[發明專利]半導體結構及其制備工藝以及半導體器件

在審

• 申請號: 201811345558.8
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN111180417A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 林鼎佑;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L21/768
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 袁禮君;闞梓瑄

1.一種半導體結構，其特征在于，所述半導體結構包括：

硅基層；

第一氧化物層和第二氧化物層，由下至上依序設于所述硅基層上，所述第二氧化物層的上表面開設有容納槽；

阻擋層，設于所述第二氧化物層之上，所述阻擋層的材質硬度大于所述第二氧化物層的材質硬度；

硅穿孔，開設于所述硅基層、所述第一氧化物層和所述第二氧化物層并填充有導電材料，所述硅穿孔的上端顯露于所述容納槽的槽底；以及

電極，設于所述容納槽內。

2.根據權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述第二氧化物層的材質為氧化硅，所述阻擋層的材質為硅碳氮。

3.根據權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述導電材料包括銅或鎢。

4.根據權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述硅穿孔的上端伸出于所述容納槽的槽底且低于所述容納槽的槽口。

5.根據權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述硅穿孔孔壁設有絕緣層，以將所述硅穿孔與所述硅基層、所述第一氧化物層和所述第二氧化物層絕緣分隔。

6.根據權利要求5所述的半導體結構，其特征在于，所述絕緣層的材質為氧化硅或氮化硅。

7.根據權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述第一氧化物層的材質為氧化硅；和/或，所述第二氧化物層的材質為氧化硅。

8.根據權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述電極的上表面較所述阻擋層的上表面靠近所述硅基層。

9.根據權利要求8所述的半導體結構，其特征在于，所述電極的上表面與所述阻擋層的上表面之間的高差為1納米至5納米。

10.根據權利要求1所述的半導體結構，其特征在于，所述電極的材質包括銅。

11.根據權利要求1～10任一項所述的半導體結構，其特征在于，所述半導體結構還包括：

保護層，設于所述第一氧化物層與所述第二氧化物層之間，所述保護層的材質硬度大于所述第二氧化物層的材質硬度。

12.根據權利要求11所述的半導體結構，其特征在于，所述保護層的材質包括氮氧化硅、碳化硅或硅碳氮。

13.根據權利要求11所述的半導體結構，其特征在于，所述保護層具有彎折部，所述彎折部環繞于所述硅穿孔的位于所述第二氧化物層中的部分的外壁，所述彎折部將所述硅穿孔的該部分與所述第二氧化物層分隔。

14.一種半導體器件，其特征在于，所述半導體器件包括權利要求1～13任一項所述的半導體結構。

15.一種半導體結構的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

設置硅基層，在所述硅基層下表面開設硅穿孔并填充導電材料；

去除所述硅基層的上部，使所述硅穿孔的上端伸出于所述硅基層的上表面；

在所述硅基層的上表面設置第一氧化物層，所述硅穿孔的上端伸出于所述第一氧化物層的上表面；

在所述第一氧化物層的上表面設置第二氧化物層；

在所述第二氧化物層的上表面設置阻擋層，所述阻擋層的材質硬度大于所述第二氧化物層的材質硬度；

圖案化所述阻擋層和所述第二氧化物層，使所述阻擋層和所述第二氧化物層共同形成容納槽，且所述硅穿孔的上端顯露于所述容納槽的槽底；

在所述阻擋層的上表面和所述容納槽內設置金屬導電材料；以及

去除設于所述阻擋層的上表面的金屬導電材料，填充于所述容納槽內的金屬導電材料形成電極。