本申請屬于半導體器件制備,尤其涉及一種膜層結構及其制備方法、半導體器件。
背景技術:
1、在半導體功率器件中,膜層結構上的溝槽是實現器件柵極控制、電流導通等核心功能的關鍵結構,其結構特性直接決定了器件的電學性能與長期可靠性。
2、在相關技術中,半導體器件的膜層結構的溝槽一般通過光刻、刻蝕等工藝在待加工膜層上形成。然而,溝槽的底部及臺階處易形成尖銳拐角,缺乏有效的平滑過渡結構。尖銳拐角導致電場集中效應顯著,使柵氧化層承受極高的電場峰值,大幅降低器件的可靠性與使用壽命。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供一種膜層結構及其制備方法、半導體器件,旨在解決傳統技術中膜層結構的溝槽的平滑程度不高的問題。
2、本申請實施例的第一方面提出了一種膜層結構的制備方法,所述制備方法包括:
3、獲取第一制程結構;所述第一制程結構包括依次疊設的待加工膜層和第一掩膜層,所述第一掩膜層上設置有第一孔部,所述第一孔部暴露出所述待加工膜層;其中,所述第一孔部的至少一側孔壁設置有第一臺階部;
4、沿著第一方向對所述待加工膜層以及所述第一臺階部進行刻蝕,在所述待加工膜層上形成第一槽部,并使所述第一臺階部的高度降低至所述第一槽部的槽壁上并形成第二臺階部;其中,所述第一方向為所述第一孔部的深度方向。
5、在本申請的部分實施例中,所述獲取第一制程結構包括:
6、獲取第二制程結構;所述第二制程結構包括依次疊設的待加工膜層、第二掩膜層和第一光刻膠層,所述第一光刻膠層上設置有第二孔部,所述第二掩膜層上設置有第二槽部,所述第二槽部與所述第二孔部對應設置,且所述第二槽部的槽壁凸出于所述第二孔部的孔壁,以形成第三臺階部;
7、沿著第二方向對所述第二槽部以及所述第三臺階部進行刻蝕,直至所述第二槽部的槽底暴露出所述待加工膜層以形成所述第一孔部,使所述第三臺階部的高度降低形成所述第一臺階部;所述第二方向為所述第二槽部的深度方向;
8、去除所述第一光刻膠層。
9、在本申請的部分實施例中,所述獲取所述第二制程結構包括:
10、獲取第三制程結構;所述第三制程結構包括依次疊設的待加工膜層、第三掩膜層和第二光刻膠層;所述第二光刻膠層上設置有第三孔部,所述第三孔部暴露出所述第三掩膜層;
11、沿著第三方向對所述第三掩膜層進行刻蝕,以形成所述第二槽部;
12、對所述第二光刻膠層進行縮膠,以擴大所述第三孔部的孔徑并形成所述第二孔部,進而限定出所述第三臺階部。
13、在本申請的部分實施例中,所述第一臺階部包括至少兩個連續的臺階,以形成具有至少兩個連續臺階的第二臺階部。
14、在本申請的部分實施例中,所述第一孔部的一側孔壁設置有第一臺階部,以在所述第一槽部的至少一側槽壁形成所述第二臺階部;
15、或者,所述第一孔部的兩側孔壁均設置有第一臺階部,以在所述第一槽部的兩側槽壁形成所述第二臺階部。
16、在本申請的部分實施例中,所述第二臺階部靠近所述第一槽部的底壁設置。
17、在本申請的部分實施例中,所述第一臺階部的臺階數量為n,n≥2,所述獲取第二制程結構包括:
18、循環執行n次如下臺階制備步驟:沿著第三方向對所述第三掩膜層進行刻蝕;對所述第二光刻膠層進行縮膠,以擴大所述第三孔部的孔徑;
19、經過n次沿著所述第三方向刻蝕后形成所述第二槽部;以及經過n次對所述第二光刻膠層進行縮膠后形成所述第二孔部,進而限定出具有n個臺階的所述第三臺階部。
20、在本申請的部分實施例中,所述對所述第二光刻膠層進行縮膠包括:
21、沿著所述第二光刻膠層的延展方向對所述第三孔部的孔壁進行橫向刻蝕。
22、在本申請的部分實施例中,所述獲取第三制程結構包括:
23、獲取第四制程結構,所述第四制程結構包括依次疊設的待加工膜層、第三掩膜層和第三光刻膠層;
24、在所述第三光刻膠層上加工出所述第三孔部,以使所述第三孔部暴露出所述第三掩膜層。
25、在本申請的部分實施例中,所述第一掩膜層、所述第二掩膜層、所述第三掩膜層為氧化層。
26、在本申請的部分實施例中,所述待加工膜層為sic膜層。
27、在本申請的部分實施例中,所述制備方法包括:在所述第二臺階部和所述第一槽部的槽底的交界處進行圓角化處理。
28、在本申請實施例的第二方面還提供一種膜層結構,所述膜層結構采用如上述的制備方法制備。
29、在本申請實施例的第三方面還提供一種半導體器件,所述半導體器件包括如上述的膜層結構。
30、本申請的有益效果在于:本申請的膜層結構及其制備方法、半導體器件,該膜層結構的制備方法包括:獲取第一制程結構;第一制程結構包括依次疊設的待加工膜層和第一掩膜層,第一掩膜層上設置有第一孔部,第一孔部暴露出待加工膜層;其中,第一孔部的至少一側孔壁設置有第一臺階部;沿著第一方向對待加工膜層以及第一臺階部進行刻蝕,在待加工膜層上形成第一槽部,并使第一臺階部的高度降低至第一槽部的槽壁上并形成第二臺階部;其中,第一方向為第一孔部的深度方向;本申請中通過在第一掩膜層的第一孔部的孔壁上設置第一臺階部,以在第一槽部的槽壁上形成第二臺階部,第二臺階部能夠提高第一槽部的槽壁到其底部的平滑程度,在應用在半導體器件中時,平滑的第一槽部有利于降低柵氧化層承受的電場峰值,進而有利于提高半導體器件的可靠性。
1.一種膜層結構的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括:
2.根據權利要求1所述的膜層結構的制備方法,其特征在于,所述獲取第一制程結構包括:
3.根據權利要求2所述的膜層結構的制備方法,其特征在于,所述獲取所述第二制程結構包括:
4.根據權利要求3所述的膜層結構的制備方法,其特征在于,所述第一臺階部包括至少兩個連續的臺階,以形成具有至少兩個連續臺階的第二臺階部。
5.根據權利要求4所述的膜層結構的制備方法,其特征在于,所述第一孔部的一側孔壁設置有第一臺階部,以在所述第一槽部的一側槽壁形成所述第二臺階部;
6.根據權利要求4所述的膜層結構的制備方法,其特征在于,所述第二臺階部靠近所述第一槽部的底壁設置;
7.根據權利要求3所述的膜層結構的制備方法,其特征在于,所述制備方法滿足以下至少一者:
8.根據權利要求7所述的膜層結構的制備方法,其特征在于,所述膜層結構滿足以下至少一者:
9.一種膜層結構,其特征在于,所述膜層結構采用如權利要求1至8任意一項所述的制備方法制備。
10.一種半導體器件,其特征在于,所述半導體器件包括如權利要求9所述的膜層結構。