顶表面低于所述鳍部的顶表面；在所述鳍部和所述隔离结构表面旋涂聚硅烷层，所述聚硅烷层覆盖所述鳍部和所述隔离结构；对所述聚硅烷层退火，使所述聚硅烷层转化为非晶硅层；刻蚀所述非晶硅层，形成位于所述鳍部和所述隔离结构上的伪栅。本发明的伪栅的形成方法在鳍部和隔离结构上形成的伪栅的顶表面高度相同。
【专利说明】伪栅的形成方法、选择性沉积硅的方法和插塞的形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体【技术领域】，尤其涉及伪栅的形成方法、选择性沉积硅的方法和插塞的形成方法。
【背景技术】
[0002]MOS晶体管通过在栅极施加电压，调节通过沟道区域的电流来产生开关信号。但当半导体技术进入45纳米以下节点时，传统的平面式MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括具有高深宽比的半导体鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部和侧壁的栅极结构，位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源/漏区。
[0003]在后栅(Gate-1ast)工艺中，先形成伪栅，后续形成位于所述伪栅两侧的源/漏区后，再去除所述伪栅，形成栅极结构。在鳍式场效应晶体管的形成工艺中，在鳍部和鳍部之间的隔离结构上分别需要形成伪栅，位于所述隔离结构上的伪栅用于后续的器件互联，但由于所述鳍部高于所述隔离结构的表面，使用现有工艺在鳍部和隔离结构上形成的伪栅的顶表面高度不同，增加了后续光刻工艺的难度。
[0004]图1示出了现有技术的一种鳍式场效应晶体管的伪栅的结构示意图，包括:半导体衬底100，位于所述半导体衬底100上的凸起的鳍部101 ;位于所述鳍部101之间，且覆盖所述半导体衬底100表面和所述鳍部101部分侧壁的隔离结构102，所述隔离结构102的顶表面低于所述鳍部101的顶表面；位于所述鳍部101和所述隔离结构102上的伪栅103。由于所述隔离结构102的顶表面低于所述鳍部101的顶表面，位于所述隔离结构102上的伪栅103的顶表面高度低于所述鳍部101上的伪栅103的顶表面高度，导致在后续的光刻工艺中形成的光刻胶层表面凹凸不平，影响光刻精度。为了解决上述问题，现有工艺中通常会采用化学机械抛光的工艺抛光所述伪栅103的高度，使位于所述鳍部101和隔离结构102上的伪栅103的顶表面高度相同，但由于增加了额外的化学机械抛光工艺，增加了器件制备的成本。
[0005]现有技术中选择性沉积硅的方法通常为采用硅烷(SiH4)、二氯硅烷(SiH2Cl2)和氯化氢(HCl)前驱气体的化学气相沉积工艺，但是化学气相沉积设备的价格昂贵，例如针对300毫米晶圆的化学气相沉积设备造价为两百万到三百万美元，而针对450毫米晶圆的化学气相沉积设备造价高达四百万到五百万美元，增加了半导体制备工艺的成本。另外，采用化学气相沉积选择性沉积硅的工艺中，沉积温度高达650摄氏度?1150摄氏度，导致半导体器件性能降低。
[0006]其他有关鳍式场效应晶体管中伪栅的形成方法，还可以参考US2011/0147812A1的美国专利申请，其公开了一种使用抛光工艺在鳍式场效应晶体管中形成平整的伪栅的方法。
【发明内容】
[0007]本发明解决的问题是现有技术的鳍式场效应晶体管的位于鳍部和隔离结构上的伪栅的顶表面高度不同，现有技术选择性沉积硅的工艺成本高。
[0008]为解决上述问题，本发明提供了一种伪栅的形成方法，包括:提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有凸出的鳍部，所述鳍部之间具有隔离结构，所述隔离结构的顶表面低于所述鳍部的顶表面；在所述鳍部和所述隔离结构表面旋涂聚硅烷层，所述聚硅烷层覆盖所述鳍部和所述隔离结构；对所述聚硅烷层退火，使所述聚硅烷层转化为非晶硅层；刻蚀所述非晶硅层，形成位于所述鳍部和所述隔离结构上的伪栅。
[0009]可选的，所述聚硅烷的材料为聚乙硅烷和环戊硅烷中的一种或两种。
