本申請(qǐng)實(shí)施例涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備過(guò)程中，原子層沉積工藝(atomic?layer?deposition，簡(jiǎn)稱ald)為較為常用的沉積工藝，鑒于原子層沉積工藝的沉積特性，易致使所形成的膜層中含有雜質(zhì)元素，該雜質(zhì)元素會(huì)降低膜層的致密性，并提高膜層的電阻率，進(jìn)而降低了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，能夠增加功能層的致密性，以提高功能層的阻擋能力或者改善功能層的調(diào)節(jié)電壓的能力。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括：

4、提供目標(biāo)層；

5、采用原子層沉積工藝在所述目標(biāo)層上形成功能層，所述功能層中包括雜質(zhì)元素，其中，所述雜質(zhì)元素包括氧元素、氫元素和碳元素中的至少之一；

6、利用等離子體對(duì)所述功能層進(jìn)行預(yù)處理，至少去除部分所述雜質(zhì)元素，以降低所述功能層中雜質(zhì)元素的含量，其中，所述等離子體包括氫自由基和/或氮自由基。

7、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，通過(guò)等離子體發(fā)生裝置處理氫氣和/或氮?dú)?，以形成氫自由基?或氮自由基；

8、所述氫氣和/或所述氮?dú)獾牧髁繛?00sccm～2000sccm。

9、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述等離子體發(fā)生裝置的射頻功率為500w～2000w。

10、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述等離子發(fā)生裝置的處理時(shí)間為5s～30s；

11、和/或，所述等離子發(fā)生裝置的處理壓力為1torr～10torr。

12、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述功能層的材料包括金屬、金屬合金或金屬氮化物。

13、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述目標(biāo)層包括依次層疊設(shè)置的基底、柵介質(zhì)層以及第一保護(hù)層；

14、所述柵極阻擋層設(shè)置在所述第一保護(hù)層上，所述柵極功函數(shù)層設(shè)置在所述柵極阻擋層上，所述柵極阻擋層或所述柵極功函數(shù)層為所述功能層。

15、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述基底的導(dǎo)電類型為n型；所述方法還包括：

16、在所述柵極功函數(shù)層上形成依次層疊設(shè)置的第二保護(hù)層和柵極導(dǎo)電層，所述功函數(shù)層的材料包括鈦鋁，所述柵極導(dǎo)電層的材料包括鋁；

17、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述基底的導(dǎo)電類型為p型，所述方法還包括：

18、在所述柵極功函數(shù)層上形成阻隔層；所述阻隔層的材料與所述柵極阻擋層的材料相同，所述柵極功函數(shù)層的材料包括鈦鋁；

19、利用等離子體對(duì)所述阻隔層進(jìn)行預(yù)處理，至少去除部分所述雜質(zhì)元素，以降低阻隔層中雜質(zhì)元素的含量；

20、在所述阻隔層上形成第三保護(hù)層；

21、在所述第三保護(hù)層上形成柵極導(dǎo)電層，所述柵極導(dǎo)電層的材料包括鋁。

22、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述目標(biāo)層包括絕緣層，所述絕緣層形成有貫穿所述絕緣層的互連金屬層，所述絕緣層和所述互連金屬層之間設(shè)置有擴(kuò)散阻擋層，所述互連金屬層或所述擴(kuò)散阻擋層為所述功能層。

23、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法中，通過(guò)對(duì)功能層進(jìn)行預(yù)處理，以降低功能層中的雜質(zhì)元素的含量，甚至完全去除功能層的中的雜質(zhì)元素；如此，可以增加功能層的致密性，以提高功能層的阻擋能力或者改善功能層的調(diào)節(jié)電壓的能力，進(jìn)而提高了所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。

24、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，通過(guò)上述的制備方法制備獲得，至少具有穩(wěn)定性和可靠性較高的優(yōu)點(diǎn)，具體效果參照上文，在此不再贅述。

25、除了上面所描述的本申請(qǐng)實(shí)施例解決的技術(shù)問(wèn)題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征以及由這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來(lái)的有益效果外，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法所能解決的其他技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案中包含的其他技術(shù)特征以及這些技術(shù)特征帶來(lái)的有益效果，將在具體實(shí)施方式中作出進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，通過(guò)等離子體發(fā)生裝置處理氫氣和/或氮?dú)?，以形成氫自由基?或氮自由基；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述等離子體發(fā)生裝置的射頻功率為500w～2000w。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述等離子發(fā)生裝置的處理時(shí)間為5s～30s；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述功能層的材料包括金屬、金屬合金或金屬氮化物。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述目標(biāo)層包括依次層疊設(shè)置的基底、柵介質(zhì)層以及第一保護(hù)層；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述基底的導(dǎo)電類型為n型；所述方法還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述基底的導(dǎo)電類型為p型，所述方法還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述目標(biāo)層包括絕緣層，所述絕緣層形成有貫穿所述絕緣層的互連金屬層，所述絕緣層和所述互連金屬層之間設(shè)置有擴(kuò)散阻擋層，所述互連金屬層和/或所述擴(kuò)散阻擋層為所述功能層。

10.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過(guò)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制備獲得。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。該制備方法包括提供目標(biāo)層；采用原子層沉積工藝在目標(biāo)層上形成功能層，功能層中包括雜質(zhì)元素，其中，雜質(zhì)元素包括氧元素、氫元素和碳元素中的至少之一；利用等離子體對(duì)功能層進(jìn)行預(yù)處理，至少去除部分雜質(zhì)元素，以降低功能層中雜質(zhì)元素的含量，其中，等離子體包括氫自由基和/或氮自由基。本申請(qǐng)能夠增加功能層的致密性，以提高功能層的阻擋能力或者改善功能層的調(diào)節(jié)電壓的能力。

技術(shù)研發(fā)人員：胡書輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海光通信有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21