201中,提供半導(dǎo)體襯底,在所述半導(dǎo)體襯底上形成有多個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu),在相鄰所述偽柵極結(jié)構(gòu)之間形成有溝槽;
[0058]在步驟202中,在所述偽柵極結(jié)構(gòu)上和所述溝槽的底部和側(cè)壁上沉積形成襯墊層;
[0059]在步驟203中,在所述襯墊層上沉積形成第一可流動介電層,以填充部分所述溝槽,并進(jìn)行固化處理;
[0060]在步驟204中,在所述第一可流動介電層上沉積形成第二可流動介電層,以完全填充所述溝槽;
[0061 ] 在步驟205中,進(jìn)行固化處理的步驟;
[0062]在步驟206中,進(jìn)行退火處理的步驟。
[0063]綜上所述,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法,采用低溫?zé)崽幚淼姆绞奖苊饬烁邷貙ζ骷斐傻膿p傷的同時(shí)還提高了可流動介電層的空隙填充能力,避免了填充空洞(Void)的出現(xiàn),提高了可流動介電層的質(zhì)量,進(jìn)而提高了器件的可靠性和良率。
[0064]實(shí)施例二
[0065]下面,參照圖3A-3G來描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例二的方法依次實(shí)施的詳細(xì)步驟。
[0066]首先,如圖3A所示,提供半導(dǎo)體襯底300,該半導(dǎo)體襯底300可以是硅、絕緣體上硅(SOI)、絕緣體上層疊硅(SSOI)、絕緣體上層疊鍺化硅(S-SiGeOI)、絕緣體上鍺化硅(SiGeOI)以及絕緣體上鍺(GeOI)中的至少一種。半導(dǎo)體襯底300中可以形成有用于隔離有源區(qū)的淺溝槽隔離(STI)等,淺溝槽隔離可以由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟摻雜玻璃和/或其他現(xiàn)有的低介電材料形成。當(dāng)然,半導(dǎo)體襯底300中還可以形成有摻雜阱(未示出)等等。為了圖示簡潔,在這里僅用方框來表示。
[0067]在所述半導(dǎo)體襯底300上形成有偽柵極結(jié)構(gòu)301,偽柵極結(jié)構(gòu)包括偽柵極和柵極介電層,簡單說明其形成過程:
[0068]在半導(dǎo)體襯底300上形成柵極介電層,柵極介電層可以包括高K材料。這種高K材料可以包括但不限于:氧化鉿、氧化鉿娃、氮氧化鉿娃、氧化鑭、氧化錯(cuò)、氧化錯(cuò)娃、氧化鈦、氧化鉭、氧化鋇銀鈦、氧化鋇鈦、氧化銀鈦等。其可以采用任何適合的形成工藝形成。例如化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積等。柵極介電層上形成有偽柵極材料層。偽柵極材料層可以是多晶硅。多晶硅的形成方法可以選用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)工藝。對偽柵極材料層以及柵極介電材料層進(jìn)行刻蝕,以形成偽柵極結(jié)構(gòu)301和偽柵極結(jié)構(gòu)間的溝槽302。
[0069]在所述偽柵極結(jié)構(gòu)301上和所述溝槽302的底部和側(cè)壁上沉積形成接觸孔蝕刻停止層(CESL)303??蛇x地,所述接觸孔蝕刻停止層的材料為氮化硅或其他適合的材料??梢允褂冒ǖ幌抻?通過物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積等合適的沉積工藝或者其他氮化工藝形成接觸孔蝕刻停止層(CESL)。
[0070]接著,如圖3B所示,在接觸孔蝕刻停止層303上形成襯墊層304。襯墊層304可以包括數(shù)種襯墊材料的任何一種,包括但不限于:氧化物襯墊材料和氮化物襯墊材料,示例性地,襯墊層包括氧化物襯墊材料??梢允褂冒ǖ幌抻?化學(xué)氣相沉積方法和原子層沉積方法形成氧化物襯墊層。在一個(gè)示例中,使用化學(xué)氣相沉積方法形成氧化物襯墊層,因其具有足夠強(qiáng)的壓力??蛇x地,所述襯墊層的厚度范圍為5?15nm,例如7nm、10nm,但并不局限于上述厚度,可根據(jù)制程能力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
[0071]接著,如圖3C所示,對襯墊層304進(jìn)行清洗處理,以在所述襯墊層中形成活性氧基團(tuán)??刹捎枚喾N適合的方法進(jìn)行該清洗處理,例如采用SCl(Stand Cleanl)溶液進(jìn)行濕法清洗處理,所述SCl溶液包括氨水、雙氧水和去離子水,或采用O3氣體對襯墊層進(jìn)行清洗處理。值得一提的是,能夠滿足在襯墊層中形成活性氧基團(tuán)的其他溶液或氣體的清洗處理也可適用于本發(fā)明實(shí)施例。