[0010]可选的，所述在鳍部和隔离结构表面旋涂聚硅烷层在惰性气体气氛下进行，所述惰性气体的压强小于500托。
[0011]可选的，所述对聚娃烧层退火的温度为250摄氏度?650摄氏度。
[0012]可选的，所述对聚硅烷层退火在惰性气体气氛下进行，所述惰性气体的压强小于500 托。
[0013]可选的，还包括:在所述鳍部和所述隔离结构表面旋涂聚硅烷层前，在所述半导体衬底表面采用化学气相沉积工艺形成多晶硅层或者非晶硅层。
[0014]可选的，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构。
[0015]本发明还提供了一种选择性沉积硅的方法，包括:提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有图形结构，所述图形结构具有亲水性的表面，所述图形结构具有暴露所述半导体衬底表面的开口，所述开口暴露出的半导体衬底表面具有疏水性；在所述半导体衬底表面旋涂聚硅烷溶液，所述聚硅烷溶液具有疏水性，所述聚硅烷溶液填充所述开口 ；烘干所述聚硅烷溶液，使所述聚硅烷溶液转化为非晶硅。
[0016]可选的，所述聚硅烷溶液的溶剂为碳氢化合物。
[0017]可选的，所述碳氢化合物的分子中碳原子的个数大于4。
[0018]可选的，所述碳氢化合物为C5H12。
[0019]可选的，所述聚硅烷溶液的溶质为聚乙硅烷和环戊硅烷中的一种或两种。
[0020]可选的，所述在半导体衬底表面旋涂聚硅烷溶液在惰性气体气氛下进行，所述惰性气体的压强小于500托。
[0021]可选的，所述烘干聚硅烷溶液的温度为150摄氏度飞50摄氏度。
[0022]可选的，所述烘干聚硅烷溶液在惰性气体气氛下进行，所述惰性气体的压强小于500 托。
[0023]可选的，所述烘干聚硅烷溶液的温度为150摄氏度飞50摄氏度。
[0024]可选的，还包括:在烘干所述聚硅烷溶液使所述聚硅烷溶液转化为非晶硅后，对所述非晶硅退火，使所述非晶硅转化为多晶硅。
[0025]可选的，所述退火的温度为300摄氏度?1100摄氏度。
[0026]可选的，在所述半导体衬底表面旋涂聚硅烷溶液前，使用氢氟酸溶液对所述半导体衬底表面进行处理。
[0027]本发明还提供了一种半导体器件中插塞的形成方法，包括:提供半导体器件，所述半导体器件具有疏水性的接触区，所述半导体器件上具有介质层，所述介质层具有暴露所述接触区的通孔，所述介质层具有亲水性的表面；在所述半导体器件表面旋涂聚硅烷溶液，所述聚硅烷溶液具有疏水性，所述聚硅烷溶液填充所述通孔；烘干所述聚硅烷溶液，使所述聚硅烷溶液转化为硅插塞。
[0028]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0029]在形成伪栅的过程中，在所述鳍部和所述隔离结构表面旋涂聚硅烷层，所述聚硅烷层覆盖所述鳍部和所述隔离结构，由于聚硅烷为液态，台阶覆盖能力强，所述聚硅烷可以填充由于所述鳍部和所述隔离结构的高度差所形成的凹面，使形成的聚硅烷层具有平整的表面。接着对所述聚硅烷层退火，使所述聚硅烷层转化为非晶硅层，刻蚀所述非晶硅层，形成伪栅，由于所述聚硅烷层具有平整的表面，退火后形成的非晶硅层也具有平整的表面，刻蚀所述非晶硅层后，位于所述鳍部和所述隔离结构上的伪栅的顶表面高度相同。
[0030]在选择性沉积硅的过程中，在所述半导体衬底表面旋涂聚硅烷溶液，所述聚硅烷溶液具有疏水性，由于所述图形结构的开口暴露出的半导体衬底表面也具有疏水性，根据相似相溶原理，相同极性的分子之间更容易结合，在旋涂聚硅烷溶液的过程中，所述聚硅烷溶液可以填充所述开口。而由于所述图形结构的表面具有亲水性，所述聚硅烷溶液不会形成于所述图形结构的顶表面上，实现了在所述半导体衬底表面选择性沉积硅的目的，降低了工艺成本。
[0031]在半导体器件中形成插塞的过程中，由于采用了与上述选择性外延硅的方法相似的工艺，也具有工艺成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是现有技术的鳍式场效应晶体管的伪栅的结构示意图；
[0033]图2至图5是本发明第一实施例的伪栅的形成过程的剖面结构示意图；
