具有气隙的半导体结构制造技术

本发明专利技术公开一种具有气隙的半导体结构，包含介电堆叠，包含第一介电层，设于基底上、第二介电层，设于第一介电层上，以及第三介电层，设于第二介电层上；第一导电层，设于介电堆叠内；第二导电层，设于介电堆叠内，且与第一导电层区隔开，其中第一导电层和第二导电层位于同一平面上；以及类十字形气隙，设于介电堆叠内，且位于第一导电层和第二导电层之间；以及氧化层，设置在类十字形气隙内的第二介电层的侧壁上。

【技术实现步骤摘要】
具有气隙的半导体结构
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种具有气隙的半导体结构及其制作方法。
技术介绍
已知，射频开关(RFswitch)主要是应用于移动通信终端(例如移动电话)的前端，其配置以导通和关闭射频(RF)信号。此种射频开关的重要特性是通过开关的射频低介入损耗(insertionloss)。因此，重要的是降低导通状态的场效晶体管(FET)的电阻(导通电阻Ron)或断开状态的场效晶体管的电容(断开电容Coff)，即降低导通电阻与断开电容的积(Ron×Coff)。为降低断开电容Coff，现有技术的作法是在栅极上方的介电层中形成气隙，以降低栅极与邻近的接触插塞和导线间的寄生电容，然而，其改善效果仍然有限。因此，该
仍需要一种改良的半导体结构，以进一步降低上述射频开关的断开电容Coff。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供改良的具有气隙的半导体结构及其制作方法，以克服现有技术中的不足和缺点。本专利技术一方面提供一种具有气隙的半导体结构，包含：一基底；一介电堆叠，包含一第一介电层，设于所述基底上、一第二介电层，设于所述第一介电层上，以及一第三介电层，设于所述第二介电层上；一第一导电层，设于所述介电堆叠内；一第二导电层，设于所述介电堆叠内，且与所述第一导电层区隔开，其中所述第一导电层和所述第二导电层位于同一平面上；以及一类十字形气隙，设于所述介电堆叠内，且位于所述第一导电层和所述第二导电层之间，其中所述类十字形气隙包含一增宽中间部，位于所述第二介电层中、一渐缩上部，位于所述第三介电层中，以及一渐缩下部，位于所述第一介电层中，其中所述增宽中间部具有一第一宽度，所述渐缩上部具有一第二宽度，所述渐缩下部具有一第三宽度，其中所述第一宽度大于所述第二宽度和所述第三宽度，且所述第三宽度小于或等于所述第二宽度。依据本专利技术实施例，所述第三介电层包括一延伸部，延伸到所述类十字形气隙中并共形地覆盖邻近于所述类十字形气隙的所述渐缩下部的所述第一介电层的侧壁和邻近于所述类十字形气隙的所述增宽中间部的所述第二介电层的侧壁。依据本专利技术实施例，所述第三介电层的所述延伸部与所述第一介电层直接接触。依据本专利技术实施例，所述第一导电层和所述第二导电层未裸露于所述类十字形气隙中。依据本专利技术实施例，所述第一导电层和所述第二导电层包括一铜镶嵌层。依据本专利技术实施例，所述基底包含一硅覆绝缘基底。依据本专利技术实施例，所述具有气隙的半导体结构另包含：一晶体管，设置在所述基底上，其中所述晶体管包括一栅极，又其中所述类十字形气隙设置在所述栅极正上方。依据本专利技术实施例，所述第一介电层具有与所述第二介电层和所述第三介电层不同的组成。依据本专利技术实施例，所述第一介电层包括TEOS硅氧层，又其中所述第二介电层和所述第三介电层包括低介电常数或超低介电常数材料层。