CN116053197A - 一种半导体器件的制造方法及半导体器件 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种半导体器件的制造方法,所述方法包括:提供衬底,所述衬底具有至少一个沟槽;在所述沟槽内形成第一多晶硅层,所述第一多晶硅层覆盖所述沟槽的侧壁和底部,且未完全填充所述沟槽;对所述第一多晶硅层执行退火工艺;在执行所述退火工艺后,在所述沟槽未被所述第一多晶硅层填充的区域处形成第二多晶硅层。有效减少填充于沟槽内的第一多晶硅层和第二多晶硅层中的孔隙,提高半导体器件的电性能。
Description
技术领域
本公开涉及半导体制造领域,尤其涉及一种半导体器件的制造方法及半导体器件。
背景技术
半导体器件,如动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM),包括很多导电线,该导电线在形成时,通常需要在沟槽内填充多晶硅层。
然而,由于工艺条件的限制或者是因为沟槽的深宽比过大,填充于沟槽内的多晶硅层中容易存在较大的孔隙,影响所述导电线的电学性能。
发明内容
本公开实施例提供了一种半导体器件的制造方法,所述方法包括:提供衬底,所述衬底具有至少一个沟槽;在所述沟槽内形成第一多晶硅层,所述第一多晶硅层覆盖所述沟槽的侧壁和底部,且未完全填充所述沟槽;对所述第一多晶硅层执行退火工艺;在执行所述退火工艺后,在所述沟槽未被所述第一多晶硅层填充的区域处形成第二多晶硅层。
上述方案中,在执行所述退火工艺之前,所述第一多晶硅层的厚度与所述沟槽的深度的比值在1:5至1:4之间。
上述方案中,所述第一多晶硅层在执行所述退火工艺之前,所述沟槽未被所述第一多晶硅层填充的区域构成第一开口,所述第一开口具有上窄下宽的截面形状。
上述方案中,所述第一多晶硅层在执行所述退火工艺后,所述沟槽未被所述第一多晶硅层填充的区域构成第二开口,所述第二开口具有上宽下窄的截面形状。
上述方案中,所述第二开口的深度小于所述第一开口的深度。
上述方案中,所述退火工艺的温度范围在500℃~700℃之间,所述退火工艺的压力范围在10Torr至100Torr之间,所述退火工艺的时间范围在1h至2h之间。
上述方案中,在同一制程中完成如下步骤:所述形成第一多晶硅层的步骤、所述执行退火工艺的步骤及所述形成第二多晶硅层的步骤。
上述方案中,完成所述同一制程的装置包括炉管。
上述方案中,所述第一多晶硅层和/或所述第二多晶硅层包括掺杂的多晶硅。
上述方案中,所述掺杂的多晶硅包括硼掺杂的多晶硅、磷掺杂的多晶硅或砷掺杂的多晶硅中的至少一种。
上述方案中,在所述沟槽内形成第一多晶硅层之前,所述方法还包括:在所述沟槽的侧壁沉积绝缘层。
上述方案中,所述第一多晶硅层包括第一子层和第二子层;在所述沟槽内形成第一多晶硅层,包括:
在所述沟槽内形成所述第一子层,所述第一子层覆盖所述沟槽的侧壁和底部;
在所述第一子层上形成所述第二子层。
上述方案中,所述第一多晶硅层和/或所述第二多晶硅层的沉积温度在350℃至700℃之间,沉积压力在0.2Torr至4Torr之间。
上述方案中,在形成所述第二多晶硅层后,所述方法还包括:对所述第二多晶硅层执行退火工艺。
本公开实施例还提供了一种半导体器件,所述半导体器件包括:
衬底,所述衬底内具有至少一个沟槽;
第一多晶硅层,覆盖所述沟槽的侧壁和底部;所述第一多晶硅层的上方具有第二开口,所述第二开口具有上宽下窄的截面形状;
第二多晶硅层,位于所述第二开口内。
上述方案中,所述衬底包括底材以及形成在所述底材上的多个分立的器件层,所述沟槽形成在相邻所述器件层之间。
上述方案中,所述第一多晶硅层包括第一子层及位于所述第一子层上的第二子层,所述第一子层是所述第二子层的种子层。
上述方案中,所述半导体器件还包括:绝缘层,所述绝缘层位于所述第一多晶硅层和所述沟槽的侧壁之间。
本公开实施例所提供的半导体器件的制造方法及半导体器件,其中,所述方法包括:提供衬底,所述衬底具有至少一个沟槽;在所述沟槽内形成第一多晶硅层,所述第一多晶硅层覆盖所述沟槽的侧壁和底部,且未完全填充所述沟槽;对所述第一多晶硅层执行退火工艺;在执行所述退火工艺后,在所述沟槽未被所述第一多晶硅层填充的区域处形成第二多晶硅层。在沟槽内形成第一多晶硅层之后,执行退火工艺,可显著减少第一多晶硅层的晶格缺陷,并使第一多晶硅层平坦化,提高第二多晶硅层的填充能力。因此,本公开实施例可有效减少甚至消除最终填充在沟槽内的第一多晶硅层和第二多晶硅层中的孔隙,提高半导体器件的电性能。
