一种接触孔制备方法、半导体结构及电子设备与流程

本发明涉及半导体生产领域，尤其涉及一种接触孔制备方法、半导体结构及电子设备。

背景技术：

1、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)制程工艺进入20nm以后，增加了半导体制程的工艺集成度，缩小器件尺寸的难度越来越高。随着半导体集成电路器件技术的不断发展，线宽逐渐减小，dram中的存储电容的高度不断增大，这样需将一些接触孔做得比较深，然而，高深宽比的接触孔的制程窗口比较窄，若接触孔的尺寸太大易导致短路，若接触孔的尺寸太小则易引起刻蚀不足的风险。

技术实现思路

1、为了解决现有的动态随机存取存储器中接触孔制备方式易导致短路或刻蚀不足的问题，本发明实施例提供了一种接触孔制备方法、动态随机存取存储器及电子设备。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种接触孔制备方法，应用于半导体结构，所述半导体结构包括阵列区和外围区，所述阵列区的基底上包括埋入式字线、第一绝缘层、所述第一绝缘层在远离所述埋入式字线的方向具有存储电容阵列和接触层，所述接触层覆盖所述存储电容阵列，所述外围区的基底设置有有源区，在远离所述有源区的方向具有隔离层和栅极结构，所述隔离层覆盖所述栅极结构，所述隔离层包括下层结构、中层结构和上层结构，所述栅极结构的两侧包括第零层接触，所述第零层接触顶部低于所述上层结构上端面，在远离所述接触层和所述上层结构的方向具有第一氧化层，所述方法，包括：

3、在所述第一氧化层上端面生成掩膜层，在所述掩膜层上曝光出目标接触孔图形；

4、按照所述目标接触孔图形对所述第一氧化层进行刻蚀，以裸露出所述目标接触孔位置对应的所述接触层上端面，以及所述目标接触孔位置对应的所述上层结构上端面；

5、在刻蚀后表面沉积第二绝缘层，并在所述第二绝缘层之上沉积第二氧化层；

6、去除所述第一氧化层上端面以上部分的第二绝缘层和第二氧化层，并从裸露出的所述接触层上端面向下刻蚀以去除部分所述接触层，以及从裸露出的所述上层结构上端面向下刻蚀以裸露出所述第零层接触上端面。

7、本发明实施例提供的接触孔制备方法应用于半导体结构，半导体结构包括阵列区和外围区，阵列区的基底上包括埋入式字线、第一绝缘层、第一绝缘层在远离埋入式字线的方向具有存储电容阵列和接触层，接触层覆盖存储电容阵列，外围区的基底设置有有源区，在远离有源区的方向具有隔离层和栅极结构，隔离层覆盖栅极结构，隔离层包括下层结构、中层结构和上层结构，栅极结构的两侧包括第零层接触，第零层接触顶部低于上层结构上端面，在远离接触层和上层结构的方向具有第一氧化层，该接触孔制备方法具体为：在第一氧化层上端面生成掩膜层，在掩膜层上曝光出目标接触孔图形，按照目标接触孔图形对第一氧化层进行刻蚀，以裸露出目标接触孔位置对应的接触层上端面，以及目标接触孔位置对应的上层结构上端面，在刻蚀后表面沉积第二绝缘层，并在第二绝缘层之上沉积第二氧化层，去除第一氧化层上端面以上部分的第二绝缘层和第二氧化层，从裸露出的接触层上端面向下刻蚀以去除部分接触层，以及从裸露出的上层结构上端面向下刻蚀以裸露出第零层接触上端面，本发明实施例提供的上述接触孔制备方法，可在不减小半导体结构中阵列区和外围区的接触孔开孔关键尺寸的前提下，通过沉积一层绝缘层和一层氧化层来缩小接触孔关键尺寸，从而，可以控制接触孔开孔关键尺寸更加合理，不仅可避免由于接触孔的尺寸过大而导致的短路问题，还避免了由于接触孔的尺寸过小而引起的刻蚀不足的风险，并降低了半导体制程工艺难度。

