一种半导体结构及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种半导体结构及其制备方法。

背景技术：

1、在半导体的制程工艺中，薄膜的沉积是关键的步骤之一。例如，沉积源可用来生成氧化物薄膜，这种薄膜可以作为介质层、隔离层、保护层等。在现有的半导体沉积工艺中，在金属层上形成介质层之后，需要通过化学机械研磨（cmp，chemical mechanicalpolishing）工艺进行平坦化处理。例如在现有技术中，当金属层存在台阶结构的情况时，在金属层上形成介质层后，再通过cmp工艺对介质层上表面进行平坦化处理时，则会存在金属层裸露的问题。因此，存在待改进之处。

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，可用于在对晶圆上介质层的台阶高度进行研磨处理过程中，解决存在金属层裸露的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提出一种半导体结构的制备方法，包括：

4、提供一半导体基底；

5、在所述半导体基底的部分表面上形成金属层，所述金属层具有一凸起；

6、在所述金属层和所述半导体基底的表面上共形沉积介质层，以在所述介质层上同步所述凸起形成一台阶结构；

7、在所述台阶结构位置处形成研磨阻挡块；

8、对所述介质层进行第一平坦化处理，以减薄所述研磨阻挡块两侧的所述介质层；

9、湿法清洗去除所述研磨阻挡块；

10、对所述介质层进行第二平坦化处理。

11、在本发明的一个实施例中，在所述台阶结构处形成研磨阻挡块的步骤，包括：

12、在所述介质层的表面上形成研磨阻挡层；

13、将所述介质层第一平面上的部分所述研磨阻挡层干法刻蚀掉，将所述介质层第二平面上的部分所述研磨阻挡层干法刻蚀掉，以在所述台阶结构位置处形成研磨阻挡块。

14、在本发明的一个实施例中，所述研磨阻挡层为多晶硅层，通过溴化氢的刻蚀气体，将所述介质层第一平面上的部分所述多晶硅层干法刻蚀掉，将所述介质层第二平面上的部分所述多晶硅层干法刻蚀掉，以在所述台阶结构位置处形成多晶硅块。

15、在本发明的一个实施例中，所述将所述介质层第一平面上的部分所述多晶硅层干法刻蚀掉，将所述介质层第二平面上的部分所述多晶硅层干法刻蚀掉，以在所述台阶结构位置处形成多晶硅块的步骤之后，包括：

16、对所述介质层进行第一平坦化处理，以减薄所述多晶硅块两侧的所述介质层；

17、通过氢氟酸和硝酸的混合剂进行湿法清洗，去除所述多晶硅块。

18、在本发明的一个实施例中，所述研磨阻挡层为氮化钛层，通过三氯化硼的刻蚀气体，将所述介质层第一平面上的部分所述氮化钛层干法刻蚀掉，将所述介质层第二平面上的部分所述氮化钛层干法刻蚀掉，以在所述台阶结构位置处形成氮化钛块。

19、在本发明的一个实施例中，所述研磨阻挡块的顶部高度与所述介质层第一平面的顶部高度相同，所述研磨阻挡块的底部高度与所述介质层第二平面的顶部高度相同。

20、在本发明的一个实施例中，对所述介质层进行第一平坦化处理，以减薄所述研磨阻挡块两侧的所述介质层的步骤，包括：

21、对所述介质层第一平面进行第一平坦化处理，减薄所述研磨阻挡块第一侧的所述介质层，形成所述介质层的凸起部；

22、对所述介质层第二平面进行第一平坦化处理，减薄所述研磨阻挡块第二侧的所述介质层，形成所述介质层的凹陷部。

23、在本发明的一个实施例中，所述对所述介质层第二平面进行第一平坦化处理，减薄所述研磨阻挡块第二侧的所述介质层，形成介质层的凹陷部的步骤之后，包括：

24、湿法清洗掉所述台阶结构位置处的研磨阻挡块；

25、研磨所述凸起部、所述台阶结构和所述凹陷部，对所述介质层进行第二平坦化处理。

26、在本发明的一个实施例中，对所述介质层进行第二平坦化处理，以使得所述介质层的顶部高度与所述金属层的顶部高度之间的差值小于1500a，1nm=10a。

27、本发明还提出一种半导体结构，应用如上述任一所述半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：