本公开的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本公开的其它特征和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显"或类似描述。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为示例性半导体器件的结构示意图;
图2为本公开实施例提供的半导体器件的制备方法的流程框图;
图3至图8为本公开实施例提供的半导体器件的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开,而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本公开更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本公开可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本公开发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述;即,这里不描述实际实施例的全部特征,不详细描述公知的功能和结构。
在附图中,为了清楚,层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白,当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本公开教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时,并不表明本公开必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本公开的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
在半导体器件,如DRAM中,导电线的质量好坏会关系到最终形成的器件的电性能的好坏。图1为示例性半导体器件的结构示意图,如图1所示,所述半导体器件包括:衬底10;所述衬底10内具有多个沟槽TH1,所述多个沟槽TH1内填充有多晶硅层12。
所述多晶硅层12是通过常规的沉积方式形成在沟槽TH1内的,可以看出,所述多晶硅层12内存在孔隙13,该孔隙13的存在会增加所述多晶硅层的电阻,影响后续形成的导电线的电学性能。
基于此,提出了本公开实施例的以下技术方案:
本公开实施例提供了一种半导体器件的制造方法,如图2所示,所述方法包括了如下步骤:
步骤210:提供衬底,所述衬底具有至少一个沟槽;
步骤220:在所述沟槽内形成第一多晶硅层,所述第一多晶硅层覆盖所述沟槽的侧壁和底部,且未完全填充所述沟槽;
步骤230:对所述第一多晶硅层执行退火工艺;
步骤240:在执行所述退火工艺后,在所述沟槽未被所述第一多晶硅层填充的区域处形成第二多晶硅层。
本公开实施例在沟槽内形成第一多晶硅层之后,执行退火工艺,可显著减少第一多晶硅层的晶格缺陷,并使第一多晶硅层平坦化,提高第二多晶硅层的填充能力。因此,本公开实施例可有效减少甚至消除最终填充在沟槽内的第一多晶硅层和第二多晶硅层中的孔隙,提高半导体器件的电性能。
为使本公开的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本公开的具体实施方式做详细的说明。在详述本公开实施例时,为便于说明,示意图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本公开的保护范围。
图3至图8为本公开实施例提供的半导体器件的制备方法的工艺流程图。
首先,如图3所示,执行步骤210,提供衬底20,所述衬底20至少具有一个沟槽TH2。
所述沟槽TH2可以采用干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺形成在所述衬底20内。
在一些具体的实施例中,所述衬底20包括底材201以及形成在所述底材201上的多个分立的器件层202,所述沟槽TH2形成在相邻的所述器件层202之间。具体的,所述底材201可以为半导体材料,如硅。所述器件层202可以由单层的材料形成或者多层的材料形成;所述器件层202可以包括导电层也可以包括绝缘层;所述器件层202可以在最终的半导体器件中保留,也可以在半导体器件的制备过程中被移除。总而言之,本公开实施例不限制所述器件层202的材料、层数、及用途。
