本發(fā)明實施例涉及半導體制造領域，尤其涉及一種半導體結構的形成方法。

背景技術：

1、隨著半導體集成電路(integrated?circuit，ic)產(chǎn)業(yè)的快速成長，半導體技術在摩爾定律的驅動下持續(xù)地朝更小的工藝節(jié)點邁進，使得集成電路朝著體積更小、電路精密度更高、電路復雜度更高的方向發(fā)展。

2、在集成電路發(fā)展過程中，通常功能密度(即每一芯片的內(nèi)連線結構的數(shù)量)逐漸增加的同時，幾何尺寸(即利用工藝步驟可以產(chǎn)生的最小元件尺寸)逐漸減小，這相應增加了集成電路制造的難度和復雜度。

3、目前，在技術節(jié)點不斷縮小的情況下，如何減小半導體器件的寄生電容，提高半導體結構的性能成了一種挑戰(zhàn)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例解決的問題是提供一種半導體結構的形成方法，以減小半導體器件的寄生電容，提高半導體結構的性能。

2、為解決上述問題，本發(fā)明實施例還提供一種半導體結構的形成方法，包括：提供基底，所述基底上形成有待沉積結構；在所述待沉積結構上沉積目標層，所述目標層的材料含有si元素、c元素和n元素；對所述目標層進行熱退火處理，使所述目標層的材料重新成鍵以形成成鍵結構，所述成鍵結構包括si-c成鍵結構和si-c-n成鍵結構。

3、可選的，在對所述目標層進行熱退火處理，使所述目標層的材料重新成鍵以形成成鍵結構的步驟中，所述si-c成鍵結構的類型包括網(wǎng)格狀成鍵結構。

4、可選的，在對所述目標層進行熱退火處理，使所述目標層的材料重新成鍵以形成成鍵結構的步驟中，所述si-c-n成鍵結構的類型包括環(huán)狀成鍵結構。

5、可選的，在所述待沉積結構上沉積目標層的步驟中，所述目標層的材料還包括o元素；對所述目標層進行熱退火處理的步驟中，所述成鍵結構還包括si-c-o成鍵結構。

6、可選的，在對所述目標層進行熱退火處理的步驟中，所述si-c-o成鍵結構的類型包括環(huán)狀成鍵結構。

7、可選的，在所述提供基底的步驟中，所述待沉積結構為柵極結構；在所述待沉積結構上沉積目標層的步驟中，所述目標層為柵極側墻。

8、可選的，在所述柵極結構上沉積柵極側墻后，在對所述柵極側墻進行熱退火處理前，所述半導體結構的形成方法還包括：在所述柵極結構兩側的基底中形成源漏摻雜層；形成所述源漏摻雜層后，對所述源漏摻雜層進行熱退火處理，在對所述源漏摻雜層進行熱退火處理的過程中，同時對所述柵極側墻進行熱退火處理。

9、可選的，在所述提供基底的步驟中，所述待沉積結構包括器件層結構或者前層互連結構；在形成所述目標層的步驟中，所述目標層為金屬層間介電層。

10、可選的，在所述待沉積結構上沉積目標層后，在對所述目標層進行熱退火處理前，所述半導體結構的形成方法還包括：形成覆蓋所述目標層的保護層。

11、可選的，在形成所述保護層的步驟中，所述保護層的材料包括氮化硅和氧化硅中的一種或兩種。

12、可選的，在形成所述保護層的步驟中，所述保護層的厚度范圍為10埃米至20埃米。

13、可選的，在對所述目標層進行熱退火處理后，所述形成方法還包括：去除所述保護層。

14、可選的，去除所述保護層的工藝包括濕法刻蝕工藝。

15、可選的，所述保護層的材料為氮化硅，所述濕法刻蝕工藝的工藝參數(shù)包括：刻蝕溶液包括氫氟酸溶液或磷酸溶液，所述氫氟酸溶液的質量百分比濃度為0.5％至1％，所述磷酸溶液的質量百分比濃度為50％至90％，溶液溫度為室溫，刻蝕時間為20秒至60秒。

16、可選的，在所述提供基底的步驟中，所述待沉積結構為柵極結構；在所述待沉積結構上沉積目標層的步驟中，所述目標層為柵極側墻；在所述待沉積結構上沉積目標層后，在對所述目標層進行熱退火處理前，所述半導體結構的形成方法還包括：在所述柵極結構兩側的基底中形成源漏摻雜層；形成覆蓋所述源漏摻雜層和柵極側墻的刻蝕停止層，覆蓋在所述柵極側墻上的刻蝕停止層用于作為保護層。

17、可選的，對所述目標層進行熱退火處理的工藝包括快速熱退火處理工藝，所述快速熱退火處理工藝的工藝參數(shù)包括：工藝溫度的范圍為800攝氏度至1100攝氏度，工藝時間的范圍為10毫秒至30分鐘。

