半导体结构及其制备方法与流程

本发明涉及半导体集成电路，特别涉及一种半导体结构及其制备方法。

背景技术：

1、在先进半导体集成电路工艺技术中，根据电路设计上的要求，m0aa(metal0active area，有源区的零层金属)被分割成不同线宽尺寸的金属线，再通过引线连通下一层金属层。由于光刻工艺极限的限制，通过单次曝光加单次刻蚀的方法无法得到所需线宽尺寸的图形。

2、参阅图1，目前工艺集成上引入一道m0c(metal0 cut，零层金属切割)02的岛状结构，作为后续m0aa 01图形化的硬掩膜，通过一步刻蚀来形成多种线宽尺寸的金属线。对m0c材料的要求是：第一，对sio2、si3n4等常见介质有较好的刻蚀选择比；第二，有简易的方法可形成不同设计尺寸的岛状结构。现有的m0c 02岛状结构的材质一般选择为非晶硅薄膜，但是目前m0c 02岛状结构需要通过多次曝光加多次刻蚀的方法获取，需要堆叠多倍层数的非晶硅薄膜，这会造成薄膜应力失配，杂质颗粒引入以及制造成本过高等诸多问题。如果通过多次曝光和单次刻蚀的方法获取m0c岛状结构，现有方法形成的m0c岛状结构不够致密，会造成m0c岛状结构的局部缺陷。而m0c 02的图形拐角0201是容易出现缺陷的区域。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体结构及其制备方法，以降低半导体结构的制造成本以及提高岛状硬掩膜结构的致密度。

2、为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明提供一种半导体结构的制备方法，包括以下步骤：

3、提供一半导体衬底；

4、在所述半导体衬底的表面上形成硬掩膜层，并对所述硬掩膜层进行光刻和刻蚀工艺，以定义出改性区域，并裸露出所述改性区域的所述半导体衬底的表面；

5、通过f离子注入实现对所述改性区域的所述半导体衬底的表面改性，形成富f表面；

6、除去所述硬掩膜层；

7、在所述半导体衬底的表面上选择性生长岛状硬掩膜结构。

8、可选的，在所述的半导体结构的制备方法中，所述岛状硬掩膜结构的材质包括氧化钛。

9、可选的，在所述的半导体结构的制备方法中，所述改性区域的宽度为

10、可选的，在所述的半导体结构的制备方法中，所述硬掩膜层包括旋涂碳层，且所述旋涂碳层的厚度为

11、可选的，在所述的半导体结构的制备方法中，所述硬掩膜层的除去工艺包括湿法工艺。

12、可选的，在所述的半导体结构的制备方法中，在所述半导体衬底的表面上选择性生长岛状硬掩膜结构，还包括：采用湿法工艺去除所述半导体衬底的表面上的杂质和副产物。

13、可选的，在所述的半导体结构的制备方法中，在所述半导体衬底的表面上选择性生长岛状硬掩膜结构的工艺包括cvd工艺，且所述cvd工艺中的反应前躯体包括：ticl4和o2。

14、可选的，在所述的半导体结构的制备方法中，所述半导体衬底包括器件层、位于所述器件层上的介质层以及位于所述介质层上的注入基底层。

15、可选的，在所述的半导体结构的制备方法中，所述注入基底层的材质包括sio2。

16、为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明还提供了一种半导体结构，包括半导体衬底以及位于所述半导体衬底上的岛状硬掩膜结构，所述半导体衬底具有改性区域，且改性区域的所述半导体衬底的表面为富f表面，所述岛状硬掩膜结构位于所述富f表面上。

17、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

18、本发明提供的半导体结构的制备方法利用f离子注入促进岛状硬掩膜结构选择性生长来形成半导体结构，制造成本低，而且形成的所述岛状硬掩膜结构更加致密，可以有效避免半导体结构出现局部缺陷。

技术特征：

1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述岛状硬掩膜结构的材质包括氧化钛。

3.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述改性区域的宽度为

4.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述硬掩膜层包括旋涂碳层，且所述旋涂碳层的厚度为

5.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述硬掩膜层的除去工艺包括湿法工艺。

6.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在所述半导体衬底的表面上选择性生长岛状硬掩膜结构之后，还包括：采用湿法工艺去除所述半导体衬底的表面上的杂质和副产物。

7.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在所述半导体衬底的表面上选择性生长岛状硬掩膜结构的工艺包括cvd工艺，且所述cvd工艺中的反应前躯体包括：ticl4和o2。

8.如权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述半导体衬底包括器件层、位于所述器件层上的介质层以及位于所述介质层上的注入基底层。

9.如权利要求8所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述注入基底层的材质包括sio2。

10.一种半导体结构，其特征在于，包括半导体衬底以及位于所述半导体衬底上的岛状硬掩膜结构，所述半导体衬底具有改性区域，且改性区域的所述半导体衬底的表面为富f表面，所述岛状硬掩膜结构位于所述富f表面上。

技术总结
本发明提供了一种半导体结构及其制备方法，其中，所述半导体结构的制备方法包括以下步骤：提供一半导体衬底；在所述半导体衬底的表面上形成硬掩膜层，并对所述硬掩膜层进行光刻和刻蚀工艺，以定义出改性区域，并裸露出所述改性区域的所述半导体衬底的表面；通过F离子注入实现对所述改性区域的所述半导体衬底的表面改性，形成富F表面；除去所述硬掩膜层；在所述半导体衬底的表面上选择性生长岛状硬掩膜结构。本发明的半导体结构的制备方法的成本低，且制备得到的岛状硬掩膜结构更加致密，可以避免半导体结构出现局部缺陷。

技术研发人员：林威豪
受保护的技术使用者：上海集成电路研发中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13