根据一些实施例,如图4所示,在所述沟槽TH2内形成第一多晶硅层21(参见图6)之前,所述方法还包括:在所述沟槽TH2的侧壁沉积绝缘层23。所述绝缘层23用于隔离所述器件层202和第一多晶硅层21。所述绝缘层23的材料可以包括但不限于氧化物,氮化物,及氮氧化物,例如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅等。
接着,如图5、图6所示,执行步骤220,在所述沟槽TH2内形成第一多晶硅层21,所述第一多晶硅层21覆盖所述沟槽TH2的侧壁和底部,且未完全填充所述沟槽TH2。
根据一些实施例,所述第一多晶硅层21可以包括第一子层211和第二子层212。在所述沟槽TH2内形成第一多晶硅层21,包括:
在所述沟槽TH2内形成所述第一子层211,所述第一子层211覆盖所述沟槽TH2的侧壁和底部,如图5所示;
在所述第一子层211的上方形成所述第二子层212,如图6所示。
所述第一子层211和所述第二子层212的材料相同,都为多晶硅层。其中,所述第一子层211为籽晶层,所述第一子层211在所述沟槽TH2的侧壁和底部形成诸多个“核中心”,所述“核中心”可避免后续沉积的第二子层212中晶粒的异常生长,减少第二子层212和所述沟槽TH2之间的晶格失配,提高第二子层212的均匀性和生长质量。
所述第一多晶硅层21可以为掺杂的多晶硅层,比如,硼掺杂的多晶硅、磷掺杂的多晶硅或砷掺杂的多晶硅中的至少一种。
所述第一多晶硅层21的形成可以使用一种或多种薄膜沉积工艺形成;具体的,所述薄膜沉积工艺包括但不限于化学气相沉积(CVD)工艺、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、原子层沉积(ALD)工艺或其组合。
在一示例性的实施例中,采用低压化学气相沉积工艺(LPCVD)形成所述第一多晶硅层21。具体的,所述第一多晶硅层21的沉积温度在350℃至700℃之间,沉积压力在0.2Torr至4Torr之间。用于形成所述第一多晶硅层21的气体可以包括但不限于硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)、二氯氢硅(SiH2Cl2)等。在实际工艺中,可在硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)、二氯氢硅(SiH2Cl2)中选取两种以上的气体混和或交替使用。当所述第一多晶硅层21为掺杂的多晶硅层时,在制备时,向腔室内通入磷化氢(PH3),三氯化硼(BCl3),硼烷(B2H6),砷烷(AsH4)内的一种或多种气体以形成掺杂的多晶硅层。
在实际的工艺中,所述第一多晶硅层21的厚度与所述沟槽TH2的深度的比值在1:5至1:4之间。所述第一多晶硅层21过厚或者过薄都会对后续生长的第二多晶硅层22产生不利的影响。
继续参考图6,所述第一多晶硅层21在执行后续的退火工艺之前,所述沟槽TH2未被所述第一多晶硅层21填充的区域构成第一开口H1,所述第一开口H1的深度为h1,所述第一开口H1具有上窄下宽的截面形状。可以理解的是,具有上窄下宽的截面形状的第一开口H1不利于后续第二多晶硅层22(参见图8)的沉积。
接下来,如图7所示,执行步骤230,对所述第一多晶硅层21执行退火工艺。所述退火工艺可将第一多晶硅层21内的半反应物或者是杂质排出,显著减少第一多晶硅层21的晶格缺陷,同时能够使所述第一多晶硅层21更加平坦,利于后续第二多晶硅层22(参见图8)的沉积。这里,所述半反应物或杂质包括但不限于氢气、氯化氢等。
在执行所述退火工艺后,如图7所示,所述沟槽TH2未被所述第一多晶硅层21填充的区域构成第二开口H2,所述第二开口H2具有深度h2,所述第二开口H2具有上宽下窄的截面形状。结合图6可以看出,所述第二开口H2的深度h2小于所述第一开口H1的深度h1,即h2<h1。换言之,在执行退火工艺后,所述第一多晶硅层21上方的开口的深度变浅,且开口的截面形状由上窄下宽变为上宽下窄,更利于后续第二多晶硅层22的填充。
所述退火工艺在退火炉内进行;具体的,所述退火炉可以为炉管。在本公开的一个实施例中,所述退火工艺的温度范围在500℃~700℃之间,压力范围在10Torr至100Torr之间,时间范围在1h至2h之间。可选的,在所述退火工艺的过程中,向所述退火炉内通入氮气。这里,所述氮气用于稳定工艺腔室内的压力,以使退火工艺能够在设定的压力范围内进行。
