[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>: 202010129505.3
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113327856B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周飛
• 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;H01L29/423
• 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: 高靜

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

提供襯底；

在所述襯底上形成第一半導(dǎo)體摻雜層；

形成分立于所述第一半導(dǎo)體摻雜層上的半導(dǎo)體柱和隔離柱，所述隔離柱的材料為介質(zhì)材料；

形成橫跨半導(dǎo)體柱和隔離柱的初始柵極結(jié)構(gòu)，初始柵極結(jié)構(gòu)覆蓋所述半導(dǎo)體柱頂部和側(cè)壁、隔離柱頂部和側(cè)壁、以及半導(dǎo)體柱與隔離柱之間的第一半導(dǎo)體摻雜層；

去除位于半導(dǎo)體柱的頂部和半導(dǎo)體柱靠近頂部的部分側(cè)壁的初始柵極結(jié)構(gòu)，包圍半導(dǎo)體柱部分側(cè)壁的剩余初始柵極結(jié)構(gòu)用于作為柵極結(jié)構(gòu)，位于隔離柱頂部和側(cè)壁、以及半導(dǎo)體柱和隔離柱之間的第一半導(dǎo)體摻雜層上的剩余初始柵極結(jié)構(gòu)用于作為連接?xùn)艠O；所述隔離柱的頂部高于所述柵極結(jié)構(gòu)的頂部；

對所述半導(dǎo)體柱的頂部進(jìn)行摻雜，形成第二半導(dǎo)體摻雜層；

在形成第二半導(dǎo)體摻雜層、以及形成所述柵極結(jié)構(gòu)和連接?xùn)艠O之后，形成與位于所述隔離柱頂部的連接?xùn)艠O相接觸的柵極插塞。

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，在形成所述半導(dǎo)體柱之后，形成所述隔離柱；

在形成所述半導(dǎo)體柱的步驟中，還在所述第一半導(dǎo)體摻雜層上形成與所述半導(dǎo)體柱分立的偽半導(dǎo)體柱；

形成所述隔離柱的步驟包括：在所述半導(dǎo)體柱和偽半導(dǎo)體柱側(cè)部的第一半導(dǎo)體摻雜層上形成填充層；去除所述偽半導(dǎo)體柱，在所述填充層中形成開口；在所述開口中填充所述隔離柱。

3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述開口中填充所述隔離柱的步驟包括：在所述填充層上形成填充所述開口的隔離材料層；

去除高于所述半導(dǎo)體柱的隔離材料層，填充于開口中的剩余隔離材料層用于作為所述隔離柱。

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，形成所述隔離材料層的工藝包括原子層沉積工藝或化學(xué)氣相沉積工藝。

5.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，去除高于所述半導(dǎo)體柱的隔離材料層的工藝包括化學(xué)機(jī)械研磨工藝。

6.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述開口中填充隔離柱后，在形成所述初始柵極結(jié)構(gòu)之前，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法還包括：回刻蝕部分厚度的所述填充層，剩余的填充層用于作為隔離層，所述隔離層覆蓋所述半導(dǎo)體柱和隔離柱的部分側(cè)壁；

形成所述初始柵極結(jié)構(gòu)的步驟中，初始柵極結(jié)構(gòu)形成在隔離層上。

7.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，所述隔離柱的材料包括氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氮氧化硅、碳氮化硅或碳氮硼化硅。

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，形成所述隔離柱的步驟中，所述隔離柱與所述半導(dǎo)體柱相鄰。

9.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，所述半導(dǎo)體柱和隔離柱之間的距離為8nm至40nm。

10.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，形成所述初始柵極結(jié)構(gòu)的工藝包括原子層沉積工藝。

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，在形成所述初始柵極結(jié)構(gòu)之后，去除位于半導(dǎo)體柱的頂部和半導(dǎo)體柱靠近頂部的部分側(cè)壁的初始柵極結(jié)構(gòu)之前，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法還包括：在所述半導(dǎo)體柱和隔離柱側(cè)部的第一半導(dǎo)體摻雜層上形成第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層的頂面低于所述半導(dǎo)體柱的頂部，且暴露出半導(dǎo)體柱靠近頂部的部分側(cè)壁；

去除位于半導(dǎo)體柱的頂部和半導(dǎo)體柱靠近頂部的部分側(cè)壁的初始柵極結(jié)構(gòu)的步驟中，去除所述第一介質(zhì)層露出的位于半導(dǎo)體柱頂部和側(cè)壁的初始柵極結(jié)構(gòu)。