具体实施方式

为了清楚理解本申请的技术方案，首先对相关技术的方案进行详细介绍。

相关技术中，通常采用沉积的工艺在盲孔内填充填充材料。等离子体增强化学气相沉积工艺(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)沉积速率较高，因而通常被使用进行盲孔的填充，该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。然而，由于等离子体的活性溅射原理，在进行等离子体增强化学气相沉积填充盲孔时，沉积层的厚度沿孔口到孔底的方向逐渐减小。对于高深宽比的盲孔来说，在盲孔内沉积填充材料时，孔口处的填充材料容易提前封口，进而造成盲孔内产生空隙，进而影响半导体结构的性能。

有鉴于此，本申请实施例提供一种半导体结构制作方法及半导体结构，包括：在盲孔上形成钝化层，钝化层的厚度沿孔口到孔底的方向逐渐减小；向盲孔内填充填充材料，钝化层与填充材料反应，以使得填充材料先充满钝化层和孔底之间的盲孔，直至钝化层被耗尽，以形成第一填充部；向盲孔内填充填充材料，直至填充材料充满盲孔。与相关技术中直接向盲孔内填充填充材料相比，使填充材料先充满钝化层和孔底之间的盲孔，从而减小盲孔的孔深，再使填充材料充满盲孔，进而避免盲孔内出现空隙，提高了半导体结构的性能。

为了使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请实施例提供的半导体结构制作方法具体包括如下步骤：

S101、提供衬底10，衬底10上具有盲孔11。

本实施例中，衬底10可以为半导体基底，例如单晶硅、多晶硅或非晶结构的硅或硅锗(SiGe)，也可以为混合的半导体结构，例如碳化硅、锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓或锑化镓、合金半导体或其组合，本实施例在此不对其进行限制。

S102、形成阻挡层20，阻挡层20覆盖盲孔11的孔壁和孔底。

参照图2，阻挡层20还覆盖在衬底10的表面，阻挡层20用于隔离衬底10和填充材料，进而防止衬底10受到损伤。

可选的，采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成阻挡层20，以便加快沉积速率，缩短半导体结构的制作时间。为便于理解本实施例，下面简要描述等离子体增强化学气相沉积工艺的原理：等离子体增强化学气相沉积工艺是在低气压下，利用低温等离子体在工艺腔体的阴极上(也即，样品放置的托盘上)产生辉光放电，利用辉光放电使样品加热到预定温度，然后通入适量的工作气体，这些气体经过一系列的化学反应和等离子体反应，最终在样品表面形成固态薄膜。

由于等离子体的活性溅射原理，阻挡层20的厚度沿盲孔11的孔口至孔底逐渐减小，也即，靠近盲孔11的孔口的阻挡层20厚度大于靠近盲孔11的孔底的阻挡层20厚度。

本实施例中，阻挡层20的材质可以包括二氧化硅。在一种可能的实现方式中，阻挡层20的材质还可以包括氮化硅和氮氧化硅。

可选的，阻挡层20与填充材料的材质相同，以便后续阻挡层20与填充材料能够形成一体结构，有利于实现半导体结构的性能。

S103、在阻挡层20上形成钝化层30，钝化层30的厚度沿孔口到孔底的方向逐渐减小。

参照图3，钝化层30用于与后续填充的填充材料反应，以使填充材料形成于盲孔11的孔底。示例性的，可以采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成钝化层30，以使靠近盲孔11孔口的钝化层30厚度大于靠近盲孔11孔底的钝化层30的厚度。本实施例中，钝化层30的厚度沿孔口到孔底的方向逐渐减小至零，也即，钝化层30与盲孔11的孔底具有第一距离。

