[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體晶體管的制備方法和結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711226548.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN108074866A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 睿力集成電路有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8232
• 分類號(hào): H01L21/8232;H01L27/088;H01L21/768
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王華英

1.一種半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法至少包含以下步驟：

步驟S1、提供一半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成柵極導(dǎo)電層和柵極絕緣層，通過刻蝕形成柵極結(jié)構(gòu)；

步驟S2、于所述柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁依次形成柵絕緣側(cè)壁和犧牲側(cè)壁，相鄰的兩所述犧牲側(cè)壁圍成第一凹槽；

步驟S3、于所述犧牲側(cè)壁圍成的所述第一凹槽中形成栓導(dǎo)電層，通過刻蝕形成由若干第二凹槽隔離的若干栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；

步驟S4、于所述栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的所述第二凹槽中形成栓絕緣結(jié)構(gòu)；

步驟S5、去除所述犧牲側(cè)壁，以于所述柵絕緣側(cè)壁及所述栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間形成空氣間隙；

步驟S6、于所述空氣間隙上形成絕緣封口層，以將所述空氣間隙封閉成空氣側(cè)壁。

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，于所述栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間形成所述栓絕緣結(jié)構(gòu)的方法包括：

在步驟S4中，于所述犧牲側(cè)壁、所述栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的側(cè)壁及所述半導(dǎo)體襯底的上表面形成栓絕緣側(cè)壁，所述栓絕緣側(cè)壁包圍形成空氣間隔室；并在步驟S6形成所述絕緣封口層的同時(shí)，將所述空氣間隔室封閉成空氣絕緣結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，于各栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間形成所述栓絕緣結(jié)構(gòu)的方法包括：

在步驟S4中，于所述犧牲側(cè)壁、所述栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的側(cè)壁及所述半導(dǎo)體襯底的上表面包圍的所述第二凹槽中填充形成絕緣層。

4.如權(quán)利要求1、2或3所述的半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，形成所述絕緣封口層的方法包括原子層沉積，通過多個(gè)沉積過程的循環(huán)實(shí)現(xiàn)原子層沉積，其中單個(gè)循環(huán)的沉積過程包括第一前驅(qū)體在所述空氣間隙的側(cè)壁表面化學(xué)吸附形成單原子層，通過惰性氣體吹洗去除多余的所述第一前驅(qū)體，第二前驅(qū)體與所述單原子層發(fā)生反應(yīng)形成絕緣封口膜層，通過惰性氣體吹洗去除多余的所述第二前驅(qū)體。

5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一前驅(qū)體以脈沖的方式進(jìn)入反應(yīng)腔，并化學(xué)吸附在所述空氣間隙的側(cè)壁表面，此時(shí)機(jī)臺(tái)后端主閥打開比率介于60％至100％之間。

6.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一前驅(qū)體以脈沖的方式進(jìn)入反應(yīng)腔，在所述空氣間隙的側(cè)壁表面化學(xué)吸附反應(yīng)的時(shí)間介于1秒至3秒之間。

7.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，采用原子層沉積法沉積氮化硅形成所述絕緣封口層，第一前驅(qū)體包括二氯化硅烷，第二前驅(qū)體包括氨氣，單個(gè)循環(huán)的沉積時(shí)間介于20秒至60秒之間，過程溫度介于400度至700度之間。

8.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，采用原子層沉積法沉積二氧化硅以形成所述絕緣封口層，第一前驅(qū)體包括單丙基胺硅，第二前驅(qū)體包括氧氣，單個(gè)循環(huán)的沉積時(shí)間介于20秒至60秒之間，過程溫度包括25度。

9.一種半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)至少包括：

半導(dǎo)體襯底；

柵極結(jié)構(gòu)，位于所述半導(dǎo)體襯底的上表面，包括柵極導(dǎo)電層及位于所述柵極導(dǎo)電層上的柵極絕緣層；

柵絕緣側(cè)壁，位于所述柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁；

栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，位于所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，相鄰的所述栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間通過栓絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行電學(xué)隔離；其中，所述栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和所述柵極結(jié)構(gòu)之間的間隙大于所述柵絕緣側(cè)壁的沉積厚度，以于所述柵絕緣側(cè)壁及所述栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間形成空氣間隙；及，

第一絕緣封口層，形成于所述空氣間隙上，以將所述空氣間隙封閉成空氣側(cè)壁。

10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一絕緣封口層局部填入在所述柵絕緣側(cè)壁及所述栓導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的空氣間隙開口，所述第一絕緣封口層的往內(nèi)填入深度不超過水平于所述柵極導(dǎo)電層頂面的平面高度。