半导体结构及其形成方法技术

本申请提供半导体结构及其形成方法，所述半导体结构包括：半导体衬底，所述半导体衬底上依次形成有浮置栅极和栅极介质层；控制栅极，位于所述栅极介质层表面；浮置栅极连接结构，位于所述控制栅极两侧，所述浮置栅极连接结构的一部分贯穿所述栅极介质层并延伸到所述浮置栅极中；隔离结构，位于所述控制栅极和所述浮置栅极连接结构之间，用于隔离所述控制栅极和所述浮置栅极连接结构；层间介质层，覆盖所述半导体衬底、所述控制栅极、所述浮置栅极连接结构和所述隔离结构；第一接触结构、第二接触结构和第三接触结构，贯穿所述层间介质层且分别电连接所述控制栅极、所述浮置栅极连接结构和所述半导体衬底中的有源器件。接结构和所述半导体衬底中的有源器件。接结构和所述半导体衬底中的有源器件。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]2D与非门存储器件中的氧/氮/氧介电层梳状电容结构在耐高温可靠性测试中一直存在由于电势诱导衰减问题导致的硅烧坏现象。发生异常的位置位于氧/氮/氧介电层梳状电容结构的浮置栅极多晶硅的角落附近。在器件纳米探针分析过程中，异常位置的浮置栅极到有源区的电流泄露高，并在浮置栅极的接触结构上显示出明亮的VC。
[0003]因此，有必要提供更有效、更可靠的技术方案。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种半导体结构及其形成方法，可以解决电容器件的PID问题和硅烧坏的问题。
[0005]本申请的一个方面提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成浮置栅极材料层和栅极介质材料层；刻蚀所述栅极介质材料层至所述浮置栅极材料层中形成第一开口；在所述第一开口中和所述栅极介质材料层表面形成控制栅极材料层；刻蚀位于所述半导体衬底边缘的所述控制栅极材料层、所述栅极介质材料层和所述浮置栅极材料层形成第二开口，剩余的所述浮置栅极材料层为浮置栅极，剩余的所述栅极介质材料层为栅极介质层；刻蚀剩余的所述控制栅极材料层形成隔断所述控制栅极材料层的第三开口，其中，与所述浮置栅极连接的部分控制栅极材料层为浮置栅极连接结构，未与所述浮置栅极连接的部分控制栅极材料层为控制栅极；在所述第三开口中形成隔离结构；在所述第二开口中、所述浮置栅极连接结构表面、所述控制栅极表面和所述隔离结构表面形成层间介质层；形成贯穿所述层间介质层且分别电连接所述控制栅极、所述浮置栅极连接结构、所述半导体衬底中的有源器件的第一接触结构、第二接触结构和第三接触结构。
[0006]在本申请的一些实施例中，所述控制栅极和所述浮置栅极连接结构的宽度比例为(6
‑
15)∶1。
[0007]在本申请的一些实施例中，刻蚀所述栅极介质材料层至所述浮置栅极材料层中形成第一开口的方法包括：在所述栅极介质材料层表面形成图案化的光阻层，所述图案化的光阻层定义所述第一开口的位置；以所述图案化的光阻层为掩膜刻蚀所述栅极介质材料层形成所述第一开口；沿所述第一开口刻蚀至所述浮置栅极材料层中。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述第一开口位于所述浮置栅极材料层中的深度为80埃至120埃。
[0009]在本申请的一些实施例中，在所述第三开口中形成隔离结构和在所述第二开口中、所述浮置栅极连接结构表面、所述控制栅极表面和所述隔离结构表面形成层间介质层为同一步骤。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述栅极介质层为氧化硅
‑
氮化硅
‑
氧化硅三层结构。
[0011]本申请的一个方面还提供一种半导体结构，包括：半导体衬底，所述半导体衬底上依次形成有浮置栅极和栅极介质层；控制栅极，位于所述栅极介质层表面；浮置栅极连接结构，位于所述控制栅极两侧，所述浮置栅极连接结构的一部分贯穿所述栅极介质层并延伸到所述浮置栅极中；隔离结构，位于所述控制栅极和所述浮置栅极连接结构之间，用于隔离所述控制栅极和所述浮置栅极连接结构；层间介质层，覆盖所述半导体衬底、所述控制栅极、所述浮置栅极连接结构和所述隔离结构；第一接触结构、第二接触结构和第三接触结构，贯穿所述层间介质层且分别电连接所述控制栅极、所述浮置栅极连接结构和所述半导体衬底中的有源器件。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述控制栅极和所述浮置栅极连接结构的宽度比例为(6
‑
15)∶1。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述浮置栅极连接结构的一部分延伸到所述浮置栅极中的深度为80埃至120埃。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述栅极介质层为氧化硅