最后,如图8所示,执行步骤240:在执行所述退火工艺后,在所述沟槽TH2未被所述第一多晶硅层21填充的区域处形成第二多晶硅层22。也即,在所述第二开口H2内形成第二多晶硅层22。
至此,所述沟槽TH2被所述第一多晶硅层21和所述第二多晶硅层22填满,所述第一多晶硅层21和所述第二多晶硅层22的孔隙率远小于相关技术中多晶硅层12的孔隙率。
所述第二多晶硅层22可以为掺杂的多晶硅层,比如,硼掺杂的多晶硅、磷掺杂的多晶硅或砷掺杂的多晶硅中的至少一种。所述第二多晶硅层22内的掺杂元素可以与所述第一多晶硅层21内的掺杂元素相同或者不相同。
所述第二多晶硅层22的形成可以使用一种或多种薄膜沉积工艺形成;具体的,所述薄膜沉积工艺包括但不限于化学气相沉积(CVD)工艺、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、原子层沉积(ALD)工艺或其组合。
在一具体的实施例中,采用低压化学气相沉积工艺(LPCVD)形成所述第二多晶硅层22。具体的,所述第二多晶硅层22的沉积温度在350℃至700℃之间,沉积压力在0.2Torr至4Torr之间。用于形成所述第二多晶硅层22的气体可以包括但不限于硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)、二氯氢硅(SiH2Cl2)等。在实际工艺中,可在硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)、二氯氢硅(SiH2Cl2)中选取两种以上的气体混和或交替使用。当所述第二多晶硅层22为掺杂的多晶硅层时,在制备时,向腔室内通入磷化氢(PH3),三氯化硼(BCl3),硼烷(B2H6),砷烷(AsH4)内的一种或多种气体以形成掺杂的多晶硅层。
在本公开的一个实施例中,在同一制程中完成所述第一多晶硅层21的形成步骤、所述执行退火工艺的步骤,以及所述第二多晶硅层22的形成步骤。如此,可以避免所述第一多晶硅层21的表面在不同制程的转换途中被氧化生成氧化层,该氧化层会增加所述第一多晶硅层21和所述第二多晶硅层22的电阻。
具体的,完成所述同一制程的装置可以包括但不限于炉管等。即,可以在炉管内相继的进行如下步骤:形成第一多晶硅层、执行退火工艺、形成第二多晶硅层。在此过程中,不需要将形成有第一多晶硅层的衬底从炉管内移出,所述第一多晶硅层不会被氧化。
在一实施例中,在形成所述第二多晶硅层之后,所述方法还包括:对所述第二多晶硅层执行退火工艺。该退火工艺主要的目的在于修复所述第二多晶硅层内的缺陷,进一步降低所述第二多晶硅层内的孔隙率,提高所述第二多晶硅层的成膜质量。
所述第二多晶硅层退火的工艺条件可以与对所述第一多晶硅层退火时的工艺条件相同,也可以不同,在此不再赘述。
本公开实施例中的所述第一多晶硅层和所述第二多晶硅层可以构成导电线,如DRAM器件中的位线,字线等;但不限于此,也可以构成其他导电结构,如导电插塞,如DRAM器件中的位线插塞等。
本公开实施例提供的半导体器件的制造方法,在沟槽内形成第一多晶硅层之后,执行退火工艺,再在所述第一多晶硅层上沉积第二多晶硅层。采用上述方法在沟槽内填充形成的多晶硅层,可以显著的减少该多晶硅层内的孔隙率,提高多晶硅层的成膜质量,进而提高该多晶硅层的电学性能。
另外,本公开的一个实施例中,形成第一多晶硅层21的步骤、执行退火工艺的步骤,以及形成第二多晶硅层22的步骤均在同一制程中完成。使得最终形成在沟槽内的第一多晶硅层21和第二多晶硅层22之间极少产生甚至不产生氧化层,有利于降低最终形成的多晶硅层的电阻,形成具有良好电性品质的半导体器件。
本公开实施例还提供了一种半导体器件,如图8所示,所述半导体器件包括:衬底20,所述衬底20内具有至少一个沟槽TH2;第一多晶硅层21,所述第一多晶硅层21覆盖所述沟槽TH2的侧壁和底部,所述第一多晶硅层21的上方具有第二开口H2;第二多晶硅层22,形成在所述第二开口H2内;其中,所述第二开口H2具有上宽下窄的截面形状。所述第二开口H2之所以具有上宽下窄的截面,是因为所述第一多晶硅层21是以覆盖所述沟槽TH2的侧壁和底面的方式生长,且所述第一多晶硅层21在形成之后进行了退火。
