[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210021780.2
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN116471829A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張魁
• 申請（專利權(quán)）人: 長鑫存儲技術(shù)有限公司
• 主分類號: H10B12/00
• 分類號: H10B12/00;G11C7/18;G11C8/14
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 張競存;張穎玲

本申請涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法；所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：基底；垂直設(shè)置在基底上的多個通道立柱；多條平行排列的位線，每條位線包裹一列通道立柱的下部；多條平行排列的字線，每條字線包裹一行通道立柱的上部；字線與位線在同一投影面上相互垂直；位線下方的通道立柱周圍、相鄰的位線之間、位線與字線之間的通道立柱周圍、相鄰的字線之間分別形成有絕緣材料層；至少一個絕緣材料層中有空隙。本申請方案的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在相鄰位線之間、位線下方的立柱周圍、字線之間以及字線下方的立柱周圍，其中至少一處形成有空隙，降低了字線、位線等導(dǎo)電材料之間的寄生電容，提升了存儲器件的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體器件的制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

針對存儲容量擴(kuò)展困難的問題，相關(guān)技術(shù)提出了一種增加凈模量、減小單元尺寸的新方法——4F²結(jié)構(gòu)。4F²結(jié)構(gòu)可以用GAA(Gate?All-Around，全柵極)型3D晶體管制作，晶體管垂直于襯底表面設(shè)置，電容與晶體管的上表面電連接，從下到上以此排布位線(BitLine，BL)、介質(zhì)層、字線(Word?Line，WL)、電容。

相關(guān)技術(shù)中，現(xiàn)有DRAM的技術(shù)主要以3×2的埋入式字線結(jié)構(gòu)為主，在電容最密堆積下uniti?cell面積已到極限。4F²的GAA結(jié)構(gòu)雖然可以節(jié)省面積，提高存儲密度；但隨著尺寸的微縮，通道立柱之間的距離越來越小，導(dǎo)電材料之間的寄生電容越來越明顯，影響器件性能。

發(fā)明內(nèi)容

為至少在一定程度上克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本申請?zhí)峁┮环N半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法。

根據(jù)本申請實施例的第一方面，提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：

一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

基底；

垂直設(shè)置在所述基底上的多個通道立柱，多個所述通道立柱呈陣列排布；

多條平行排列的位線，每條所述位線包裹一列所述通道立柱的下部；

多條平行排列的字線，每條所述字線包裹一行所述通道立柱的上部；所述字線與所述位線在同一投影面上相互垂直；

所述位線下方的所述通道立柱周圍、相鄰的所述位線之間、所述位線與所述字線之間的所述通道立柱周圍、相鄰的所述字線之間分別形成有絕緣材料層；至少一個所述絕緣材料層中有空隙。

進(jìn)一步地，所述通道立柱、所述位線、所述字線的表面均覆蓋有絕緣材料層；

所述字線上方的所述通道立柱周圍填充有與所述通道立柱平齊的封閉層。

進(jìn)一步地，所述通道立柱包括第一立柱體和第二立柱體；所述第二立柱體垂直設(shè)置于所述基底上，所述第一立柱體設(shè)置在所述第二立柱體的頂端。

進(jìn)一步地，所述字線設(shè)置在所述第一立柱體的中部；

所述位線設(shè)置在所述第一立柱體和所述第二立柱體的結(jié)合處；所述位線包裹在所述第一立柱體的底端周圍和所述第二立柱體的頂端周圍；所述第一立柱體被所述位線包圍部分的高度小于所述位線高度的一半。

進(jìn)一步地，所述第一立柱體與所述字線之間設(shè)置有柵極氧化層。

進(jìn)一步地，所述基底和所述第二立柱體的材質(zhì)為P型半導(dǎo)體；所述第一立柱體的材質(zhì)為N型半導(dǎo)體。

進(jìn)一步地，所述位線和所述字線的材質(zhì)為金屬；所述封閉層的材質(zhì)為絕緣氧化物。

根據(jù)本申請實施例的第二方面，提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制造方法，包括：

在半導(dǎo)體襯底上形成陣列排布的多個通道立柱，所述通道立柱周圍形成凹槽；