本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體制備領(lǐng)域，具體地，涉及一種包含層間介電質(zhì)層的半導(dǎo)體元件及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)代，微電子技術(shù)也已成為整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，是體現(xiàn)國(guó)家綜合實(shí)力與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的一個(gè)重要標(biāo)志。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，具有高速度、高器件密度、低功耗以及低成本的芯片越來(lái)越成為超大規(guī)模集成電路制造的主要產(chǎn)品。

2、半導(dǎo)體ild0層是半導(dǎo)體器件中的一個(gè)重要組成部分，ild0是指inter?layerdielectric(第零層層間介電質(zhì))的縮寫(xiě)，主要用于隔離和保護(hù)半導(dǎo)體器件的電路結(jié)構(gòu)。

3、在現(xiàn)有的harp工藝制備ild0層的過(guò)程中，由于harp形成的ild0層的性質(zhì)，在進(jìn)行后續(xù)的化學(xué)機(jī)械平坦化處理后，ild0層會(huì)出現(xiàn)凹陷，進(jìn)而導(dǎo)致在制備al金屬層時(shí)，部分金屬al殘留在ild0層中，導(dǎo)致ild0層漏電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)的目的是提供一種包含層間介電質(zhì)層的半導(dǎo)體元件及其制備方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開(kāi)第一方面提供在半導(dǎo)體元件上形成層間介電質(zhì)層的方法，該方法包括以下步驟：

3、s1、在設(shè)置有多個(gè)柵極的所述半導(dǎo)體元件上，通過(guò)harp工藝形成第一層間介電質(zhì)層；

4、所述第一層間介電質(zhì)層填充所述多個(gè)柵極之間的間隔；

5、所述第一層間介電質(zhì)層的最大高度小于所述柵極的最小高度；

6、s2、通過(guò)bpsg工藝形成第二層間介電質(zhì)層；

7、所述第二層間介電質(zhì)層覆蓋所述第一層間介電質(zhì)層的表面；

8、s3、對(duì)所述第二層間介電質(zhì)層進(jìn)行第一化學(xué)機(jī)械平坦化處理。

9、可選地，步驟s1包括：將正硅酸乙酯和臭氧進(jìn)行熱反應(yīng)，形成所述第一層間介電質(zhì)層，條件包括：溫度為400～600℃，反應(yīng)壓力為400～700torr，所述正硅酸乙酯的流量為1000～40000sccm，所述臭氧的流量為1000～40000sccm。

10、可選地，步驟s2包括：采用次大氣壓化學(xué)氣相沉積的方式形成所述第二層間介電質(zhì)層，條件包括：溫度為400～600℃，反應(yīng)壓力為100～700torr。

11、可選地，步驟s2中，形成所述第二層間介電質(zhì)層的原料包括硼酸三乙酯、磷酸三乙酯和正硅酸乙酯；

12、所述正硅酸乙酯流量為1000～40000sccm，所述硼酸三乙酯流量為200～40000sccm，所述磷酸三乙酯流量為200～40000sccm。

13、可選地，在所述第二層間介電質(zhì)層中，硼原子的濃度為2.5～7.5at％，磷原子的濃度為0.5～4.5at％。

14、可選地，步驟s3包括：采用化學(xué)機(jī)械研磨的方式對(duì)所述第二層間介電質(zhì)層進(jìn)行所述第一化學(xué)機(jī)械平坦化處理，壓力為1～3psi。

15、可選地，該方法還包括：在所述第二層間介電質(zhì)層上形成al層，然后對(duì)所述al層進(jìn)行第二化學(xué)機(jī)械平坦化處理。

16、可選地，該方法還包括：采用化學(xué)機(jī)械研磨的方式對(duì)所述al層進(jìn)行所述第二化學(xué)機(jī)械平坦化處理，壓力為1～3psi。

17、可選地，該方法還包括：采用物理氣相沉積的方式在所述第二層間介電質(zhì)層上形成al層，壓力為0.5～100mtorr。

18、本公開(kāi)第二方面提供采用本公開(kāi)第一方面所述的方法制備得到的包含層間介電質(zhì)層的半導(dǎo)體元件。

19、本公開(kāi)第三方面提供一種包含層間介電質(zhì)層的半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件上設(shè)置有多個(gè)柵極，所述層間介電質(zhì)層形成于所述半導(dǎo)體元件上且填充于所述柵極之間，所述層間介電質(zhì)層由下至上依次包括層疊設(shè)置的第一層間介電質(zhì)層和第二層間介電質(zhì)層；