可选的，本实施例中，形成钝化层30的步骤包括：通入第一工作气体，以便后续形成能够覆盖在盲孔11孔壁的钝化层30。

在形成钝化层30的步骤中，通入第一工作气体之后的步骤还包括：通过电场分解形成第一反应物和第一副产物，第一副产物用于与填充材料反应。

需要说明的是，第一工作气体由反应室的进气口进入炉腔内，第一工作气体逐渐扩散到半导体结构的表面，第一工作气体在电场的作用下，分解成为第一反应物和第一副产物，其中第一反应物和第一副产物以化学键的形成吸附在阻挡层20的表面，并逐渐形成连续的薄膜状态。

可选的，第一工作气体包括惰性气体和氢气，第一反应物包括惰性气体离子，第一副产物包括氢离子。

惰性气体例如可以包括氩气、氦气等等。以通入的第一工作气体包括氩气和氢气为例，氩气和氢气在电场的作用下分解为氩离子和氢离子，并且，氩离子和氢离子被吸附在阻挡层20的表面，并与盲孔11的孔底具有第一距离，以形成钝化层30。

S104、向盲孔11内填充填充材料，钝化层30与填充材料反应，以使得填充材料先充满钝化层30和孔底之间的盲孔11，直至钝化层30被耗尽，以形成第一填充部21。

示例性的，如图4所示，第一填充部21位于盲孔11内，且充满钝化层30与孔底之间的盲孔11。形成第一填充部21以后，钝化层30被耗尽。此时，盲孔11内填充有阻挡层20以及覆盖在阻挡层20外的第一填充部21，由于第一填充部21充满了盲孔11的孔底，使得盲孔11的孔深相对降低，有利于后续填充填充材料时，避免出现空隙，进而提高半导体结构的性能。

可选的，本实施例中，向盲孔11内填充填充材料，钝化层30与填充材料反应，以使得填充材料先充满钝化层30和孔底之间的盲孔11，直至钝化层30被耗尽，以形成第一填充部21的步骤包括：

采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成第一填充部21，以便加快沉积速率，缩短半导体结构的制作时间。

可选的，本实施例中，形成第一填充部21的步骤包括：通入第二工作气体和填充原料，以便后续形成第一填充部21。

在形成第一填充部21的步骤中，通入第二工作气体以后的步骤还包括：在电场分解的条件下，第二工作气体和填充原料反应生成填充材料，部分第二工作气体与氢离子反应生成第二副产物。

需要说明的是，第二工作气体和填充原料由反应室的进气口进入炉腔内，第二工作气体和填充原料逐渐扩散到半导体结构的表面，扩散到盲孔11孔底的第二工作气体和填充原料在电场的作用下，反应成为填充材料，填充材料以化学键的形成吸附在阻挡层20的表面，并逐渐形成连续的薄膜状态，直至形成第一填充部21。扩撒到钝化层30表面的第二工作气体与氢离子反应生成第二副产物，以使钝化层30被消耗。由于第二工作气体被氢离子消耗，使得钝化层30的表面无法形成填充材料。

可选的，形成第一填充部21的步骤还包括：在部分第二工作气体与氢离子反应生成第二副产物之后，还需要排出第二副产物，进而避免第二副产物影响后续制程。

可选的，第二工作气体包括氧气，填充原料包括正硅酸乙酯，填充材料为二氧化硅，第二副产物为水。

本实施例中，正硅酸乙酯与氧气在电场的作用下形成的产物包括二氧化硅，部分氧气还与氢离子反应生成水。值得说明的是，在真空泵的作用下，水从反应室的出气口排出。

S105、向盲孔11内填充填充材料，直至填充材料充满盲孔11。

示例性的，参照图7，向盲孔11内再次填充填充材料时，填充材料覆盖在第一填充部21以及阻挡层20上，由于第一填充部21充满了盲孔11的孔底，使得盲孔11的孔深相对降低，避免填充材料提前封口，有利于填充材料充满盲孔11，从而提高半导体结构的性能。