[0034]图6至图8是本发明第二实施例的选择性沉积硅的过程的剖面结构示意图；
[0035]图9至图10是本发明第三实施例的半导体器件中插塞的形成过程的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]由【背景技术】可知，现有技术的鳍式场效应晶体管的位于鳍部和隔离结构上的伪栅顶表面高度不同，现有技术选择性沉积硅的工艺成本高。
[0037]本发明的发明人研究了现有工艺形成鳍式场效应晶体管的伪栅的形成方法，发现现有工艺形成的鳍式场效应晶体管的位于鳍部和隔离结构上的伪栅顶表面高度不同，主要原因为在形成伪栅材料层时，所述伪栅材料层的填充效果不佳，造成位于所述鳍部和所述隔离结构上的伪栅材料层高度不同，后续刻蚀所述伪栅材料层，形成的位于所述鳍部和所述隔离结构上的伪栅顶表面高度不同。本发明的发明人还研究了现有工艺选择性沉积硅的工艺，发现聚硅烷的碳氢化合物溶液具有疏水性，根据相似相溶原理，相同极性的分子之间更容易结合，聚硅烷溶液较易在疏水性表面形成，而较难在亲水性表面形成，因此可以应用于选择性外延硅的工艺。
[0038]基于以上研究，本发明的发明人提出了一种伪栅的形成方法，包括:提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有凸出的鳍部，所述鳍部之间具有隔离结构，所述隔离结构的顶表面低于所述鳍部的顶表面；在所述鳍部和所述隔离结构表面旋涂聚硅烷层，所述聚硅烷层覆盖所述鳍部和所述隔离结构；对所述聚硅烷层退火，使所述聚硅烷层转化为非晶硅层；刻蚀所述非晶硅层，形成位于所述鳍部和所述隔离结构上的伪栅。上述技术方案中，在所述鳍部和所述隔离结构表面旋涂聚硅烷层，由于聚硅烷为液态，填充能力好，所述聚硅烷可以填充由于所述鳍部和所述隔离结构的高度差所形成的凹面，使形成的聚硅烷层具有平整的表面。后续对所述聚硅烷层退火，使所述聚硅烷层转化为非晶硅层，刻蚀所述非晶硅层，形成伪栅后，位于所述鳍部和所述隔离结构上的伪栅的顶表面高度相同。
[0039]本发明的发明人提出了一种选择性沉积硅的方法，包括:提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有图形结构，所述图形结构具有亲水性的表面，所述图形结构具有暴露所述半导体衬底表面的开口，所述开口暴露出的半导体衬底表面具有疏水性；在所述半导体衬底表面旋涂聚硅烷溶液，所述聚硅烷溶液具有疏水性，所述聚硅烷溶液填充所述开口 ；烘干所述聚硅烷溶液，使所述聚硅烷溶液转化为非晶硅。上述技术方案中，在所述半导体衬底表面旋涂聚硅烷溶液，所述聚硅烷溶液具有疏水性，由于所述图形结构的开口暴露出的半导体衬底表面也具有疏水性，根据相似相溶原理，相同极性的分子之间更容易结合，在旋涂聚硅烷溶液的过程中，所述聚硅烷溶液可以填充所述开口。而由于所述图形结构的表面具有亲水性，所述聚硅烷溶液不会形成于所述图形结构的顶表面上，实现了在所述半导体衬底表面选择性沉积硅的目的，降低了工艺成本。
[0040]本发明的发明人还提出了一种半导体器件中插塞的形成方法，包括:提供半导体器件，所述半导体器件具有疏水性的接触区，所述半导体器件上具有介质层，所述介质层具有暴露所述接触区的通孔，所述介质层具有亲水性的表面；在所述半导体器件表面旋涂聚硅烷溶液，所述聚硅烷溶液具有疏水性，所述聚硅烷溶液填充所述通孔；烘干所述聚硅烷溶液，使所述聚硅烷溶液转化为硅插塞。在半导体器件中形成插塞的过程中，由于采用了与上述选择性外延硅的方法相似的工艺，也具有工艺成本低的优点。
[0041]下面结合附图详细地描述具体实施例，上述的目的和本发明的优点将更加清楚。
[0042]第一实施例
[0043]图2至图5是本发明第一实施例的伪栅的形成过程的剖面结构示意图。
[0044]请参考图2，提供半导体衬底200，所述半导体衬底200表面具有凸出的鳍部201，所述鳍部201之间具有隔离结构202，所述隔离结构202的顶表面低于所述鳍部201的顶表面。
