[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110775623.6
• 申請(qǐng)日: 2021-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115602627A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/8234
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/8234;H01L27/088
• 代理公司: 上海知錦知識(shí)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)，其特征在于，包括：

基底，所述基底包括襯底以及凸立于所述襯底上的鰭部，所述基底包括相鄰的第一器件區(qū)和第二器件區(qū)；

溝道結(jié)構(gòu)層，懸置于所述第一器件區(qū)和第二器件區(qū)的鰭部上，所述溝道結(jié)構(gòu)層在縱向上包括一個(gè)或多個(gè)間隔設(shè)置的溝道層；

隔離層，位于所述第一器件區(qū)和第二器件區(qū)的所述襯底上，且露出所述溝道結(jié)構(gòu)層的側(cè)壁；

介電墻，貫穿所述第一器件區(qū)和第二器件區(qū)交界處的所述溝道結(jié)構(gòu)層、鰭部以及部分厚度的襯底，所述介電墻包括位于所述襯底中的底部介電墻、以及位于所述底部介電墻頂部的頂部介電墻，所述底部介電墻的側(cè)壁相對(duì)于所述溝道結(jié)構(gòu)層的側(cè)壁向內(nèi)凹進(jìn)；

柵介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層保形覆蓋所述溝道結(jié)構(gòu)層的部分頂部、部分側(cè)壁和部分底部、所述溝道層露出的介電墻側(cè)壁、以及所述隔離層的頂部；

柵電極層，位于所述隔離層的頂部且橫跨所述溝道結(jié)構(gòu)層和介電墻，所述柵電極層環(huán)繞覆蓋所述柵介質(zhì)層。

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：保護(hù)層，位于所述頂部介電墻的側(cè)壁和溝道結(jié)構(gòu)層的側(cè)壁之間之間、以及所述頂部介電墻的側(cè)壁和所述柵介質(zhì)層之間。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂部介電墻包括位于所述鰭部和部分厚度的所述襯底中的第一子介電墻、以及位于所述第一子介電墻頂部的第二子介電墻，所述第一子介電墻的側(cè)壁相對(duì)于所述溝道結(jié)構(gòu)層的側(cè)壁向外凸出。

4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一子介電墻和底部介電墻為一體結(jié)構(gòu)，且所述第二子介電墻的材料介電常數(shù)大于所述第一子介電墻的材料介電常數(shù)。

5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，以與所述溝道結(jié)構(gòu)層的延伸方向相垂直的方向?yàn)闄M向，所述底部介電墻的側(cè)壁相對(duì)于所述溝道結(jié)構(gòu)層的側(cè)壁向內(nèi)凹進(jìn)的橫向尺寸為3納米至20納米。

6.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，以與所述溝道結(jié)構(gòu)層的延伸方向相垂直的方向?yàn)闄M向，所述保護(hù)層的橫向尺寸為1納米至3納米。

7.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，以與所述溝道結(jié)構(gòu)層的延伸方向相垂直的方向?yàn)闄M向，所述第一子介電墻的側(cè)壁相對(duì)于所述溝道結(jié)構(gòu)層的側(cè)壁向外凸出的橫向尺寸為1納米至5納米。

8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介電墻的底部至所述襯底頂部的距離為5納米至300納米；所述底部介電墻的厚度為8納米至30納米。

9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介電墻的材料包括氧化硅和碳氮硼化硅中的一種或兩種。

10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保護(hù)層的材料包括SiBCN、SiCN和SiON中的一種或多種。

11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔離層中具有摻雜離子，所述摻雜離子包括Si。

12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述溝道層的材料包括硅、鍺化硅、鍺和Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體材料中的一種或多種；

所述柵介質(zhì)層的材料包括HfO₂、ZrO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTiO、HfZrO、Al₂O₃、SiO₂和La₂O₃中的一種或多種；

所述柵電極層的材料包括TiN、TaN、Ta、Ti、TiAl、W、AL、TiSiN和TiAlC中的一種或多種。