8、一种可能的实施方式中，所述掩膜层包括第一掩膜层和第二掩膜层；

9、在所述第一氧化层上端面生成掩膜层，具体包括：

10、在所述第一氧化层上端面生成第一掩膜层，并在所述第一掩膜层上端面生成第二掩膜层。

11、一种可能的实施方式中，所述第一掩膜层的材质为碳，所述第二掩膜层的材质为氮氧化硅。

12、一种可能的实施方式中，所述第一绝缘层、所述上层结构、所述下层结构和所述第二绝缘层的材质相同。

13、一种可能的实施方式中，所述第二氧化层和所述第一氧化层的材质相同。

14、一种可能的实施方式中，所述第二氧化层的材质为二氧化硅。

15、一种可能的实施方式中，所述第二绝缘层的材质为氮化硅。

16、一种可能的实施方式中，对所述第一绝缘层上端面以上部分的第二绝缘层和第二氧化层的去除采用干法刻蚀工艺。

17、第二方面，本发明实施例提供了一种接触孔制备方法，应用于半导体结构，所述半导体结构的基底上制备有位线、字线、有源区及位于相邻有源区之间的隔离结构，在远离所述有源区的方向具有隔离层和栅极结构，所述隔离层覆盖所述栅极结构，所述隔离层包括下层结构、中层结构和上层结构；

18、针对待制备接触孔，在对应的目标上端面生成掩膜层，在所述掩膜层上曝光出目标接触孔图形，所述目标接触孔包括目标位线接触孔、目标字线接触孔、目标有源区接触孔和目标栅极接触孔，所述目标位线接触孔表征用于与所述位线相连接的接触孔，所述目标字线接触孔表征用于与所述字线相连接的接触孔，所述目标有源区接触孔表征用于与所述有源区相连接的接触孔，所述目标栅极接触孔表征用于与所述栅极结构的栅极相连接的接触孔；

19、按照所述目标接触孔图形进行刻蚀，以裸露出所述目标接触孔位置对应的目标接触面，所述目标接触面包括目标位线上端面、目标字线上端面、目标有源区上端面和目标栅极上端面；

20、在刻蚀后表面沉积第一绝缘层，并在所述第一绝缘层之上沉积第一氧化层；

21、去除沉积后各水平上端面以上部分的第一绝缘层和第一氧化层，以裸露出所述目标接触面。

22、本发明实施例提供的又一种接触孔制备方法，应用于半导体结构，半导体结构的基底上制备有位线、字线、有源区及位于相邻有源区之间的隔离结构，在远离有源区的方向具有隔离层和栅极结构，隔离层覆盖栅极结构，隔离层包括下层结构、中层结构和上层结构，该接触孔制备方法具体为：针对待制备接触孔，在对应的目标上端面生成掩膜层，在掩膜层上曝光出目标接触孔图形，目标接触孔包括目标位线接触孔、目标字线接触孔、目标有源区接触孔和目标栅极接触孔，目标位线接触孔表征用于与位线相连接的接触孔，目标字线接触孔表征用于与字线相连接的接触孔，目标有源区接触孔表征用于与有源区相连接的接触孔，目标栅极接触孔表征用于与栅极结构的栅极相连接的接触孔；按照目标接触孔图形进行刻蚀，以裸露出目标接触孔位置对应的目标接触面，目标接触面包括目标位线上端面、目标字线上端面、目标有源区上端面和目标栅极上端面；在刻蚀后表面沉积第一绝缘层，并在第一绝缘层之上沉积第一氧化层；去除沉积后各水平上端面以上部分的第一绝缘层和第一氧化层，以裸露出目标接触面。本发明实施例提供的上述接触孔制备方法，可在不减小半导体结构中的位线接触孔、字线接触孔、有源区接触孔以及栅极接触孔的开孔关键尺寸的前提下，通过沉积一层绝缘层和一层氧化层来缩小上述各接触孔关键尺寸，从而，可以控制上述各接触孔开孔关键尺寸更加合理，不仅可避免由于接触孔的尺寸过大而导致的短路问题，还避免了由于接触孔的尺寸过小而引起的刻蚀不足的风险，并降低了半导体制程工艺难度。

23、一种可能的实施方式中，所述半导体结构还包括设置于所述位线顶部和侧边的第二绝缘层，所述基底上设置有第二氧化层，所述第二氧化层覆盖所述第二绝缘层和所述位线，所述第二氧化层的上端面高于所述第二绝缘层的上端面；