可选的，向盲孔11内填充填充材料，直至填充材料充满盲孔11的步骤包括：采用等离子体增强化学气相沉积工艺填充填充材料，以便加快沉积速率，缩短半导体结构的制作时间。

可选的，本实施例中，向盲孔11内填充填充材料，直至填充材料充满盲孔11的步骤，具体包括：通入第三工作气体和填充原料，以便后续填充材料充满盲孔11。

在向盲孔11内填充填充材料的步骤中，通入第三工作气体和填充原料以后的步骤还包括：在电场分解的条件下，第三工作气体和填充原料反应生成填充材料。

需要说明的是，第三工作气体和填充原料由反应室的进气口进入炉腔内，第三工作气体和填充原料逐渐扩散到半导体结构的表面，第三工作气体和填充原料在电场的作用下，反应成为填充材料，由于此时钝化层30已被耗尽，填充材料以化学键的形成吸附在阻挡层20以及第一填充部21的表面，并逐渐形成连续的薄膜状态，直至盲孔11被充满。

可选的，第三工作气体包括氧气，填充原料包括正硅酸乙酯，填充材料为二氧化硅。

本实施例中，正硅酸乙酯与氧气在电场的作用下形成的产物包括二氧化硅。需要说明的是，由于本实施例中，第二工作气体与第三工作气体均为氧气，使得盲孔11内填充的填充材料能够形成一体结构，有利于实现半导体结构的性能。在另一些示例中，根据实际的需要，第二工作气体与第三工作气体还可以通入不同的气体作为氧化剂，从而使得盲孔11内填充有不同材质的填充物。当然，根据实际的需要，还可以使用不同的填充原料，例如硅烷、含硅有机分子等，在此不做限定。

本申请实施例提供的半导体结构制作方法及半导体结构，包括：提供衬底10，衬底10上具有盲孔11；形成阻挡层20，阻挡层20覆盖盲孔11的孔壁和孔底；在阻挡层20上形成钝化层30，钝化层30的厚度沿孔口到孔底的方向逐渐减小；向盲孔11内填充填充材料，钝化层30与填充材料反应，以使得填充材料先充满钝化层30和孔底之间的盲孔11，直至钝化层30被耗尽，以形成第一填充部21；向盲孔11内填充填充材料，直至填充材料充满盲孔11。与相关技术中直接向盲孔11内填充填充材料相比，使填充材料先充满钝化层30和孔底之间的盲孔11，从而减小盲孔11的孔深，再使填充材料充满盲孔11，进而避免盲孔11内出现空隙，提高了半导体结构的性能。

需要说明的是，随着盲孔11的孔深的增加，为进一步防止在填充填充材料时，盲孔11内出现空隙，还可以在形成第一填充部21的步骤之后，在阻挡层20上形成环状的中间钝化层31，中间钝化层31与第一填充部21之间具有预设距离。

示例性的，参照图5，中间钝化层31用于与后续填充的填充材料反应，以使填充材料覆盖在第一填充部21上。示例性的，可以采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成中间钝化层31，以使靠近盲孔11孔口的中间钝化层31厚度大于靠近盲孔11孔底的中间钝化层31的厚度。本实施例中，中间钝化层31的厚度沿孔口到孔底的方向逐渐减小至零，也即，中间钝化层31与盲孔11的孔底具有预设距离。

本实施例中，中间钝化层31的材质与形成过程可以与钝化层30相同：氩气和氢气由反应室的进气口进入炉腔内，氩气和氢气逐渐扩散到半导体结构的表面，氩气和氢气在电场的作用下，分解成为氩离子和氢离子，并以化学键的形成吸附在阻挡层20的表面，并逐渐形成连续的薄膜状态。

在形成第一填充部21的步骤之后，在阻挡层20上形成环状的中间钝化层31之后还包括：向盲孔11内填充填充材料，中间钝化层31与填充材料反应，以使得填充材料先充满中间钝化层31和第一填充部21之间的盲孔11，直至中间钝化层31被耗尽，以形成中间填充层22。