18、可選的，在所述待沉積結構上沉積目標層的工藝包括原子層沉積工藝和化學氣相沉積工藝中的一種或兩種。

19、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例的技術方案具有以下優(yōu)點：

20、本發(fā)明實施例提供的半導體結構的形成方法中，在所述待沉積結構上沉積目標層，所述目標層的材料含si元素、c元素和n元素，對所述目標層進行熱退火處理，使所述目標層的材料重新成鍵以形成成鍵結構，所述成鍵結構包括si-c成鍵結構和si-c-n成鍵結構。由于si-c成鍵結構的鍵合極性較小，因而降低了目標層的相對介電常數(shù)(k)的值，相應也減小了寄生電容；而且目標層含有c元素和n元素，c元素有利于提高目標層的抗刻蝕能力，n元素有利于提高目標層的機械強度，從而在降低目標層的相對介電常數(shù)的同時，提高了目標層的耐刻蝕性和機械性能，進而提高了半導體結構的性能。

技術特征：

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在對所述目標層進行熱退火處理，使所述目標層的材料重新成鍵以形成成鍵結構的步驟中，所述si-c成鍵結構的類型包括網(wǎng)格狀成鍵結構。

3.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在對所述目標層進行熱退火處理，使所述目標層的材料重新成鍵以形成成鍵結構的步驟中，所述si-c-n成鍵結構的類型包括環(huán)狀成鍵結構。

4.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在所述待沉積結構上沉積目標層的步驟中，所述目標層的材料還包括o元素；

5.如權利要求4所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在對所述目標層進行熱退火處理的步驟中，所述si-c-o成鍵結構的類型包括環(huán)狀成鍵結構。

6.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在所述提供基底的步驟中，所述待沉積結構為柵極結構；

7.如權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在所述柵極結構上沉積柵極側墻后，在對所述柵極側墻進行熱退火處理前，所述半導體結構的形成方法還包括：在所述柵極結構兩側的基底中形成源漏摻雜層；

8.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在所述提供基底的步驟中，所述待沉積結構包括器件層結構或者前層互連結構；

9.如權利要求1～8中任一項所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在所述待沉積結構上沉積目標層后，在對所述目標層進行熱退火處理前，所述半導體結構的形成方法還包括：形成覆蓋所述目標層的保護層。

10.如權利要求9所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述保護層的步驟中，所述保護層的材料包括氮化硅和氧化硅中的一種或兩種。

11.如權利要求9所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述保護層的步驟中，所述保護層的厚度范圍為10埃米至20埃米。

12.如權利要求9所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在對所述目標層進行熱退火處理后，所述形成方法還包括：去除所述保護層。

13.如權利要求12所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，去除所述保護層的工藝包括濕法刻蝕工藝。

14.如權利要求13所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述保護層的材料為氮化硅，所述濕法刻蝕工藝的工藝參數(shù)包括：刻蝕溶液包括氫氟酸溶液或磷酸溶液，所述氫氟酸溶液的質量百分比濃度為0.5％至1％，所述磷酸溶液的質量百分比濃度為50％至90％，溶液溫度為室溫，刻蝕時間為20秒至60秒。

15.如權利要求1～7中任一項所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在所述提供基底的步驟中，所述待沉積結構為柵極結構；

16.如權利要求1～4中任一項所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，對所述目標層進行熱退火處理的工藝包括快速熱退火處理工藝，所述快速熱退火處理工藝的工藝參數(shù)包括：工藝溫度的范圍為800攝氏度至1100攝氏度，工藝時間的范圍為10毫秒至30分鐘。

17.如權利要求1～4中任一項所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在所述待沉積結構上沉積目標層的工藝包括原子層沉積工藝和化學氣相沉積工藝中的一種或兩種。

技術總結
一種半導體結構的形成方法，半導體結構包括：提供基底，基底上形成有待沉積結構；在待沉積結構上沉積目標層，目標層的材料含有Si元素、C元素和N元素；對目標層進行熱退火處理，使目標層的材料重新成鍵以形成成鍵結構，成鍵結構包括含有Si?C和Si?C?N。本發(fā)明對目標層進行熱退火處理，使目標層的材料重新成鍵以形成成鍵結構，成鍵結構包括Si?C和Si?C?N，由于Si?C成鍵結構的鍵合極性較小，因而降低了目標層的相對介電常數(shù)的值，相應也減小了寄生電容；而且C元素有利于提高目標層的抗刻蝕能力，N元素有利于提高目標層的機械強度，從而在降低目標層的相對介電常數(shù)的同時，提高了目標層的耐刻蝕性和機械性能。

技術研發(fā)人員：楊柯娜,楊鵬飛,王云楓
受保護的技術使用者：中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26