24、当所述目标接触孔为目标位线接触孔时，在对应的目标上端面生成掩膜层，在所述掩膜层上曝光出目标接触孔图形，具体包括：

25、在所述第二氧化层的上端面生成掩膜层，在所述掩膜层上曝光出所述目标位线接触孔图形；

26、按照所述目标接触孔图形进行刻蚀，以裸露出所述目标接触孔位置对应的目标接触面，具体包括：

27、按照所述目标位线接触孔图形对所述第二氧化层和所述第二绝缘层进行刻蚀，以裸露出所述目标位线上端面；

28、去除沉积后各水平上端面以上部分的第一绝缘层和第一氧化层，以裸露出所述目标接触面，具体包括：

29、去除沉积后各水平上端面以上部分的第一绝缘层和第一氧化层，保留各侧面的第一绝缘层和第一氧化层，以裸露出所述目标位线上端面。

30、一种可能的实施方式中，所述字线埋入所述隔离结构之中，在远离所述隔离结构的方向具有第三绝缘层；

31、当所述目标接触孔为目标字线接触孔时，在对应的目标上端面生成掩膜层，在所述掩膜层上曝光出目标接触孔图形，具体包括：

32、在所述第三绝缘层的上端面生成掩膜层，在所述掩膜层上曝光出所述目标字线接触孔图形；

33、按照所述目标接触孔图形进行刻蚀，以裸露出所述目标接触孔位置对应的目标接触面，具体包括：

34、按照所述目标字线接触孔图形从所述第三绝缘层向下进行刻蚀，以裸露出所述目标字线上端面；

35、去除沉积后各水平上端面以上部分的第一绝缘层和第一氧化层，以裸露出所述目标接触面，具体包括：

36、去除沉积后各水平上端面以上部分的第一绝缘层和第一氧化层，保留各侧面的第一绝缘层和第一氧化层，以裸露出所述目标字线上端面。

37、一种可能的实施方式中，当所述目标接触孔为目标有源区接触孔时，在对应的目标上端面生成掩膜层，在所述掩膜层上曝光出目标接触孔图形，具体包括：

38、在所述上层结构的上端面生成掩膜层，在所述掩膜层上曝光出所述目标有源区接触孔图形；

39、按照所述目标接触孔图形进行刻蚀，以裸露出所述目标接触孔位置对应的目标接触面，具体包括：

40、按照所述目标有源区接触孔图形对所述上层结构、所述中层结构和所述下层结构进行刻蚀，以裸露出所述目标有源区接触上端面；

41、去除沉积后各水平上端面以上部分的第一绝缘层和第一氧化层，以裸露出所述目标接触面，具体包括：

42、去除沉积后各水平上端面以上部分的第一绝缘层和第一氧化层，保留各侧面的第一绝缘层和第一氧化层，以裸露出所述目标有源区接触上端面。

43、一种可能的实施方式中，所述栅极结构的顶面和侧壁还包括绝缘盖层；

44、当所述目标接触孔为目标栅极接触孔时，在对应的目标上端面生成掩膜层，在所述掩膜层上曝光出目标接触孔图形，具体包括：

45、在所述上层结构的上端面生成掩膜层，在所述掩膜层上曝光出所述目标栅极接触孔图形；

46、按照所述目标接触孔图形进行刻蚀，以裸露出所述目标接触孔位置对应的目标接触面，具体包括：

47、按照所述目标栅极接触孔图形对所述上层结构、所述绝缘盖层进行刻蚀，以裸露出所述目标栅极上端面；

48、去除沉积后各水平上端面以上部分的第一绝缘层和第一氧化层，以裸露出所述目标接触面，具体包括：

49、去除沉积后各水平上端面以上部分的第一绝缘层和第一氧化层，保留各侧面的第一绝缘层和第一氧化层，以裸露出所述目标栅极上端面。

50、一种可能的实施方式中，所述第一氧化层的材质为二氧化硅。

51、一种可能的实施方式中，所述第一绝缘层的材质为氮化硅。

52、第三方面，本发明实施例提供了一种半导体结构，所述半导体结构为根据本发明实施例提供的接触孔制备方法制备的半导体结构。

53、第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括本发明实施例提供的所述半导体结构。

54、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。