依据本专利技术实施例，所述具有气隙的半导体结构另包含：一第一盖层，位于所述第一介电层和所述第二介电层之间；一第二盖层，位于所述第二介电层和所述第三介电层之间；以及一蚀刻停止层，位于所述第三介电层和所述第二盖层之间。依据本专利技术实施例，所述第一盖层和所述第二盖层包括碳化硅层，又其中所述蚀刻停止层包括氮化硅层。本专利技术另一方面提供一种具有气隙的半导体结构，包含：一基底；一介电堆叠，包含一第一介电层，设于所述基底上、一第二介电层，设于所述第一介电层上，以及一第三介电层，设于所述第二介电层上；一第一导电层，设于所述介电堆叠内；一第二导电层，设于所述介电堆叠内，且与所述第一导电层区隔开，其中所述第一导电层和所述第二导电层位于同一平面上；以及一类十字形气隙，设于所述介电堆叠内，且位于所述第一导电层和所述第二导电层之间；以及一氧化层，设置在所述类十字形气隙内的所述第二介电层的侧壁上。依据本专利技术实施例，所述氧化层为氧化硅层。依据本专利技术实施例，所述氧化层的厚度介于10至50埃之间。依据本专利技术实施例，所述类十字形气隙包含一增宽中间部，位于所述第二介电层中、一渐缩上部，位于所述第三介电层中，以及一渐缩下部，位于所述第一介电层中。依据本专利技术实施例，所述第三介电层包括一延伸部，延伸到所述类十字形气隙中并共形地覆盖邻近于所述类十字形气隙的所述渐缩下部的所述第一介电层的侧壁和邻近于所述类十字形气隙的所述增宽中间部的所述第二介电层的侧壁。依据本专利技术实施例，所述第三介电层的所述延伸部与所述第一介电层和所述氧化层直接接触。依据本专利技术实施例，所述第一导电层和所述第二导电层未裸露于所述类十字形气隙中。依据本专利技术实施例，所述第一导电层和所述第二导电层包括一铜镶嵌层。依据本专利技术实施例，所述基底包含一硅覆绝缘基底。依据本专利技术实施例，其中所述具有气隙的半导体结构另包含：一晶体管，设置在所述基底上，其中所述晶体管包括一栅极，又其中所述类十字形气隙设置在所述栅极正上方。依据本专利技术实施例，所述第一介电层具有与所述第二介电层和所述第三介电层不同的组成。依据本专利技术实施例，所述第一介电层包括TEOS硅氧层，又其中所述第二介电层和所述第三介电层包括低介电常数或超低介电常数材料层。依据本专利技术实施例，所述具有气隙的半导体结构另包含：一第一盖层，位于所述第一介电层和所述第二介电层之间；一第二盖层，位于所述第二介电层和所述第三介电层之间；以及一蚀刻停止层，位于所述第三介电层和所述第二盖层之间。依据本专利技术实施例，所述第一盖层和所述第二盖层包括碳化硅层，又其中所述蚀刻停止层包括氮化硅层。附图说明图1是本专利技术一实施例所绘示的一种具有气隙的半导体结构的剖面示意图；图2为类十字形气隙的另一种剖面轮廓的示意图；图3是本专利技术另一实施例所绘示的一种具有气隙的半导体结构的剖面示意图；图4至图8为本专利技术实施例所绘示的具有气隙的半导体结构的制作方法的剖面示意图；图9为第一沟槽的曲面底部的示意图。主要元件符号说明1、1a半导体结构100基底101硅基材102埋入氧化层103元件层1031浅沟绝缘结构110第一蚀刻停止层111第一介电层112第二介电层112s侧壁112t氧化层113第三介电层113e延伸部121第一盖层122第二盖层130第二蚀刻停止层140图案转移层140a开口141硬掩模层142抗反射层150图案化光致抗蚀剂层150a开口AA主动区域DL介电堆叠T场效晶体管S源极掺杂区D漏极掺杂区CH通道区G栅极GOX栅极氧化层MI1第一导电层MI2第二导电层CT1第一接触插塞CT2第二接触插塞AG类十字形气隙AG_M增宽中间部AG_U渐缩上部AG_L渐缩下部...