[0045]在采用后栅(Gate-last)工艺形成MOS晶体管的工艺过程中，需要先形成伪栅，后续形成位于所述伪栅两侧的源/漏区和其他结构后，再去除伪栅，形成栅极结构。所述半导体衬底200为本实施例中采用后栅工艺形成鳍式场效应晶体管的工艺平台，所述半导体衬底200可以是娃或者绝缘体上娃(SOI),所述半导体衬底200也可以是锗、锗娃、砷化镓或者绝缘体上锗。所述半导体衬底200表面具有凸出的鳍部201，所述鳍部201与所述半导体衬底200的连接方式可以是一体的，例如所述鳍部201是通过对所述半导体衬底200刻蚀后形成的凸起结构。所述鳍部201后续用于形成鳍式场效应管的源/漏区和沟道区域。所述鳍部201之间具有隔离结构202，所述鳍部隔离结构202的顶表面低于所述鳍部201的顶表面。在本实施例中，所述隔离结构202为浅沟槽隔离结构(STI)，所述浅沟槽隔离结构用于隔离所述半导体衬底200中的有源区，所述浅沟槽隔离结构的材料为氧化硅，所述浅沟槽隔离结构的形成方法可参考现有工艺，在此不再赘述。[0046]请参考图3，在所述鳍部201和所述隔离结构202表面旋涂聚硅烷层203，所述聚硅烷层203覆盖所述鳍部201和所述隔离结构202。
[0047]具体的，在低压、惰性气体气氛下在所述半导体衬底200表面旋涂聚硅烷层203，所述的惰性气体可以为He、Ne、Ar中的一种或几种，所述的惰性气体的压强小于500托，例如可以是450托、350托或250托等。在低压、惰性气体气氛下，旋涂形成聚硅烷层203，可以减少对聚硅烷层203的氧化、有利于形成平整的聚硅烷层203表面。
[0048]所述的聚娃烧层203的材料为聚乙娃烧(Polydihydrosilance)和环戍娃烧(Cycropentasilance)中的一种或两种。由于所述聚乙娃烧和环戍娃烧为液态,具有较好的台阶覆盖能力，在旋涂过程中，所述聚硅烷材料可以填充由于所述鳍部201和所述隔离结构202的高度差所形成的凹面，使形成的聚硅烷层203具有平整的表面。后续对所述聚硅烷层203退火，使所述聚硅烷层203转化为非晶硅层，由于所述聚硅烷层203具有平整的表面，退火后形成的非晶硅层也具有平整的表面，刻蚀所述非晶硅层形成伪栅，位于所述鳍部和所述隔离结构上的伪栅的顶表面高度相同。
[0049]在本发明的另一实施例中，在所述鳍部和所述隔离结构表面旋涂聚硅烷层前，在所述半导体衬底表面采用化学气相沉积工艺形成多晶硅层或者非晶硅层。所述多晶硅层或者非晶硅层可以抬高所述半导体衬底的表面，后续刻蚀形成伪栅时所述多晶硅层或者非晶硅层构成伪栅的一部分，可以减小需要形成的聚硅烷层的厚度，解决旋涂工艺形成聚硅烷层厚度较小的缺陷，同时也减少了聚硅烷材料的用量。
[0050]请参考图4，对所述聚硅烷层203退火，使所述聚硅烷层203转化为非晶硅层204，图中使用虚线标示出了退火前所述聚硅烷层203的结构。
[0051]具体的，在低压、惰性气体气氛下对所述聚硅烷层203退火，所述的惰性气体可以为He、Ne、Ar中的一种或几种，所述的惰性气体的压强小于500托，例如可以是450托、350托或250托等。所述对聚硅烷层203退火的温度为250摄氏度飞50摄氏度，例如所述退火温度为400摄氏度或者560摄氏度。在低压、惰性气体气氛下对所述聚硅烷层203退火，可以减少对所述聚硅烷层203的氧化、有利于形成的非晶硅层的表面平整度。
[0052]在对所述聚硅烷层203的退火过程中，聚硅烷材料中的硅原子固化重组形成非晶硅层204，碳原子和氢原子生成挥发性副产物排出退火腔室外。对所述聚硅烷层203退火，使所述聚硅烷层转化为非晶硅层204后，所述非晶硅层的厚度小于所述聚硅烷层203的厚度。另外，由于所述聚硅烷层203通过旋涂工艺形成，具有平整的表面，所述非晶硅层204在退火后也具有平整的表面。
[0053]请参考图5，刻蚀所述非晶硅层204 (请参考图4)，形成位于所述鳍部201和所述隔离结构202上的伪栅205。
[0054]具体的，在所述非晶硅层204表面形成掩膜层(未示出)，所述掩膜层具有暴露部分所述鳍部201和部分所述隔离结构202的开口(未示出)，沿所述开口刻蚀所述非晶硅层204，形成伪栅205，去除所述掩膜层。
[0055]由于所述非晶硅层204具有平整的表面，刻蚀所述非晶硅层204形成伪栅205，位于所述鳍部201和所述隔离结构202上的伪栅205的顶表面高度相同。
