半导体结构及其制备方法技术

本公开实施例涉及一种半导体结构及其制备方法，半导体结构的制备方法包括：提供衬底；刻蚀衬底以形成在第一方向上间隔排布的多个本体结构，相邻本体结构之间填充第一隔离层，每一本体结构包括本体层和位于本体层上多个分立的本体柱，多个本体柱沿第二方向间隔排布，第一方向和第二方向不同；对位于相邻本体柱之间的本体层进行刻蚀，以在每一本体层上形成多个开口部；经多个开口部对每一本体层进行硅化处理形成沿第二方向连续的金属硅化物，以在多个本体层内分别形成多条位线。本公开实施例可以促进衬底内金属硅化物向两侧横向生长，使得相邻金属硅化物相互贯通连续，形成位线，制备的半导体结构电阻小，性能可靠。性能可靠。性能可靠。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制备方法


[0001]本公开实施例涉及集成电路设计及制造
，特别是涉及半导体结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着存储器的集成度和性能不断提高，晶体管采用垂直型环绕式栅极晶体管(VerticalGate All Around transistor，简称VGAA transistor)可以有效缩减存储器的尺寸。如何保证垂直型环绕式栅极晶体管的存储器的具有可靠的性能十分重要。

技术实现思路

[0003]基于此，本公开实施例提供一种半导体结构及其制备方法，其可以减少电阻，提高半导体结构性能。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本公开实施例的第一方面提供一种半导体结构，包括：提供衬底；刻蚀所述衬底以形成在第一方向上间隔排布的多个本体结构，相邻所述本体结构之间填充第一隔离层，每一所述本体结构包括所述本体层和位于所述本体层上多个分立的本体柱，多个所述本体柱沿第二方向间隔排布，所述第一方向和所述第二方向不同；对位于相邻所述本体柱之间的所述本体层进行刻蚀，以在每一所述本体层上形成多个所述开口部；经多个所述开口部对每一所述本体层进行硅化处理形成沿所述第二方向连续的金属硅化物，以在多个所述本体层内分别形成多条位线。
[0005]在一些实施例中，所述开口部为弧形开口部，所述弧形开口部在所述衬底的上表面的正投影，与所述弧形开口部邻接的两个所述本体柱在所述衬底的上表面的正投影部分交叠。
[0006]在一些实施例中，所述弧形开口部在所述本体层上的最大开口距离为8.5nm
‑
11.5nm。
[0007]在一些实施例中，对位于相邻所述本体柱之间的所述本体层进行刻蚀，以在每一所述本体层上形成多个所述开口部的过程包括：在所述本体柱的侧壁形成保护层，且相邻所述本体柱的保护层之间具有缝隙；沿所述缝隙对所述本体层进行各向同性刻蚀，以在所述本体层上形成多个开口部。
[0008]在一些实施例中，使用反应性的刻蚀气体进行各向同性刻蚀。
[0009]在一些实施例中，经多个所述开口部对每一所述本体层进行硅化处理形成沿所述第二方向连续的金属硅化物的过程包括:分别在多个所述开口部的表面沉积导电材料，并执行退火工艺，形成所述位线。
[0010]在一些实施例中，在经多个所述开口部对每一所述本体层进行硅化处理形成沿所述第二方向连续的金属硅化物之前，所述方法还包括：沿多个所述开口部对所述本体层进行预设能量及预设剂量的离子掺杂，以形成掺杂区，并执行退火工艺；对具有所述掺杂区的本体层进行硅化处理。
[0011]在一些实施例中，所述预设能量为1Kev
‑
20Kev；及/或所述预设剂量为1e
15
cm
‑2‑
1e
18
cm
‑2。
[0012]在一些实施例中，刻蚀所述衬底以形成多个所述本体结构的过程包括：沿所述第一方向刻蚀所述衬底形成多个第一沟槽，并在所述第一沟槽内填充所述第一隔离层；沿所述第二方向刻蚀所述衬底和所述第一隔离层形成多个第二沟槽，所述第二沟槽的刻蚀深度小于所述第一沟槽的刻蚀深度，以在所述衬底上形成在所述第一方向上间隔排布的多个本体结构，每一所述本体结构包括本体层和位于所述本体层上多个分立的所述本体柱，多个所述本体柱沿所述第二方向间隔排布，并被多个所述第二沟槽彼此分立。
[0013]在一些实施例中，所述方法还包括：形成多个垂直环绕式栅极晶体管，所述垂直环绕式栅极晶体管的栅极环绕所述本体柱；形成多条字线，每一所述字线连接多个所述垂直环绕式栅极晶体管的栅极，并在所述第一方向连续；形成多个电容器，所述电容器连接所述垂直环绕式栅极晶体管的源极或漏极；在剩余的空隙内填充第二隔离层。
[0014]在一些实施例中，通过对所述本体柱进行同种离子掺杂，将所述本体柱形成依序布置的所述源极、垂直沟道，以及所述漏极。
[0015]在一些实施例中，在刻蚀所述衬底以形成多个本体结构之后，所述方法包括：利用自对准工艺分别在多个所述本体柱的侧壁形成多个垂直环绕式栅极晶体管的栅极和多条字线，相邻字线之间填充有第三隔离层；回刻部分所述第三隔离层，以暴露所述本体柱；在暴露的所述本体柱的侧壁形成保护层，相邻所述本体柱的保护层之间具有缝隙；沿所述缝隙移除剩余的所述第三隔离层，直至暴露所述本体层；沿所述缝隙对暴露的所述本体层进行刻蚀，以在所述本体层上形成多个开口部；经多个所述开口部对所述本体层进行硅化处理形成沿所述第二方向连续的金属硅化物，以在多个所述本体层内分别形成多条位线。
[0016]在一些实施例中，所述方法还包括：形成多个电容器，所述电容器连接所述垂直环绕式栅极晶体管的源极或漏极；在剩余的空隙内填充第二隔离层。
