半导体器件接触孔的制备方法与流程

本申请涉及半导体器件领域，尤其涉及半导体器件接触孔的制备方法。

背景技术：

1、碳化硅（sic）材料具有禁带宽度大、热导率高、击穿场强高、电子饱和漂移速度高等优点，特别适合制作大功率、高频、高温半导体功率器件，因此碳化硅半导体器件技术得到国内外众多半导体公司和研究机构的广泛关注。碳化硅mosfet是一种基于碳化硅（sic）材料的功率场效应晶体管，它代表了第三代半导体技术的前沿。

2、在碳化硅mosfet的制造过程中，接触孔的填充是一个关键步骤，该步骤通过在接触孔内填充导电性能良好的金属材料，使得mosfte的元胞通过金属材料相连，从而形成源极金属电极。因此，金属材料充分、完全地填充在接触孔内，对于半导体器件的良率影响明显，若金属材料在填充时产生空洞，就会导致导电接触不良，进而影响半导体器件的良率。

3、但是随着半导体器件体积的减小，接触孔的尺寸也随之减小，这导致金属材料填充接触孔时容易产生空洞，导致接触不良，影响半导体器件的良率。

技术实现思路

1、本申请的一个目的在于提供一种半导体器件接触孔的制备方法，有利于制备得到较大尺寸的接触孔。

2、为达到以上目的，本申请的一方面提供一种半导体器件接触孔的制备方法，包括以下步骤：

3、s1. 提供待制备接触孔的晶圆基底，在所述晶圆基底上形成光刻胶层；

4、s2. 对所述光刻胶层行曝光和显影处理，制得初始接触孔，所述初始接触孔底部的宽度大于顶部的宽度；

5、s3. 以形成所述初始接触孔的所述光刻胶层为掩膜板刻蚀所述晶圆基底，在所述初始接触孔下方的所述晶圆基底上形成接触孔。

6、在一些实施例中，步骤s2中，对所述光刻胶层进行曝光时，曝光焦点小于-0.5。

7、在一些实施例中，步骤s2中，所述光刻胶层的厚度为1μm~2μm，曝光焦点为-1.5~-1，曝光能量为500mj/cm2~600mj/cm2。

8、在一些实施例中，步骤s2中，制备得到的所述初始接触孔的底部宽度与顶部宽度之比为（1.06~1.14）：1，所述初始接触孔的侧壁与底面之间的夹角为86°~88°。

9、在一些实施例中，当所述初始接触孔顶部的设计宽度为l时，步骤s2制备得到的所述初始接触孔的顶部宽度与其设计宽度l之比为（1.05~1.14）：1。

10、在一些实施例中，步骤s1中采用的光刻胶为正性光刻胶，在步骤s2中，对所述光刻胶层进行局部曝光，接着使用显影液对曝光后的所述光刻胶层进行显影，所述初始接触孔处的光刻胶被显影液溶解。

11、在一些实施例中，步骤s3中，采用干法刻蚀的工艺形成所述接触孔。

12、在一些实施例中，步骤s3中，形成的所述接触孔的截面呈矩形。

13、在一些实施例中，步骤s3中，形成的所述接触孔的截面呈上宽下窄的梯形。

14、在一些实施例中，步骤s3中，形成的所述接触孔的截面呈上窄下宽的梯形。

15、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：本申请通过形成上窄下宽的初始接触孔，有利于获得顶部宽度较大的接触孔，后续步骤中，向接触孔内填充金属材料时，金属材料能够良好地填充到接触孔的底部，使半导体器件实现良好的导电连接。

技术特征：

1.一种半导体器件接触孔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，对所述光刻胶层进行曝光时，曝光焦点小于-0.5。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述光刻胶层的厚度为1μm~2μm，曝光焦点为-1.5~-1，曝光能量为500mj/cm2~600mj/cm2。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，制备得到的所述初始接触孔的底部宽度与顶部宽度之比为（1.06~1.14）：1，所述初始接触孔的侧壁与底面之间的夹角为86°~88°。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述初始接触孔顶部的设计宽度为l时，步骤s2制备得到的所述初始接触孔的顶部宽度与其设计宽度l之比为（1.05~1.4）：1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中采用的光刻胶为正性光刻胶，在步骤s2中，对所述光刻胶层进行局部曝光，接着使用显影液对曝光后的所述光刻胶层进行显影，所述初始接触孔处的光刻胶被显影液溶解。

7.根据权利要求1-6任一所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，采用干法刻蚀的工艺形成所述接触孔。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，形成的所述接触孔的截面呈矩形。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，形成的所述接触孔的截面呈上宽下窄的梯形。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，形成的所述接触孔的截面呈上窄下宽的梯形。

技术总结本申请公开了半导体器件接触孔的制备方法，包括以下步骤：S1.提供待制备接触孔的晶圆基底，在晶圆基底上形成光刻胶层；S2.对光刻胶层行曝光和显影处理，制得初始接触孔，初始接触孔底部的宽度大于顶部的宽度；S3.以形成初始接触孔的光刻胶层为掩膜板刻蚀晶圆基底，在初始接触孔下方的晶圆基底上形成接触孔。本申请的接触孔制备方法，有利于得到开口尺寸较大的接触孔，从而有利于改善金属材料在接触孔内的填充，减少空洞的产生。技术研发人员：李庆瑞,黄家明,田洪涛,张浩翔,罗烨栋受保护的技术使用者：杭州合盛微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21