[0072]接著,如圖3D所示,在所述襯墊層304上沉積形成第一可流動介電層305a,以填充部分所述溝槽302。第一可流動介電層的材料可以包括可流動二氧化硅或者氮氧化硅??闪鲃咏殡姴牧峡梢酝ㄟ^旋轉(zhuǎn)涂覆電介質(zhì)(SOD)形成,比如硅酸鹽、硅氧烷、甲基倍半硅氧燒(methyl SilsesQu1xane, MSQ)、氣倍半??圭氧燒(hydrogen SilseQu1xane, HSQ)、MSQ/HSQ、全氫<??圭氮燒(perhydrosilazane,TCPS)或者全氣聚娃氮燒(perhydro-polysiIazane,PSZ)。作為一個(gè)示例,以S12作為介電層,其中所述第一可流動介電層的形成方法選用流動式化學(xué)氣相沉積法(Flowable CVD, FCVD),采用含硅前驅(qū)物(例如有機(jī)硅烷)和含氧前驅(qū)物(例如氧氣、臭氧或氮氧化合物等)反應(yīng),在襯底上形成氧化硅層,形成的氧化硅層含有高濃度的硅-氫氧鍵(S1-OH),這些鍵可增加氧化硅的流動性,使氧化硅層具有絕佳的流動性,并可快速移入襯底上的間隙或溝槽內(nèi)。
[0073]對溝槽中的第一可流動介電層305a實(shí)施固化處理步驟。在一個(gè)實(shí)施例中,在使用去離子水并結(jié)合O3的條件下實(shí)施固化處理,其中,O3的流量范圍為100?5000SCCm,實(shí)施固化處理的溫度處于10°C到500°C的范圍內(nèi)。實(shí)施固化處理的壓力范圍為Itorr?760torr。可以相信,固化第一可流動介電層使得S1-O鍵網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從而增加介電層的密度。
[0074]如圖3E所示,對第一可流動介電層305a進(jìn)行清洗處理,以形成活性氧基團(tuán)??刹捎枚喾N適合的方法進(jìn)行該清洗處理,例如采用SCI (Stand Cleanl)溶液進(jìn)行濕法清洗處理,所述SCl溶液包括氨水、雙氧水和去離子水,或采用O3氣體對第一可流動介電層進(jìn)行清洗處理。值得一提的是,能夠滿足在介電層中形成活性氧基團(tuán)的其他溶液或氣體的清洗處理方法也可適用于本發(fā)明實(shí)施例。
[0075]可選地,形成所述第一可流動介電層305a的步驟還可包括沉積、固化處理和清洗處理的多步循環(huán)過程。
[0076]如圖3F所示,在第一可流動介電層305a上沉積形成第二可流動介電層305b,填滿溝槽并溢出。
[0077]第二可流動介電層305b的材料可以包括可流動二氧化硅或者氮氧化硅。可流動介電材料可以通過旋轉(zhuǎn)涂覆電介質(zhì)(SOD)形成,比如硅酸鹽、硅氧烷、甲基倍半硅氧烷(methyl SilsesQu1xane, MSQ)、氣倍半 ??圭氧燒(hydrogen SilseQu1xane, HSQ)、MSQ/HSQ、全氫<??圭氮燒(perhydrosilazane,TCPS)或者全氣聚娃氮燒(perhydro-polysiIazane,PSZ)。示例性地,以S12作為第二可流動介電層105b,其中所述介電層的形成方法選用流動式化學(xué)氣相沉積法(Flowable CVD, FCVD),采用含硅前驅(qū)物(例如有機(jī)硅烷)和含氧前驅(qū)物(例如氧氣、臭氧或氮氧化合物等)反應(yīng),在襯底上形成氧化硅層,形成的氧化硅層含有高濃度的硅-氫氧鍵(S1-OH),這些鍵可增加氧化硅的流動性,使氧化硅層具有絕佳的流動性,并可快速移入襯底上的間隙或溝槽內(nèi),填滿溝槽并溢出。
[0078]對第二可流動介電層305b實(shí)施固化處理,可選地,在去離子水并結(jié)合O3的條件下實(shí)施固化處理??梢韵嘈?,固化可流動的介電層使得S1-O鍵網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從而增加介電層的密度。
[0079]如圖3G所示,實(shí)施退火處理工藝。所述退火處理工藝可采用蒸氣退火或干法退火,也可單獨(dú)或兩者結(jié)合使用,也可結(jié)合其他退火技術(shù)來退火該可流動介電層,包括等離子體退火、紫外光退火、電子束退火及/或微波退火等。干法退火的氣氛可為干燥氮?dú)狻⒑饣驓鍤獾?。在一個(gè)示例中,由于使用有機(jī)硅烷作為源氣體,在沉積可流動介電層時(shí),引入了大量的碳到氧化層中,例如S1