在一些实施例中,所述衬底20包括底材201以及形成在所述底材上的多个分立的器件层202,所述沟槽TH2形成在相邻的所述器件层202之间。具体的,所述底材201可以为半导体材料,如硅。所述器件层202可以由单层的材料形成或者多层的材料形成;所述器件层202可以包括导电层也可以包括绝缘层;所述器件层202可以在最终的半导体器件中保留,也可以在半导体器件的制备过程中被移除。总而言之,本公开实施例不限制所述器件层202的材料、层数、及用途。
在一些实施例中,在所述沟槽TH2和所述第一多晶硅层21的侧壁之间还设有绝缘层23。所述绝缘层23用于隔离所述器件层202和第一多晶硅层21;所述绝缘层23的材料可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、碳化硅、硅氧氮化物等。
可选的,所述第一多晶硅层21可以包括第一子层211和第二子层212,所述第一子层211是所述第二子层212的种子层。这里,所述第一子层211为籽晶层,所述第一子层211在所述沟槽TH2的侧壁和底部形成诸多个“核中心”,所述“核中心”可避免后续沉积的第二子层212中晶粒的异常生长,减少第二子层212和所述沟槽TH2之间的晶格失配,提高第二子层212的均匀性和生长质量。
所述第一多晶硅层21和/或第二多晶硅层22可以为掺杂的多晶硅层。比如,硼掺杂的多晶硅、磷掺杂的多晶硅或砷掺杂的多晶硅中的至少一种。
所述第一多晶硅层21和/或第二多晶硅层22的形成可以使用一种或多种薄膜沉积工艺形成;具体的,所述薄膜沉积工艺包括但不限于化学气相沉积(CVD)工艺、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、原子层沉积(ALD)工艺或其组合。
在一具体的实施例中,采用低压化学气相沉积工艺(LPCVD)形成所述第一多晶硅层21和/或第二多晶硅层22。具体的,所述第一多晶硅层21和/或第二多晶硅层22的沉积温度在350℃至700℃之间,沉积压力在0.2Torr至4Torr之间。用于形成所述第一多晶硅层21和/或第二多晶硅层22的气体可以包括但不限于硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)、二氯氢硅(SiH2Cl2)等。在实际工艺中,可在硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)、二氯氢硅(SiH2Cl2)中选取两种以上的气体混和或交替使用。当所述第一多晶硅层21和/或第二多晶硅层22为掺杂的多晶硅层时,在制备时,向腔室内通入磷化氢(PH3),三氯化硼(BCl3),硼烷(B2H6),砷烷(AsH4)内的一种或多种气体以形成掺杂的多晶硅层。
可以理解的,对所述第一多晶硅层21执行退火工艺,可以显著减少所述第一多晶硅层21的晶格缺陷,提高所述第一多晶硅层21的平坦化程度,有利于提高后续形成的所述第二多晶硅层22的填充能力,极大的减少了在多晶硅层中产生孔隙的可能性。另外,在执行退火工艺的过程中,所述退火工艺的作用还包括:将所述第一多晶硅层21形成过程中产生的半反应物或不纯物从所述第一多晶硅层21中排出,以提高形成的所述第一多晶硅层21的膜层质量。
所述退火工艺在退火炉内进行;具体的,所述退火炉可以为炉管。在本公开的一个实施例中,所述退火工艺的温度范围在500℃~700℃之间,压力范围在10Torr至100Torr之间,时间范围在1h至2h之间。可选的,在所述退火工艺的过程中,向所述退火炉内通入氮气。这里,所述氮气用于稳定工艺腔室内的压力,以使退火工艺能够在设定的压力范围内进行。
本公开实施例中的所述第一多晶硅层和所述第二多晶硅层可以构成导电线,如DRAM器件中的位线,字线等;但不限于此,也可以构成其他导电结构,如导电插塞,如DRAM器件中的位线插塞等。
本公开实施例的半导体器件中,形成的多晶硅层中几乎没有孔隙存在,降低了填充在沟槽TH2内的多晶硅层的电阻,有助于形成具有良好电性品质的半导体器件。应当理解,所述半导体器件的形成可以采用上述各实施例提供的一种半导体器件的制造方法来形成。
需要说明的是,本公开实施例提供的半导体器件的制备方法可应用于DRAM结构或其他半导体器件中,在此不做过多限定。本公开提供的半导体器件制备方法的实施例与半导体器件的实施例属于同一构思;各实施例所记载的技术方案中各技术特征之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
