半導體器件的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體器件領域，特別涉及一種半導體器件的制造方法。
【背景技術】
[0002]半導體器件制造是在半導體襯底上制作集成元件并將集成元件連接。常用的半導體襯底材料有硅、鍺等單晶體以及氮化鎵等化合物半導體；其中單晶硅是最常用的半導體襯底材料。
[0003]半導體器件的制造方法包括前段工藝和后段工藝。前段工藝是制造半導體器件需要對襯底采用的工藝的集合；主要包括在襯底上定義工作區和場區的工藝，制作N型摻雜區、P型摻雜區和接觸孔等結構的工藝。后段工藝包括制作金屬層的金屬層工藝，其中金屬層包括金屬互連結構，通過金屬互連結構將集成元件連接。對于功能復雜的半導體器件，金屬層包括多層金屬互連結構，相鄰層的金屬互連結構之間通過氧化硅絕緣，同層的金屬互連結構內通過氧化硅絕緣。后段工藝還包括金屬層工藝之后的各工序，如制作鈍化層的鈍化層工藝，其中鈍化層主要用于半導體器件的保護，鈍化層結構一般是包括氧化硅膜層和氮化娃膜層的疊加層。
[0004]現實工藝中，在襯底的表面存在大量的懸掛鍵，所謂懸掛鍵就是未飽和的離子鍵(沒有與氧原子或其它原子結合的價鍵)。懸掛鍵對半導體器件有多方面的壞影響，如影響半導體器件的精度，影響半導體器件的可靠性等。為減小襯底表面的懸掛鍵的密度，最常用的方法就是采用氫氣退火工藝，讓一些氫原子通過高溫擴散到達襯底的表面并與懸掛鍵結合，從而達到減小半導體襯底表面的懸掛鍵密度的目的。現有技術中氫氣退火工藝都是在鈍化層工藝之后實施，其高溫工藝對金屬與襯底的結合(即合金化)也有一定的作用，所以現有技術中的氫氣退火工藝也稱之為合金工藝。
[0005]氫原子可以擴散滲入氧化硅并在其中擴散運動，但不能擴散穿透鈍化層結構中的氮化硅膜層，也不能擴散穿透金屬層。對于鈍化層中包含有氮化硅膜層的半導體器件而言，因為鈍化層是大面積覆蓋在半導體器件表面、只在設定位置打開若干個小尺寸的(比如90微米X 90微米)的窗口的膜層，而窗口區域的表層為金屬層結構，所以在鈍化層之后執行氫氣退火工藝，氫氣退火工藝中的氫原子不能擴散穿透表層結構(窗口區域為金屬層，窗口之外的區域為鈍化層)到達襯底的表面。鈍化層之后的氫氣退火工藝，其減小襯底表面的懸掛鍵密度的主要機理在于驅使氮化硅膜層中的氫原子滲入氧化硅并擴散至襯底表面與懸掛鍵結合，氮化硅膜層中的氫原子是在氮化硅膜層的化學氣相淀積生長工藝中殘留在膜層中的。但是，這種機制產生的氫原子與襯底表面的懸掛鍵結合的充分度并不高，導致現有技術的鈍化層中包含有氮化硅膜層的半導體器件不能達到高精度、高可靠性的半導體器件要求。如果為了提高消除懸掛鍵的程度而不采用保護效果優越的包含氮化硅膜層的鈍化層，將導致對半導體器件保護不足。
【發明內容】
[0006]本發明提供了一種半導體器件的制造方法，減小了懸掛鍵的密度，提高了半導體器件的質量。
[0007]為達到上述目的，本發明提供以下技術方案:
[0008]一種半導體器件的制造方法，包括如下步驟:
[0009]對半導體器件的襯底采用前段工藝，其中，所述前段工藝是制造半導體器件需要對襯底采用的工藝的集合；
[0010]對經前段工藝處理的襯底采用第一次氫氣退火工藝。
[0011]優選的，所述半導體器件的制造方法還包括如下步驟:
[0012]在經第一次氫氣退火工藝處理的襯底上形成金屬層，其中，金屬層包括金屬互連結構和金屬互連結構之外的氧化硅；
[0013]對包括金屬層的襯底米用第二次氫氣退火工藝。
[0014]優選的，所述半導體器件的制造方法還包括如下步驟:
[0015]在經第二次氫氣退火工藝處理的包括金屬層的襯底上形成鈍化層；
[0016]對包括鈍化層和金屬層的襯底采用第三次氫氣退火工藝。
[0017]優選的，所述第一次氫氣退火工藝的工藝溫度是200?700攝氏度，所述第一次氫氣退火工藝的氣體是氫氣或氫氣和與其不反應的惰性氣體的混合氣體。
[0018]優選的，第二次氫氣退火工藝的工藝溫度是200?475攝氏度，第二次氫氣退火工藝的氣體是氫氣或氫氣和與其不反應的惰性氣體的混合氣體。
[0019]優選的，第三次氫氣退火工藝的工藝溫度是200?475攝氏度，第三次氫氣退火工藝的氣體是氫氣或氫氣和與其不反應的惰性氣體的混合氣體。
[0020]優選的，所述金屬層包括一層金屬互連結構，金屬互連結構內通過氧化硅絕緣。
[0021]優選的，所述金屬層包括多層金屬互連結構，相鄰層的金屬互連結構之間通過氧化硅絕緣，同層的金屬互連結構內通過氧化硅絕緣。
[0022]優選的，所述鈍化層是包括氧化硅膜層和氮化硅膜層的疊加層。
[0023]優選的，所述前段工藝包括但不限于在襯底上定義工作區和場區的工藝，制作N型摻雜區、P型摻雜區和接觸孔的工藝。
[0024]本發明提供的半導體器件的制造方法，在對襯底采用前段工藝以后，直接對經前段工藝處理的襯底采用第一次氫氣退火工藝，第一次氫氣退火工藝中的氫原子沒有任何阻擋，可以很容易到達襯底的表面并與襯底表面的懸掛鍵結合，減小了懸掛鍵的密度，提高了半導體器件的質量。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明的半導體器件的制造方法的第一個實施例的流程圖；
[0026]圖2為本發明的半導體器件的制造方法的第二個實施例的流程圖；
[0027]圖3為本發明的半導體器件的制造方法的第三個實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0029]本發明的第一個實施例的半導體器件的制造方法，如圖1所示，包括如下步驟:
[0030]步驟101:對半導體器件的襯底采用前段工藝，其中，前段工藝是制造半導體器件需要對襯底采用的工藝的集合；
[0031]步驟102:對經前段工藝處理的襯底采用第一次氫氣退火工藝