[0056]本实施例的伪栅的形成方法具有使位于所述鳍部201和所述隔离结构202上的伪栅205顶表面高度相同的优点[0057]第二实施例
[0058]图6至图8是本发明第二实施例的选择性沉积硅的过程的剖面结构示意图。
[0059]请参考图6，提供半导体衬底300，所述半导体衬底300表面具有图形结构301，所述图形结构301具有亲水性的表面，所述图形结构301具有暴露所述半导体衬底300表面的开口 302，所述开口 302暴露出的半导体衬底300表面具有疏水性。
[0060]具体的，所述半导体衬底300可以是硅或者绝缘体上硅(S0I)，所述半导体衬底300也可以是锗、锗硅、砷化镓或者绝缘体上锗。所述半导体衬底300内部可以具有半导体结构，例如半导体晶体管、介质层和金属互联结构中的一种或几种。所述半导体衬底300表面具有图形结构301，所述图形结构301具有亲水性的表面，例如所述图形结构301为氧化娃结构、氮化娃结构和氮氧化娃结构中的一种或几种。所述图形结构301具有暴露所述半导体衬底300表面的开口 302，所述开口 302通常为对所述图形结构301刻蚀后形成，所述开口 302暴露出的半导体衬底300表面具有疏水性。本实施例中，所述半导体衬底300为硅衬底，所述半导体衬底300的整个表面都具有疏水性。在本发明的其他实施例中，仅所述开口 302暴露出的半导体衬底300表面具有疏水性，其余部分具有亲水性，例如所述半导体衬底300为表面具有氧化硅层的硅衬底，在形成所述开口 302的工艺中，去除所述开口 302暴露出的具有亲水性的氧化硅层，使所述开口 302暴露出具有疏水性的硅衬底表面。
[0061 ] 请参考图7，在所述半导体衬底300表面旋涂聚硅烷溶液303，所述聚硅烷溶液303具有疏水性，所述聚硅烷溶液303填充所述开口 302 (请参考图6)。
[0062]具体的，在低压、惰性气体气氛下在所述半导体衬底300表面旋涂聚硅烷溶液303，所述的惰性气体可以为He、Ne、Ar中的一种或几种，所述惰性气体的压强小于500托，例如可以是400托、300托或200托等。在低压、惰性气体气氛下，旋涂聚硅烷溶液303，可以减少对聚硅烷溶液303的氧化。
[0063]所述聚娃烧溶液303的溶剂为碳氢化合物(Hydrocarbon),由于所述碳氢化合物为非极性分子，所以所述聚硅烷溶液303具有疏水性。所述碳氢化合物的分子中碳原子的个数大于4，当所述碳氢化合物的分子中碳原子的个数大于4时，可以更好的溶解聚硅烷溶质。本实施例中，所述聚硅烷溶液303的溶剂SC5H12，所述聚硅烷溶液303的溶质为聚乙硅烧(Polydihydrosilance)和环戍娃烧(Cycropentasilance)中的一种或两种。
[0064]由于所述聚硅烷溶液303具有疏水性，且所述开口 302暴露出的半导体衬底300表面也具有疏水性，根据相似相溶原理，相同极性的分子之间更容易结合，在旋涂聚硅烷溶液303的过程中，所述聚硅烷溶液303可以填充所述开口 302。而由于所述图形结构301的表面具有亲水性，所述聚硅烷溶液303不会形成于所述图形结构301的顶表面，所述聚硅烷溶液303与所述图形结构302侧壁的接触角大于90度，使填充所述开口 302的聚硅烷溶液303凸起的弧形顶表面。由于所述聚硅烷溶液303仅形成于所述开口 302内，后续烘干所述聚硅烷溶液303后形成的非晶硅也仅位于所述开口 302内。
[0065]在本发明的其他实施例中，在所述半导体衬底表面旋涂聚硅烷溶液前，使用氢氟酸溶液对所述半导体衬底表面进行处理。使用氢氟酸溶液处理所述半导体衬底表面，可以去除所述半导体衬底表面的自然氧化层，使所述半导体衬底表面的疏水性更强。
[0066]请参考图8，烘干所述聚硅烷溶液303 (请参考图7)，使所述聚硅烷溶液303转化为非晶硅304。[0067]具体的，在低压、惰性气体气氛下对所述聚硅烷溶液303进行烘干，所述惰性气体可以为He、Ne、Ar中的一种或几种，所述惰性气体的压强小于500托，例如可以是400托、300托或者200托等。所述烘干聚硅烷溶液303的温度为150摄氏度飞50摄氏度，例如所述退火温度为250摄氏度、350摄氏度、450摄氏度或者550摄氏度等。需要说明的是，所述烘干聚硅烷溶液303的温度的选取需要综合考虑所述碳氢化合物溶剂的沸点温度，以增加烘干的效率。在低压、惰性气体气氛下对所述聚硅烷溶液303退火，可以减少对所述聚硅烷溶液303的氧化。
