[发明专利]一种半导体结构的形成方法

说明书

本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，衬底上具有若干字线结构；相邻的字线结构之间具有开口，开口暴露出衬底表面；开口的侧壁具有侧墙；对侧墙之间的衬底进行第一蚀刻，第一蚀刻为在第一温度下的非等离子体气相蚀刻；对衬底在第二温度下进行脱副产物处理，其中第一温度低于第二温度。本发明利用HF和NH₃气体在非等离子体条件下可与SiO₂反应，反应产物可在一定温度下升华的特性，实现不影响接触结构接触面的粗糙度，进而实现不影响其电阻的目的。

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造技术，特别涉及一种动态随机存储器半导体结构的形成方法。

背景技术

在半导体制造工艺，尤其是动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)制造技术的发展过程中，集成电路的线宽越来越小，使得接触结构的制造工艺变得越来越重要，参见图1，在接触结构的制造过程中，首先会在字线的开口两侧壁做一层间隔用氮化物形成的侧墙(Side Wall，SW)。之后会利用氧化技术氧化受损的硅衬底，再利用稀氢氟酸(Dilute Hydrofluoric Acid，DHF)溶液对硅的氧化物和硅的氮化物的高选择比来蚀刻去除硅衬底表面生成的氧化层，主要为二氧化硅(SiO₂)，然后进行后续半导体结构的制程。上述间隔用氮化物形成的侧墙对字线栅极(Gate，G)结构有很好的保护作用，尤其是20nm线宽以下的制程中，线宽越小，形成的侧墙的厚度会越薄。

发明内容

本发明的发明人在长期的大量的实践过程中发现，在使用DHF蚀刻氧化物之后会影响到底部的硅衬底表面的粗糙度(参见图3-图5)，对DRAM制造过程中下一步的多相沉积产生不良影响，从而增加了接触结构接触面的电阻。本发明的发明人还发现DHF会在蚀刻氧化物的同时少量的蚀刻氮化物，一旦过量的蚀刻氮化物形成的侧墙会使位线(Bit Line，BL)或存储节点(Storage Node，本发明中为电容C，Capacitor)对字线(Word Line，WL)产生电性干涉，从而影响器件的电性能(参见图2)。

有鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种半导体芯片氧化层的蚀刻方法，不使用等离子体蚀刻技术，而采用气相蚀刻对半导体芯片的接触结构氧化层进行表面微蚀刻(surface micro etch)，能够不影响蚀刻结束后接触结构硅衬底表面的粗糙度，不影响接触结构接触面的电阻。并且不对间隔用氮化物形成的侧墙造成影响，不会出现位线或存储节点对字线产生电性干涉的情况。

本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，衬底上具有若干字线结构，相邻的字线结构之间具有开口，开口的底部暴露出衬底表面。且开口的侧壁具有侧墙。对侧墙之间的衬底进行第一蚀刻，第一蚀刻为在第一温度下的气相蚀刻。对衬底在第二温度下进行脱副产物处理，去除副产物其中第一温度低于第二温度。

在一些实施例中，气相蚀刻采用非等离子态的蚀刻气体，蚀刻气体包括采用氨气和氟化氢气体

在一些实施例中，非等离子体态的气相蚀刻第一温度为大于等于20摄氏度且小于等于40摄氏度。

在一些实施例中，第一蚀刻后产生的副产物包括：六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)。

在一些实施例中，脱副产物处理包括：在保护气体下，采用第二温度对所述衬底进行加热处理，第二温度为大于等于100摄氏度且小于等于200摄氏度，副产物在第二温度下升华。

在一些实施例中，保护气体为氮气、氩气或氦气。

在一些实施例中，半导体结构的形成方法还包括，在去除副产物后，于开口内形成位线接触结构。

在一些实施例中，半导体结构的形成方法还包括，在去除副产物后，于开口内形成电容接触结构。