示例性的，参照图6，中间填充层22覆盖在第一填充部21上，中间钝化层31被耗尽，也即，中间钝化层31消失。此时，盲孔11内填充有阻挡层20以及覆盖在阻挡层20外的第一填充部21和中间填充层22，由于第一填充部21和中间填充层22充满了部分盲孔11，使得盲孔11的孔深进一步降低，有利于后续填充填充材料时，避免出现空隙，进而提高半导体结构的性能。

本实施例中，中间填充层22的材质与形成过程可以与第一填充部21相同：正硅酸乙酯与氧气由反应室的进气口进入炉腔内，正硅酸乙酯与氧气逐渐扩散到半导体结构的表面，扩散到盲孔11孔底的正硅酸乙酯与氧气在电场的作用下，反应成为二氧化硅，二氧化硅以化学键的形成吸附在阻挡层20以及第一填充部21的表面，并逐渐形成连续的薄膜状态，直至形成中间填充层22。扩散到中间钝化层31表面的氧气与氢离子反应生成水，以使中间钝化层31被消耗。由于氧气被氢离子消耗，使得中间钝化层31的表面无法形成二氧化硅。

可选的，本实施例中，向盲孔11内填充填充材料，直至填充材料充满盲孔11的步骤还包括：在中间钝化层31被耗尽后，向盲孔11内填充填充材料，直至填充材料充满盲孔11。

示例性的，向盲孔11内再次填充填充材料时，填充材料覆盖在中间填充层22以及阻挡层20上，由于第一填充部21和中间填充层22充满了盲孔11的孔底，使得盲孔11的孔深进一步降低，避免填充材料提前封口，有利于填充材料充满盲孔11，从而提高半导体结构的性能。

本实施例中，填充材料的材质和形成过程与上述填充材料可以相同：正硅酸乙酯与氧气由反应室的进气口进入炉腔内，正硅酸乙酯与氧气逐渐扩散到半导体结构的表面，正硅酸乙酯与氧气在电场的作用下，反应成为二氧化硅，由于此时钝化层30已被耗尽，二氧化硅以化学键的形成吸附在阻挡层20以及中间填充层22的表面，并逐渐形成连续的薄膜状态，直至盲孔11被充满。

值得说明的是，根据盲孔11孔深的不同，可能需要多次重复进行形成中间钝化层31以及中间填充层22的操作，以便进一步避免填充材料提前封口，有利于填充材料充满盲孔11，从而提高半导体结构的性能。

继续参照附图，本实施例中形成的填充材料还覆盖在衬底10的表面，由于活性溅射原理，填充材料重满盲孔11以后，衬底10的表面呈现凹凸不平的形貌，后续还需对衬底10表面的填充材料进行平坦化处理，以避免影响后续制程。

本申请实施例还提供一种半导体结构，该半导体结构使用上述的半导体结构制作方法制作。

该半导体结构包括衬底10，衬底10上设置有盲孔11，盲孔11内填充有填充材料。其中，盲孔11内填充填充材料的过程，具体包括：提供衬底10，衬底10上具有盲孔11；形成阻挡层20，阻挡层20覆盖盲孔11的孔壁和孔底；在阻挡层20上形成钝化层30，钝化层30的厚度沿孔口到孔底的方向逐渐减小；向盲孔11内填充填充材料，钝化层30与填充材料反应，以使得填充材料先充满钝化层30和孔底之间的盲孔11，直至钝化层30被耗尽，以形成第一填充部21；向盲孔11内填充填充材料，直至填充材料充满盲孔11。与相关技术中直接向盲孔11内填充填充材料相比，使填充材料先充满钝化层30和孔底之间的盲孔11，从而减小盲孔11的孔深，再使填充材料充满盲孔11，进而避免盲孔11内出现空隙，提高了半导体结构的性能。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。