以上所述,仅为本公开的较佳实施例而已,并非用于限定本公开的保护范围,凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种半导体器件的制造方法,其特征在于,所述方法包括:
提供衬底,所述衬底具有至少一个沟槽;
在所述沟槽内形成第一多晶硅层,所述第一多晶硅层覆盖所述沟槽的侧壁和底部,且未完全填充所述沟槽;
对所述第一多晶硅层执行退火工艺;
在执行所述退火工艺后,在所述沟槽未被所述第一多晶硅层填充的区域处形成第二多晶硅层。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在执行所述退火工艺之前,所述第一多晶硅层的厚度与所述沟槽的深度的比值在1:5至1:4之间。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一多晶硅层在执行所述退火工艺之前,所述沟槽未被所述第一多晶硅层填充的区域构成第一开口,所述第一开口具有上窄下宽的截面形状。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一多晶硅层在执行所述退火工艺后,所述沟槽未被所述第一多晶硅层填充的区域构成第二开口,所述第二开口具有上宽下窄的截面形状。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第二开口的深度小于所述第一开口的深度。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述退火工艺的温度范围在500℃~700℃之间,所述退火工艺的压力范围在10Torr至100Torr之间,所述退火工艺的时间范围在1h至2h之间。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在同一制程中完成如下步骤:所述形成第一多晶硅层的步骤、所述执行退火工艺的步骤及所述形成第二多晶硅层的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,完成所述同一制程的装置包括炉管。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一多晶硅层和/或所述第二多晶硅层包括掺杂的多晶硅。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述掺杂的多晶硅包括硼掺杂的多晶硅、磷掺杂的多晶硅或砷掺杂的多晶硅中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述沟槽内形成第一多晶硅层之前,所述方法还包括:在所述沟槽的侧壁沉积绝缘层。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一多晶硅层包括第一子层和第二子层;在所述沟槽内形成第一多晶硅层,包括:
在所述沟槽内形成所述第一子层,所述第一子层覆盖所述沟槽的侧壁和底部;
在所述第一子层上形成所述第二子层。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一多晶硅层和/或所述第二多晶硅层的沉积温度在350℃至700℃之间,沉积压力在0.2Torr至4Torr之间。
14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在形成所述第二多晶硅层后,所述方法还包括:对所述第二多晶硅层执行退火工艺。
15.一种半导体器件,其特征在于,包括:
衬底,所述衬底内具有至少一个沟槽;
第一多晶硅层,覆盖所述沟槽的侧壁和底部;所述第一多晶硅层的上方具有第二开口,所述第二开口具有上宽下窄的截面形状;
第二多晶硅层,位于所述第二开口内。
16.根据权利要求15所述的半导体器件,其特征在于,所述衬底包括底材以及形成在所述底材上的多个分立的器件层,所述沟槽形成在相邻所述器件层之间。
17.根据权利要求15所述的半导体器件,其特征在于,所述第一多晶硅层包括第一子层及位于所述第一子层上的第二子层,所述第一子层是所述第二子层的种子层。
18.根据权利要求15所述的半导体器件,其特征在于,所述半导体器件还包括:绝缘层,所述绝缘层位于所述第一多晶硅层和所述沟槽的侧壁之间。
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