‑
氮化硅
‑
氧化硅三层结构。
[0015]本申请提供一种半导体结构及其形成方法，使第三接触结构和浮置栅极不直接接触，而是通过浮置栅极连接结构间接电连接，可以解决电容器件的硅烧坏的问题。
附图说明
[0016]以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的专利技术意图。应当理解，附图未按比例绘制。
[0017]其中：
[0018]图1为一种半导体结构的示意图；
[0019]图2至图13为本申请实施例所述的半导体结构的形成方法中各步骤的结构示意图。
具体实施方式
[0020]以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
[0021]下面结合实施例和附图对本专利技术技术方案进行详细说明。
[0022]图1为一种半导体结构的示意图。
[0023]参考图1所示，所述半导体结构可以是一种氧/氮/氧介电层梳状电容结构。所述半导体结构包括：半导体衬底100，所述半导体衬底100上依次形成有浮置栅极110和栅极介质层120；控制栅极130，位于所述栅极介质层120表面；隔离结构140，贯穿所述控制栅极130，用于隔离所述控制栅极130和第二接触结构162；层间介质层150，覆盖所述半导体衬底100、
所述控制栅极130和所述隔离结构140；第一接触结构161、第二接触结构162和第三接触结构163，贯穿所述层间介质层150且分别电连接所述控制栅极130、所述浮置栅极110和所述半导体衬底100中的有源器件(例如源极181和漏极182)；金属间介质层170，位于所述层间介质层150表面；第一金属层171、第二金属层172和第三金属层173，贯穿所述金属间介质层170且分别电连接所述第一接触结构161、第二接触结构162和第三接触结构163。
[0024]在上述所述的半导体结构中，所述第二接触结构162与所述浮置栅极110通过直接接触的方式实现电连接，这种连接方式可能导致等离子聚集在浮置栅极角落处，当器件电压升高时，这种异常的角落可能由于PID问题被烧坏，进而影响器件可靠性。
[0025]针对上述问题，本申请提供一种半导体结构及其形成方法，使第三接触结构和浮置栅极不直接接触，而是通过浮置栅极连接结构间接电连接，可以解决电容器件的硅烧坏的问题。
[0026]图2至图13为本申请实施例所述的半导体结构的形成方法中各步骤的结构示意图。下面结合附图对本申请实施例所述的半导体结构的形成方法进行详细说明。
[0027]在本申请的一些实施例中，本申请以一种氧/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成浮置栅极材料层和栅极介质材料层；刻蚀所述栅极介质材料层至所述浮置栅极材料层中形成第一开口；在所述第一开口中和所述栅极介质材料层表面形成控制栅极材料层；刻蚀位于所述半导体衬底边缘的所述控制栅极材料层、所述栅极介质材料层和所述浮置栅极材料层形成第二开口，剩余的所述浮置栅极材料层为浮置栅极，剩余的所述栅极介质材料层为栅极介质层；刻蚀剩余的所述控制栅极材料层形成隔断所述控制栅极材料层的第三开口，其中，与所述浮置栅极连接的部分控制栅极材料层为浮置栅极连接结构，未与所述浮置栅极连接的部分控制栅极材料层为控制栅极；在所述第三开口中形成隔离结构；在所述第二开口中、所述浮置栅极连接结构表面、所述控制栅极表面和所述隔离结构表面形成层间介质层；形成贯穿所述层间介质层且分别电连接所述控制栅极、所述浮置栅极连接结构、所述半导体衬底中的有源器件的第一接触结构、第二接触结构和第三接触结构。2.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述控制栅极和所述浮置栅极连接结构的宽度比例为(6
‑
15)∶1。3.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，刻蚀所述栅极介质材料层至所述浮置栅极材料层中形成第一开口的方法包括：在所述栅极介质材料层表面形成图案化的光阻层，所述图案化的光阻层定义所述第一开口的位置；以所述图案化的光阻层为掩膜刻蚀所述栅极介质材料层形成所述第一开口；沿所述第一开口刻蚀至所述浮置栅极材料层中。4.如权利要求1所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一开口位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思宇，李越，李志国，刘玉丽，隋振超，
申请(专利权)人：中芯北方集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：