[0068]对所述聚硅烷溶液303退火的过程中，聚硅烷溶质中的硅原子固化重组形成非晶娃304,碳氢化合物溶剂和聚娃烧溶质中的碳原子和氢原子生成挥发性副产物排出工艺腔室之外。烘干所述聚硅烷溶液303，使所述聚硅烷溶液303转化为非晶硅304后，所述非晶硅304的厚度小于所述聚硅烷溶液303的厚度。所述非晶硅304的厚度值与所述聚硅烷溶液303中硅原子的含量有关，因此可以通过控制所述聚硅烷溶液303中聚硅烷溶质的含量来调节硅原子的含量，达到控制所述非晶硅304的厚度的目的。由于聚硅烷溶液303仅形成于所述开口内，烘干所述聚硅烷溶液303后形成的非晶硅304也仅位于所述开口内，实现了在所述半导体衬底300表面选择性沉积硅的目的，降低了陈本。
[0069]在本发明的其他实施例中，在烘干所述聚硅烷溶液使所述聚硅烷溶液转化为非晶硅后，对所述非晶硅退火，使所述非晶硅转化为多晶硅。所述退火工艺在惰性气体气氛下进行，所述惰性气体的压强小于500托，所述退火的温度为300摄氏度?1100摄氏度，例如所述退火温度为400摄氏度、560摄氏度、800摄氏度或者1000摄氏度。对所述非晶硅退火可以使非晶硅中的硅原子成核生长，形成具有较大晶粒的多晶硅，增加了所述选择性沉积硅方法的应用场合。
[0070]本实施例的选择性沉积硅的方法具有工艺简单、成本低廉的优点。
[0071]第三实施例
[0072]图9至图10是本发明第三实施例的半导体器件中插塞的形成过程的剖面结构示意图。
[0073]请参考图9，提供半导体器件400，所述半导体器件400具有疏水性的接触区404，所述半导体器件400上具有介质层401，所述介质层401具有暴露所述接触区404的通孔402，所述介质层401具有亲水性的表面。
[0074]本实施例中，所述半导体器件400为DRAM器件中的MOS晶体管，所述疏水性的接触区404为MOS晶体管的源/漏区。所述介质层401的材料为氧化硅，氧化硅的表面具有亲水性，所述介质层401覆盖所述MOS晶体管的栅极结构403，所述介质层401具有暴露所述源/漏区的通孔402，所述MOS晶体管的源/漏区的材料为硅，具有疏水性。
[0075]请参考图10，在所述半导体器件400表面旋涂聚硅烷溶液，所述聚硅烷溶液具有疏水性，所述聚硅烷溶液填充所述通孔402 ;烘干所述聚硅烷溶液，使所述聚硅烷溶液转化为娃插塞405。
[0076]本实施例在半导体器件中形成插塞的方法与第二实施例的选择性外延硅的方法相似，也具有工艺成本低的优点，具体工艺可以参考第二实施例，在此不再赘述。
[0077]本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种伪栅的形成方法，其特征在于，包括: 提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有凸出的鳍部，所述鳍部之间具有隔离结构，所述隔离结构的顶表面低于所述鳍部的顶表面； 在所述鳍部和所述隔离结构表面旋涂聚硅烷层，所述聚硅烷层覆盖所述鳍部和所述隔离结构； 对所述聚硅烷层退火，使所述聚硅烷层转化为非晶硅层； 刻蚀所述非晶硅层，形成位于所述鳍部和所述隔离结构上的伪栅。
2.如权利要求1所述的伪栅的形成方法，其特征在于，所述聚硅烷的材料为聚乙硅烷和环戊硅烷中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的伪栅的形成方法，其特征在于，所述在鳍部和隔离结构表面旋涂聚硅烷层在惰性气体气氛下进行，所述惰性气体的压强小于500托。
4.如权利要求1所述的伪栅的形成方法，其特征在于，所述对聚硅烷层退火的温度为250摄氏度~650摄氏度。
5.如权利要求1所述的伪栅的形成方法，其特征在于，所述对聚硅烷层退火在惰性气体气氛下进行，所述惰性气体的压强小于500托。
