[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010071747.1
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN113223961B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海洋;劉盼盼;遲帥杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（天津）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 上海知錦知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 王立娜;湯陳龍

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底上形成懸空的納米片結(jié)構(gòu)，其中，所述納米片結(jié)構(gòu)用于作為形成溝道材料層的框架；

在所述納米片結(jié)構(gòu)上形成包裹所述納米片結(jié)構(gòu)的溝道材料層；

去除所述溝道材料層內(nèi)的納米片結(jié)構(gòu)，形成具有空心結(jié)構(gòu)的溝道層，所述空心結(jié)構(gòu)在后續(xù)工藝中不被填充。

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述溝道材料層的厚度為1nm~10nm。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述去除所述溝道材料層內(nèi)的納米片結(jié)構(gòu)，形成具有空心結(jié)構(gòu)的溝道層，包括：

在基底上形成固定所述納米片結(jié)構(gòu)的中間結(jié)構(gòu)，所述納米片結(jié)構(gòu)橫穿所述中間結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；

以所述中間結(jié)構(gòu)為掩膜，去除所述中間結(jié)構(gòu)側(cè)面的納米片結(jié)構(gòu)及包裹所述納米片結(jié)構(gòu)的溝道材料層，在所述中間結(jié)構(gòu)側(cè)面暴露所述溝道材料層的截面；

以暴露的所述溝道材料層的截面為切入口，去除所述溝道材料層內(nèi)的納米片結(jié)構(gòu)，形成具有空心結(jié)構(gòu)的溝道層。

4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述中間結(jié)構(gòu)為偽柵層；或所述中間結(jié)構(gòu)為偽柵結(jié)構(gòu)，所述偽柵結(jié)構(gòu)包括偽柵層和位于所述偽柵層側(cè)壁的側(cè)墻。

5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述中間結(jié)構(gòu)為偽柵層，所述去除所述中間結(jié)構(gòu)側(cè)面的納米片結(jié)構(gòu)及包裹所述納米片結(jié)構(gòu)的溝道材料層的步驟之后，所述去除所述溝道材料層內(nèi)的納米片結(jié)構(gòu)的步驟之前，還包括：

去除部分所述偽柵層的側(cè)壁，以使所述偽柵層側(cè)面露出部分所述溝道材料層；

形成覆蓋所述偽柵層的側(cè)壁的側(cè)墻，其中，所述側(cè)墻至少暴露所述溝道材料層的截面，所述偽柵層和位于所述偽柵層側(cè)壁的側(cè)墻為偽柵結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述中間結(jié)構(gòu)為偽柵結(jié)構(gòu)，所述在基底上形成固定所述納米片結(jié)構(gòu)的中間結(jié)構(gòu)的步驟，包括：

在所述基底上形成覆蓋所述納米片結(jié)構(gòu)的偽柵材料層；

圖形化所述偽柵材料層，形成延伸方向與所述納米片結(jié)構(gòu)的延伸方向交叉且垂直的偽柵層；

在所述偽柵層兩側(cè)形成覆蓋所述偽柵層側(cè)壁的側(cè)墻，以所述偽柵層和所述側(cè)墻為所述中間結(jié)構(gòu)。

7.如權(quán)利要求5或6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述形成具有空心結(jié)構(gòu)的溝道層的步驟之后，還包括：

在所述偽柵結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成源漏摻雜層，所述源漏摻雜層與所述溝道層相接。

8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述基底包括支撐區(qū)和器件區(qū)，所述在所述基底上形成懸空的納米片結(jié)構(gòu)，包括：

在所述基底的支撐區(qū)和器件區(qū)上形成堆疊層，所述堆疊層包括交替堆疊的犧牲層和納米片層，其中，位于支撐區(qū)域的犧牲層內(nèi)具有摻雜離子；

去除所述器件區(qū)內(nèi)的犧牲層，形成懸空的納米片結(jié)構(gòu)。

9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述在所述基底的支撐區(qū)和器件區(qū)上形成堆疊層的步驟中，形成有多個納米片層，其中，越靠近所述基底，所述納米片層的厚度越大。

10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述在所述基底的支撐區(qū)和器件區(qū)上形成堆疊層的步驟中，形成有多個納米片層，其中，越靠近所述基底，所述納米片層的寬度越大。

11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，采用外延工藝在所述納米片結(jié)構(gòu)上形成包裹所述納米片結(jié)構(gòu)的溝道材料層。

12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述溝道材料層的材料為硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵或鎵化銦。