【技术保护点】
1.一种具有气隙的半导体结构，其特征在于，包含：/n基底；/n介电堆叠，包含设于所述基底上的第一介电层、设于所述第一介电层上的第二介电层，以及设于所述第二介电层上的第三介电层；/n第一导电层，设于所述介电堆叠内；/n第二导电层，设于所述介电堆叠内，且与所述第一导电层区隔开，其中所述第一导电层和所述第二导电层位于同一平面上；以及/n类十字形气隙，设于所述介电堆叠内，且位于所述第一导电层和所述第二导电层之间，其中所述类十字形气隙包含位于所述第二介电层中的增宽中间部、位于所述第三介电层中的渐缩上部以及位于所述第一介电层中的渐缩下部，其中所述增宽中间部具有第一宽度，所述渐缩上部具有第二宽度，所述渐缩下部具有第三宽度，其中所述第一宽度大于所述第二宽度和所述第三宽度，且所述第三宽度小于或等于所述第二宽度。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有气隙的半导体结构，其特征在于，包含：
基底；
介电堆叠，包含设于所述基底上的第一介电层、设于所述第一介电层上的第二介电层，以及设于所述第二介电层上的第三介电层；
第一导电层，设于所述介电堆叠内；
第二导电层，设于所述介电堆叠内，且与所述第一导电层区隔开，其中所述第一导电层和所述第二导电层位于同一平面上；以及
类十字形气隙，设于所述介电堆叠内，且位于所述第一导电层和所述第二导电层之间，其中所述类十字形气隙包含位于所述第二介电层中的增宽中间部、位于所述第三介电层中的渐缩上部以及位于所述第一介电层中的渐缩下部，其中所述增宽中间部具有第一宽度，所述渐缩上部具有第二宽度，所述渐缩下部具有第三宽度，其中所述第一宽度大于所述第二宽度和所述第三宽度，且所述第三宽度小于或等于所述第二宽度。


2.如权利要求1所述的具有气隙的半导体结构，其中，所述第三介电层包括延伸部，延伸到所述类十字形气隙中并共形地覆盖邻近于所述类十字形气隙的所述渐缩下部的所述第一介电层的侧壁和邻近于所述类十字形气隙的所述增宽中间部的所述第二介电层的侧壁。


3.如权利要求2所述的具有气隙的半导体结构，其中，所述第三介电层的所述延伸部与所述第一介电层直接接触。


4.如权利要求1所述的具有气隙的半导体结构，其中，所述第一导电层和所述第二导电层未裸露于所述类十字形气隙中。


5.如权利要求1所述的具有气隙的半导体结构，其中，所述第一导电层和所述第二导电层包括铜镶嵌层。


6.如权利要求1所述的具有气隙的半导体结构，其中，所述基底包含硅覆绝缘基底。


7.如权利要求1所述的具有气隙的半导体结构，其中，另包含：
晶体管，设置在所述基底上，其中所述晶体管包括栅极，又其中所述类十字形气隙设置在所述栅极正上方。


8.如权利要求1所述的具有气隙的半导体结构，其中，所述第一介电层具有与所述第二介电层和所述第三介电层不同的组成。


9.如权利要求1所述的具有气隙的半导体结构，其中，所述第一介电层包括TEOS硅氧层，又其中所述第二介电层和所述第三介电层包括低介电常数(low-k)或超低k材料层。


10.如权利要求1所述的具有气隙的半导体结构，其中，另包含：
第一盖层，位于所述第一介电层和所述第二介电层之间；
第二盖层，位于所述第二介电层和所述第三介电层之间；以及
蚀刻停止层，位于所述第三介电层和所述第二盖层之间。


11.如权利要求10所述的具有气隙的半导体结构，其中，所述第一盖层和所述第二盖层包括碳化硅层，又其中所述蚀刻停止层包括氮化硅层。


12.一种具有气隙的半导体结构，其特征在于，包含：

【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆斌，王志荣，张竹君，杨国裕，林家辉，马瑞吉，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71