[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111103889.2
• 申請(qǐng)日: 2021-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113555318B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊家誠(chéng);范綱倫;葛峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 晶芯成（北京）科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8234
• 分類號(hào): H01L21/8234;H01L21/265;H01L27/088;H01L29/06;H01L29/423
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王積毅

本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法包括：在所述襯底上蝕刻多個(gè)溝槽，以將所述襯底區(qū)分為多個(gè)有源結(jié)構(gòu)；在所述有源結(jié)構(gòu)上由下而上形成第一摻雜區(qū)、柵極區(qū)和第二摻雜區(qū)；并在所述溝槽內(nèi)沉積隔離結(jié)構(gòu)；在隔離結(jié)構(gòu)內(nèi)依次沉積金屬層和第一半導(dǎo)體層，以形成源極線；在所述隔離結(jié)構(gòu)和所述有源結(jié)構(gòu)上共用柵極，且所述共用柵極覆蓋所述柵極區(qū)。通過(guò)本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，改善半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的短溝道效應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

短溝道效應(yīng)是指當(dāng)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)電溝道長(zhǎng)度降低到十幾納米、甚至幾納米量級(jí)時(shí)，晶體管出現(xiàn)的一些效應(yīng)。這些效應(yīng)主要包括閾值電壓隨著溝道長(zhǎng)度降低而降低、漏致勢(shì)壘降低、載流子表面散射、速度飽和、離子化和熱電子效應(yīng)。

當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體集成的要求越來(lái)越高，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的源極與漏極之間的溝槽長(zhǎng)度也越來(lái)越短，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的短溝道效應(yīng)越來(lái)越明顯，易導(dǎo)致半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)組成的集成電路的源極與漏極之間穿通，器件失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，通過(guò)本發(fā)明提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，可改善半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的短溝道效應(yīng)，且減小半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的體積。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括：

提供一襯底；

在所述襯底上蝕刻多個(gè)溝槽，以將所述襯底區(qū)分為多個(gè)有源結(jié)構(gòu)；

在所述有源結(jié)構(gòu)外側(cè)形成環(huán)繞的阻擋結(jié)構(gòu)，以定義柵極區(qū)；

在所述有源結(jié)構(gòu)上植入離子，在所述柵極區(qū)靠近有源結(jié)構(gòu)的底部一側(cè)形成第一摻雜區(qū)，在所述柵極區(qū)靠近所述有源結(jié)構(gòu)的頂部一側(cè)形成第二摻雜區(qū)；

在所述溝槽內(nèi)沉積第一隔離結(jié)構(gòu)，并蝕刻所述溝槽一側(cè)的第一隔離結(jié)構(gòu)，以形成開(kāi)口，且所述開(kāi)口與所述溝槽底部具有預(yù)設(shè)距離；

在所述開(kāi)口內(nèi)依次沉積金屬層和第一半導(dǎo)體層，且所述第一半導(dǎo)體層與所述第一摻雜區(qū)接觸；

在所述第一半導(dǎo)體層上方沉積第二隔離結(jié)構(gòu)，并蝕刻所述第二隔離結(jié)構(gòu)，以暴露所述柵極區(qū)和所述第二摻雜區(qū)；以及

在所述第二隔離結(jié)構(gòu)和所述有源結(jié)構(gòu)上形成共用柵極，且所述共用柵極覆蓋所述柵極區(qū)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述阻擋結(jié)構(gòu)包括犧牲氧化層和多晶硅層，所述犧牲氧化層包覆所述柵極區(qū)，所述多晶硅層包覆所述犧牲氧化層。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，形成所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)時(shí)，離子植入的方向與所述溝槽的側(cè)壁所呈角度等于或大于15度。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法還包括：在所述開(kāi)口內(nèi)沉積隔離層，所述隔離層位于所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述金屬層之間、所述金屬層和所述有源結(jié)構(gòu)之間。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述共用柵極包括環(huán)形柵極結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形柵極結(jié)構(gòu)包覆所述柵極區(qū)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述共用柵極包括柵極連接結(jié)構(gòu)，所述柵極連接結(jié)構(gòu)連接第一方向上相鄰的所述環(huán)形柵極結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法還包括：在第二方向上，在所述環(huán)形柵極結(jié)構(gòu)之間設(shè)置第一阻擋層。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法還包括：在所述共用柵極和所述有源結(jié)構(gòu)形成第三阻擋層，且所述第三阻擋層上設(shè)置有第一接觸窗和第二接觸窗，所述第一接觸窗與所述共用柵極連通，所述第二接觸窗與所述第二摻雜區(qū)連通。