[0017]本公开实施例还提供了一种半导体结构，所述结构包括：衬底；多个本体结构，沿第一方向上间隔排布，相邻所述本体结构之间填充第一隔离层，每一所述本体结构包括本体层和位于所述本体层上多个分立的本体柱，多个所述本体柱沿第二方向间隔排布，其中，相邻所述本体柱之间的所述本体层上具有开口部；多个位线，包括分别位于多个所述本体层内沿所述第二方向连续的金属硅化物。
[0018]在一些实施例中，所述半导体结构还包括：多个垂直环绕式栅极晶体管，所述垂直环绕式栅极晶体管的栅极环绕所述本体柱；多条字线，每一所述字线连接多个所述垂直环绕式栅极晶体管的栅极，并在所述第一方向连续；多个电容器，所述电容器连接所述垂直环绕式栅极晶体管的源极或漏极；隔离结构，所述隔离结构包括填充在相邻所述本体结构之间的所述第一隔离层，和填充在剩余的空隙内的第二隔离层。
[0019]本公开实施例中提供了一种半导体结构及其制备方法，其通过在衬底上形成多个本体结构，每一本体结构包括本体层和位于本体层上多个分立的本体柱，并对位于相邻所述本体柱之间的所述本体层进行刻蚀，以在每一所述本体层上形成多个所述开口部，从而在本体层内形成连续的金属硅化物作为位线，降低半导体结构的电阻，提高半导体结构性能。此外，本公开实施例还进一步地通过多个开口部对本体层进行离子注入，降低在本体层内形成金属硅化物的过程中，硅和金属硅化物之间的接触电阻。
附图说明
[0020]为了更好地描述和说明这里公开的那些公开的实施例和/或示例，可以参阅一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的公开、目前描述的实施例和/ 或示例以及目前理解的这些公开的最佳模式中的任何一者的范围的限制。
[0021]图1为本公开一实施例中提供的一种半导体结构的制备方法的流程图。
[0022]图2
‑
图14为本公开一实施例提供的半导体结构的制备方法各步骤对应的结构示意图，其中，ox方向为第一方向，oy方向为第二方向，oz方向为高度/厚度方向。
[0023]图15为本公开另一实施例中提供的一种半导体结构的制备方法的流程图。
[0024]图16
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图23为本公开另一实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：提供衬底；刻蚀所述衬底以形成在第一方向上间隔排布的多个本体结构，相邻所述本体结构之间填充第一隔离层，每一所述本体结构包括所述本体层和位于所述本体层上多个分立的本体柱，多个所述本体柱沿第二方向间隔排布，所述第一方向和所述第二方向不同；对位于相邻所述本体柱之间的所述本体层进行刻蚀，以在每一所述本体层上形成多个开口部；经多个所述开口部对每一所述本体层进行硅化处理形成沿所述第二方向连续的金属硅化物，以在多个所述本体层内分别形成多条位线。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述开口部为弧形开口部，所述弧形开口部在所述衬底的上表面的正投影，与所述弧形开口部邻接的两个所述本体柱在所述衬底的上表面的正投影部分交叠。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述弧形开口部在所述本体层上的最大开口距离为8.5nm
‑
11.5nm。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，对位于相邻所述本体柱之间的所述本体层进行刻蚀，以在每一所述本体层上形成多个所述开口部的过程包括：在所述本体柱的侧壁形成保护层，且相邻所述本体柱的保护层之间具有缝隙；沿所述缝隙对所述本体层进行各向同性刻蚀，以在所述本体层上形成多个开口部。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，使用反应性的刻蚀气体进行各向同性刻蚀。6.根据权利要求1～5任意一项所述的制备方法，其特征在于，经多个所述开口部对每一所述本体层进行硅化处理形成沿所述第二方向连续的金属硅化物的过程包括:分别在多个所述开口部的表面沉积导电材料，并执行退火工艺，形成所述位线。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在经多个所述开口部对每一所述本体层进行硅化处理形成沿所述第二方向连续的金属硅化物之前，所述方法还包括：沿多个所述开口部对所述本体层进行预设能量及预设剂量的离子掺杂，以形成掺杂区，并执行退火工艺；对具有所述掺杂区的本体层进行硅化处理。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述预设能量为1Kev
‑
20Kev；及/或所述预设剂量为1e
15
cm
‑2‑
1e
18
cm
‑2。9.根据权利要求1～5任意一项所述的制备方法，其特征在于，刻蚀所述衬底以形成多个所述本体结构的过程包括：沿所述第一方向刻蚀所述衬底形成多个第一沟槽，并在所述第一沟槽内填充所述第一隔离层；沿所述第二方向刻蚀所述衬底和所述第一隔离层形成多个第二沟槽，所述第二沟槽的刻蚀深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩清华，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：