28、一半导体基底；

29、金属层，设置在所述半导体基底的部分表面上，所述金属层具有一凸起；以及

30、介质层，设置在所述金属层和所述半导体基底的表面上。

31、如上所述，本发明提供了一种半导体结构及其制备方法，意想不到的效果是：在金属层有台阶结构的情况下，通过在介质层上设有一台阶结构，并在台阶结构位置处设有研磨阻挡块。在对介质层进行第一平坦化研磨处理的过程中，利用研磨阻挡块对底部的介质层起到了保护的作用，避免了台阶结构位置处的介质层的损耗。由于台阶结构位置处的介质层得到了保留，在后续对介质层进行第二平坦化研磨处理过程中，既可保证薄膜层台阶高度满足制程工艺的需求，还可提高晶圆上介质层的产品良率。

32、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种半导体结构的制备方法，其特征在于，在所述台阶结构处形成研磨阻挡块的步骤，包括：

3.根据权利要求2所述的一种半导体结构的制备方法，其特征在于，所述研磨阻挡层为多晶硅层，通过溴化氢的刻蚀气体，将所述介质层第一平面上的部分所述多晶硅层干法刻蚀掉，将所述介质层第二平面上的部分所述多晶硅层干法刻蚀掉，以在所述台阶结构位置处形成多晶硅块。

4.根据权利要求3所述的一种半导体结构的制备方法，其特征在于，所述将所述介质层第一平面上的部分所述多晶硅层干法刻蚀掉，将所述介质层第二平面上的部分所述多晶硅层干法刻蚀掉，以在所述台阶结构位置处形成多晶硅块的步骤之后，包括：

5.根据权利要求2所述的一种半导体结构的制备方法，其特征在于，所述研磨阻挡层为氮化钛层，通过三氯化硼的刻蚀气体，将所述介质层第一平面上的部分所述氮化钛层干法刻蚀掉，将所述介质层第二平面上的部分所述氮化钛层干法刻蚀掉，以在所述台阶结构位置处形成氮化钛块。

6.根据权利要求2所述的一种半导体结构的制备方法，其特征在于，所述研磨阻挡块的顶部高度与所述介质层第一平面的顶部高度相同，所述研磨阻挡块的底部高度与所述介质层第二平面的顶部高度相同。

7.根据权利要求2所述的一种半导体结构的制备方法，其特征在于，对所述介质层进行第一平坦化处理，以减薄所述研磨阻挡块两侧的所述介质层的步骤，包括：

8.根据权利要求7所述的一种半导体结构的制备方法，其特征在于，所述对所述介质层第二平面进行第一平坦化处理，减薄所述研磨阻挡块第二侧的所述介质层，形成介质层的凹陷部的步骤之后，包括：

9.根据权利要求1所述的一种半导体结构的制备方法，其特征在于，对所述介质层进行第二平坦化处理，以使得所述介质层的顶部高度与所述金属层的顶部高度之间的差值小于1500a，1nm=10a。

10.一种半导体结构，应用如权利要求1至权利要求9任一所述半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提出一种半导体结构及其制备方法，半导体结构的制备方法包括提供一半导体基底；在半导体基底的部分表面上形成金属层，金属层具有一凸起；在金属层和半导体基底的表面上共形沉积介质层，以在介质层上同步凸起形成一台阶结构；在台阶结构位置处形成研磨阻挡块；对介质层进行第一平坦化处理，以减薄研磨阻挡块两侧的介质层；湿法清洗去除研磨阻挡块；对介质层进行第二平坦化处理。在金属层有台阶结构的情况下，本发明可保证介质层的高度满足制程工艺，并提高介质层的产品良率。

技术研发人员：金文祥,彭萍,谢秋姣,王涛涛
受保护的技术使用者：合肥晶合集成电路股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17