[发明专利]半导体器件的平坦化方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种半导体器件的平坦化方法。

背景技术

随着集成电路制造技术的发展，集成电路的集成度不断增加，集成电路的特征尺寸也不断减小，而对于集成电路制备工艺中，对各电器元件的精度要求也越发严格。

在半导体器件制备的平坦化工艺(如化学机械研磨工艺，Chemical Mechanical Polishing，CMP)中，在去除多余半导体器件材料层同时，还需确保平坦化工艺后的半导体器件表面的平整度，以确保形成的半导体器件的精度。

图1至图3所示为现有半导体器件平坦化工艺的示意图，包括：

在衬底10上形成阻挡层11，刻蚀所述衬底10形成沟槽12；之后，在衬底10的表面形成填充沟槽12的半导体材料层13，并采用平坦化工艺，以所述阻挡层11为停止层，去除所述衬底10上方多余厚度的半导体材料层13，至露出所述阻挡层11，从而在沟槽12内形成表面平整的半导体材料层14。

然而，继续参考图3所示，在实际平坦化工艺后，在沟槽12内，会在平坦化后的半导体材料层14(如多晶硅层)表面形成弧线的凹陷(dishing)141。尤其是开口较大的沟槽内，形成的大面积的半导体材料层表面的凹陷141现象尤其严重，进而严重降低了沟槽内半导体材料层的平整度。所述缺陷会影响后续形成的半导体器件的性能。

为此，如何提高半导体器件制备工艺中，平坦化后的半导体材料层的表面平整度是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体器件的平坦化方法，有效提高平坦化后的表面平整度，以提高半导体器件的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底内形成沟槽；

形成半导体材料层，使所述半导体材料层填充所述沟槽且覆盖于所述衬底上；

在所述沟槽内的半导体材料层表面形成第一阻挡层；

以所述第一阻挡层作为停止层，通过第一平坦化工艺去除衬底上的半导体材料层；

去除所述第一阻挡层。

可选地，在所述沟槽上的半导体材料层表面形成第一阻挡层的步骤包括：

在所述衬底上的半导体材料层表面形成阻挡材料层，所述阻挡材料层覆盖所述半导体材料层；

去除位于所述衬底上的半导体材料层表面的阻挡材料层，以保留于所述沟槽内的半导体材料层表面的阻挡材料层作为所述第一阻挡层。

可选地，去除位于所述衬底上的半导体材料层表面的阻挡材料层的步骤包括：

采用第二平坦化工艺去除所述衬底上的半导体材料层表面的阻挡材料层，所述第二平坦化工艺中的阻挡材料层与半导体材料层的去除速率比，大于第一平坦化工艺中的第一阻挡层与半导体材料层的去除速率比。

可选地，所述第一平坦化工艺对所述半导体材料层的去除速率和所述第一阻挡层的去除速率比大于或等于10。

可选地，所述第一平坦化工艺和第二平坦化工艺均为化学机械研磨工艺；并且所述第一平坦化工艺中采用的研磨垫硬度小于所述第二平坦化工艺中采用的研磨垫硬度。

可选地，所述第一阻挡层的厚度大于或等于100埃。

可选地，所述第一阻挡层的形成工艺为化学气相沉积工艺。

可选地，所述第一阻挡层的材料为氧化硅或氮化硅，所述半导体材料层的材料为多晶硅。

可选地，去除所述第一阻挡层的步骤包括：采用湿法刻蚀去除所述第一阻挡层；

若所述第一阻挡层的材料为氧化硅，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀剂为稀释的氢氟酸溶液；

若所述第一阻挡层的材料为氮化硅，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀剂为磷酸溶液。

可选地，在所述衬底内形成沟槽前，所述半导体器件的平坦化方法还包括：

在所述衬底上形成第二阻挡层；

在所述衬底内形成沟槽的步骤包括：

刻蚀所述第二阻挡层和所述衬底，在所述衬底内形成所述沟槽。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：