[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 202010129505.3
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113327856B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 周飛
• 申請（專利權）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: 上海知錦知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 高靜

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成第一半導體摻雜層；

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

形成橫跨半導體柱和隔離柱的初始柵極結構，初始柵極結構覆蓋所述半導體柱頂部和側壁、隔離柱頂部和側壁、以及半導體柱與隔離柱之間的第一半導體摻雜層；

去除位于半導體柱的頂部和半導體柱靠近頂部的部分側壁的初始柵極結構，包圍半導體柱部分側壁的剩余初始柵極結構用于作為柵極結構，位于隔離柱頂部和側壁、以及半導體柱和隔離柱之間的第一半導體摻雜層上的剩余初始柵極結構用于作為連接柵極；所述隔離柱的頂部高于所述柵極結構的頂部；

對所述半導體柱的頂部進行摻雜，形成第二半導體摻雜層；

在形成第二半導體摻雜層、以及形成所述柵極結構和連接柵極之后，形成與位于所述隔離柱頂部的連接柵極相接觸的柵極插塞。

2.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述半導體柱之后，形成所述隔離柱；

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

形成所述隔離柱的步驟包括：在所述半導體柱和偽半導體柱側部的第一半導體摻雜層上形成填充層；去除所述偽半導體柱，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.如權利要求2所述的半導體結構的形成方法，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.如權利要求3所述的半導體結構的形成方法，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氣相沉積工藝。

5.如權利要求3所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，去除高于所述半導體柱的隔離材料層的工藝包括化學機械研磨工藝。

6.如權利要求2所述的半導體結構的形成方法，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構之前，所述半導體結構的形成方法還包括：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體柱和隔離柱的部分側壁；

形成所述初始柵極結構的步驟中，初始柵極結構形成在隔離層上。

7.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，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.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，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體柱相鄰。

9.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述半導體柱和隔離柱之間的距離為8nm至40nm。

10.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成所述初始柵極結構的工藝包括原子層沉積工藝。

11.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述初始柵極結構之后，去除位于半導體柱的頂部和半導體柱靠近頂部的部分側壁的初始柵極結構之前，所述半導體結構的形成方法還包括：在所述半導體柱和隔離柱側部的第一半導體摻雜層上形成第一介質層，所述第一介質層的頂面低于所述半導體柱的頂部，且暴露出半導體柱靠近頂部的部分側壁；

去除位于半導體柱的頂部和半導體柱靠近頂部的部分側壁的初始柵極結構的步驟中，去除所述第一介質層露出的位于半導體柱頂部和側壁的初始柵極結構。