20、所述第一層間介電質(zhì)層包括二氧化硅，所述第二層間介電質(zhì)層包括摻雜硼元素和磷元素的二氧化硅。

21、通過(guò)上述技術(shù)方案，本公開(kāi)采用harp工藝，在設(shè)置有多個(gè)柵極的半導(dǎo)體元件上形成第一層間介電質(zhì)層；再采用bpsg工藝，在第一層間介電質(zhì)層上形成第二層間介電質(zhì)層，采用本公開(kāi)的方法形成的層間介電質(zhì)層(ild0層)在后續(xù)的平坦化過(guò)程中，不會(huì)出現(xiàn)dishing效應(yīng)，即ild0層的表面不會(huì)出現(xiàn)凹陷，在制備al層的過(guò)程中，也不會(huì)有al殘留在ild0層中的現(xiàn)象，避免了ild0層漏電的問(wèn)題；并且，bpsg工藝形成第二層間介電質(zhì)層的過(guò)程中沒(méi)有孔洞產(chǎn)生，避免了電漿轟擊的步驟，一方面使得形成第一層間介電質(zhì)層和第二層間介電質(zhì)層的過(guò)程在同一機(jī)臺(tái)完成，縮短了工藝周期；另一方面避免了電漿轟擊對(duì)元件的損壞。

22、本公開(kāi)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.在半導(dǎo)體元件上形成層間介電質(zhì)層的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟s1包括：將正硅酸乙酯和臭氧進(jìn)行熱反應(yīng)，形成所述第一層間介電質(zhì)層；條件包括：溫度為400～600℃，反應(yīng)壓力為400～700torr，所述正硅酸乙酯的流量為1000～40000sccm，所述臭氧的流量為1000～40000sccm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟s2包括：采用次大氣壓化學(xué)氣相沉積的方式形成所述第二層間介電質(zhì)層；條件包括：溫度為400～600℃，反應(yīng)壓力為100～700torr。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，步驟s2中，形成所述第二層間介電質(zhì)層的原料包括硼酸三乙酯、磷酸三乙酯和正硅酸乙酯；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第二層間介電質(zhì)層中，硼原子的濃度為2.5～7.5at％，磷原子的濃度為0.5～4.5at％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟s3包括：采用化學(xué)機(jī)械研磨的方式對(duì)所述第二層間介電質(zhì)層進(jìn)行所述第一化學(xué)機(jī)械平坦化處理，壓力為1～3psi。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該方法還包括：在所述第二層間介電質(zhì)層上形成al層，然后對(duì)所述al層進(jìn)行第二化學(xué)機(jī)械平坦化處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，該方法還包括：采用化學(xué)機(jī)械研磨的方式對(duì)所述al層進(jìn)行所述第二化學(xué)機(jī)械平坦化處理，壓力為1～3psi。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，該方法還包括：采用物理氣相沉積的方式在所述第二層間介電質(zhì)層上形成al層，壓力為0.5～100mtorr。

10.采用權(quán)利要求1～9中任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的包含層間介電質(zhì)層的半導(dǎo)體元件。

11.一種包含層間介電質(zhì)層的半導(dǎo)體元件，其特征在于，所述半導(dǎo)體元件上設(shè)置有多個(gè)柵極，所述層間介電質(zhì)層形成于所述半導(dǎo)體元件上且填充于所述柵極之間，所述層間介電質(zhì)層由下至上依次包括層疊設(shè)置的第一層間介電質(zhì)層和第二層間介電質(zhì)層；

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)涉及一種包含層間介電質(zhì)層的半導(dǎo)體元件及其制備方法，該方法包括以下步驟：S1、在設(shè)置有多個(gè)柵極的所述半導(dǎo)體元件上，通過(guò)HARP工藝形成第一層間介電質(zhì)層；所述第一層間介電質(zhì)層填充所述多個(gè)柵極之間的間隔；所述第一層間介電質(zhì)層的最大高度小于所述柵極的最小高度；S2、通過(guò)BPSG工藝形成第二層間介電質(zhì)層；所述第二層間介電質(zhì)層覆蓋所述第一層間介電質(zhì)層的表面；S3、對(duì)所述第二層間介電質(zhì)層進(jìn)行第一化學(xué)機(jī)械平坦化處理。本公開(kāi)的方法避免了平坦化導(dǎo)致的層間介電質(zhì)層表面出現(xiàn)凹陷和金屬殘留問(wèn)題，進(jìn)而避免層間介電質(zhì)層漏電；本公開(kāi)的方法避免了電漿轟擊帶來(lái)的損傷，且能夠在一個(gè)機(jī)臺(tái)上完成制備，縮短了制備周期。

技術(shù)研發(fā)人員：吳一宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都紫光半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19