6.如权利要求1所述的伪栅的形成方法，其特征在于，还包括:在所述鳍部和所述隔离结构表面旋涂聚硅烷层前，在所述半导体衬底表面采用化学气相沉积工艺形成多晶硅层或者非晶硅层。
7.如权利要求1所述的伪栅的形成方法，其特征在于，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构。
8.一种选择性沉积硅的方法，其特征在于，包括: 提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有图形结构，所述图形结构具有亲水性的表面，所述图形结构具有暴露所述半导体衬底表面的开口，所述开口暴露出的半导体衬底表面具有疏水性； 在所述半导体衬底表面旋涂聚硅烷溶液，所述聚硅烷溶液具有疏水性，所述聚硅烷溶液填充所述开口； 烘干所述聚硅烷溶液，使所述聚硅烷溶液转化为非晶硅。
9.如权利要求8所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，所述聚硅烷溶液的溶剂为碳氢化合物。
10.如权利要求9所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，所述碳氢化合物的分子中碳原子的个数大于4。
11.如权利要求10所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，所述碳氢化合物为C5H12。
12.如权利要求8所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，所述聚硅烷溶液的溶质为聚乙硅烷和环戊硅烷中的一种或两种。
13.如权利要求8所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，所述在半导体衬底表面旋涂聚硅烷溶液在惰性气体气氛下进行，所述惰性气体的压强小于500托。
14.如权利要求8所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，所述烘干聚硅烷溶液的温度为150摄氏度~650摄氏度。
15.如权利要求8所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，所述烘干聚硅烷溶液在惰性气体气氛下进行，所述惰性气体的压强小于500托。
16.如权利要求15所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，所述烘干聚硅烷溶液的温度为150摄氏度~650摄氏度。
17.如权利要求8所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，还包括:在烘干所述聚硅烷溶液使所述聚硅烷溶液转化为非晶硅后，对所述非晶硅退火，使所述非晶硅转化为多晶硅。
18.如权利要求17所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，所述退火的温度为300摄氏度~1100摄氏度。
19.如权利要求8所述的选择性沉积硅的方法，其特征在于，还包括:在所述半导体衬底表面旋涂聚硅烷溶液前，使用氢氟酸溶液对所述半导体衬底表面进行处理。
20.一种半导体器件中插塞的形成方法，其特征在于，包括: 提供半导体器件，所述半导体器件具有疏水性的接触区，所述半导体器件上具有介质层，所述介质层具有暴露所述接触区的通孔，所述介质层具有亲水性的表面； 在所述半导体器件表面旋涂聚硅烷溶液，所述聚硅烷溶液具有疏水性，所述聚硅烷溶液填充所述通孔； 烘干所述聚硅烷溶液，使所·述聚硅烷溶液转化为硅插塞。
【文档编号】H01L21/285GK103854987SQ201210514547
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月4日 优先权日:2012年12月4日
【发明者】三重野文健 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司