[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 202010585384.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN113838752B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 周飛
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06
• 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: 吳凡

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底包括襯底和位于所述襯底上的第一摻雜層；

在所述第一摻雜層上形成犧牲材料層；

在所述犧牲材料層上形成介電材料層；

形成貫穿所述介電材料層和犧牲材料層，且與所述第一摻雜層連接的半導體溝道柱；

形成所述半導體溝道柱后，去除所述介電材料層；

去除所述介電材料層后，在所述半導體溝道柱的側壁以及所述犧牲材料層上形成功函數層；

形成所述功函數層后，刻蝕遠離所述半導體溝道柱的所述犧牲材料層，剩余的靠近所述半導體溝道柱的所述犧牲材料層作為犧牲層；

去除所述犧牲層，在所述功函數層和襯底之間形成隔離槽；

在所述隔離槽中形成隔離層。

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，在所述第一摻雜層上形成所述犧牲材料層的步驟中，所述犧牲材料層的厚度為3納米至8納米。

3.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，去除所述犧牲層的步驟中，所述犧牲層和第一摻雜層的刻蝕選擇比大于10。

4.如權利要求1或3所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述犧牲材料層的材料包括鍺化硅。

5.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，采用濕法刻蝕工藝去除所述犧牲層。

6.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，采用選擇性外延生長工藝在所述第一摻雜層上形成犧牲材料層。

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，所述半導體結構的形成方法還包括：形成所述功函數層后，形成犧牲層前，在所述半導體溝道柱的側壁上形成保護層；

所述半導體結構的形成方法還包括：在所述隔離槽中形成隔離層后，去除所述保護層。

8.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述保護層的材料包括：SiON、SiBCN、SiCN、摻雜碳的SiN和摻雜氧的SiN中的一種或多種。

9.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，以垂直于所述半導體溝道柱側壁的方向為橫向；

在所述半導體溝道柱的側壁上形成保護層的步驟中，所述保護層的橫向尺寸為2納米至8納米。

10.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，刻蝕所述犧牲材料層，形成犧牲層的步驟包括：形成覆蓋所述保護層和半導體溝道柱的遮擋層；以所述遮擋層為掩膜刻蝕所述犧牲材料層，形成所述犧牲層；

所述半導體結構的形成方法還包括：形成所述犧牲層后，去除所述遮擋層。

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，在所述隔離槽中形成隔離層的步驟包括：在所述半導體溝道柱露出的所述襯底上形成隔離材料層，所述隔離材料層覆蓋所述半導體溝道柱的頂部；回刻蝕部分厚度的所述隔離材料層，剩余的所述隔離材料層作為隔離層。

12.如權利要求11所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，采用流動式化學氣相沉積工藝形成所述隔離材料層。

13.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述半導體結構的形成方法還包括：形成所述隔離層后，在所述功函數層上形成柵極材料層；

去除部分厚度的所述柵極材料層，露出所述半導體溝道柱的頂部，剩余的所述柵極材料層作為柵極層；

去除露出所述柵極層的功函數層，所述柵極層和剩余的功函數層作為柵極結構。