[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210060771.4
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN116525543A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張世明;文浚碩;肖德元;洪玟基;李庚澤;金若蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 長鑫存儲技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088;H10B12/00
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 姚姝婭

本申請實施例涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。該方法包括：提供開設(shè)有第一溝槽且包括位于相鄰第一溝槽之間的有源柱體的基底；于有源柱體內(nèi)形成底部高于或等于第一溝槽的底部的第二溝槽；于第一溝槽內(nèi)形成第一介質(zhì)層及保護(hù)層，第一介質(zhì)層位于保護(hù)層與有緣柱體之間，且第一介質(zhì)層的上表面低于有緣柱體的上表面；于第一溝槽暴露出的側(cè)壁及第二溝槽的側(cè)壁形成第二介質(zhì)層，第二介質(zhì)層與保護(hù)層之間形成有第三溝槽，第二介質(zhì)層之間形成有第四溝槽；于第三溝槽及第四溝槽內(nèi)形成字線結(jié)構(gòu)；于字線結(jié)構(gòu)上形成與保護(hù)層間隔設(shè)置且與有源柱體相接觸的接觸結(jié)構(gòu)。降低了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的漏電流，改善了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的泄露特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請實施例涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

垂直全包圍柵極晶體管(VGAA，Vertical?Gate-all-around)中，晶體管的溝槽區(qū)在垂直于襯底表面的方向上延伸，這有利于提高具有該晶體管的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的面積利用率，實現(xiàn)特征尺寸的進(jìn)一步縮小，隨著晶體管尺寸的縮小，垂直全包圍柵極晶體管中源極區(qū)和漏極區(qū)之間的距離逐漸縮短，柵極對溝道的控制能力變差，使亞閾值漏電(subthresholdleakage)現(xiàn)象，即所謂的短溝道效應(yīng)(short-channel?effects，SCE)更容易發(fā)生，晶體管的溝道漏電流增大，進(jìn)而影響晶體管的性能，如何降低晶體管的溝道漏電流成為急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，可以優(yōu)化柵極對溝道的控制能力，達(dá)到降低晶體管的溝道漏電流的目的。

本申請?zhí)峁┮环N半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：

提供基底，基底中開設(shè)有第一溝槽，基底包括位于相鄰第一溝槽之間的有源柱體；

于有源柱體內(nèi)形成第二溝槽，第二溝槽的底部高于或等于第一溝槽的底部；

于第一溝槽內(nèi)形成第一介質(zhì)層及保護(hù)層，第一介質(zhì)層位于保護(hù)層與有源柱體之間，且第一介質(zhì)層的上表面低于有源柱體的上表面，以暴露出第一溝槽的部分側(cè)壁；

于第一溝槽暴露出的側(cè)壁及第二溝槽的側(cè)壁形成第二介質(zhì)層，第二介質(zhì)層與保護(hù)層之間形成有第三溝槽，第二介質(zhì)層之間形成有第四溝槽；

于第三溝槽及第四溝槽內(nèi)形成字線結(jié)構(gòu)；

于字線結(jié)構(gòu)上形成接觸結(jié)構(gòu)，接觸結(jié)構(gòu)與保護(hù)層間隔設(shè)置，且接觸結(jié)構(gòu)與有源柱體相接觸。

在其中一個實施例中，于有源柱體內(nèi)形成第二溝槽包括：

于有源柱體上形成第一圖形化掩膜層，第一圖形化掩膜層定義出第二溝槽的形狀及位置；

于第一溝槽的側(cè)壁形成第一介質(zhì)材料層，第一介質(zhì)材料層沿第一溝槽的側(cè)壁延伸覆蓋在第一圖形化掩膜層的側(cè)壁；

于第一溝槽內(nèi)形成保護(hù)材料層；

去除第一圖形化掩膜層及其下方的至少部分有源柱體，形成第二溝槽。

在其中一個實施例中，保護(hù)材料層的上表面與第一圖形化掩膜層的上表面相齊平，去除第一圖形化掩膜層及其下方的至少部分有源柱體的同時，還包括：

去除部分保護(hù)材料層，保留的保護(hù)材料層即為保護(hù)層；

其中，在相同的去除條件下，去除保護(hù)材料層的速率小于去除有源柱體的速率。

在其中一個實施例中，有源柱體的上表面形成有第三介質(zhì)層，第一圖形化掩膜層位于第三介質(zhì)層的上表面；去除第一圖形化掩膜層及其下方的至少部分有源柱體包括：

去除第一圖形化掩膜層；

去除第一圖形化掩膜層下方的第三介質(zhì)層；

去除第一圖形化掩膜層下方的至少部分有源柱體。