System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 半导体结构及其制备方法技术_技高网

半导体结构及其制备方法技术

技术编号:42076571 阅读:7 留言:0更新日期:2024-07-19 16:56
本公开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:提供半导体衬底;于半导体衬底内形成多个间隔设置的第一隔离沟槽;于半导体衬底内形成多个间隔设置的间隙沟槽,间隙沟槽的延伸方向与第一隔离沟槽的延伸方向相交,且间隙沟槽的底面高于第一隔离沟槽的底面;形成覆盖且部分填充间隙沟槽的第一图形化掩膜层,第一图形化掩膜层与间隙沟槽底部之间形成空气间隙;以第一图形化掩膜层为掩膜,刻蚀半导体衬底,以形成第二隔离沟槽,第二隔离沟槽的底面低于间隙沟槽的底面,第二隔离沟槽与第一隔离沟槽将半导体衬底隔离成多个有源柱,有源柱包括位于空气间隙两侧的第一子柱和第二子柱。本公开实施例可以提高有源柱的结构均一性。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及集成电路,特别是涉及一种半导体结构及其制备方法


技术介绍

1、随着半导体器件尺寸的持续微缩,对半导体芯片的工艺及设计带来了以下一系列新的挑战。为了尽可能地缩小单个阵列区晶体管面积,追求更高的芯片面积利用率,出现了垂直沟道阵列晶体管(vertical channel array transistor,vcat)技术。

2、然而,对于垂直沟道阵列晶体管,由于半导体有源柱顶面尺寸小很小,结构均一性较差,容易发生位置偏差或尺寸偏差的情况,从而影响存储阵列晶体管性能。


技术实现思路

1、基于此,本公开实施例提供一种半导体结构及其制备方法,可以有效改善有源柱的结构均一性。

2、一种半导体结构的制备方法,包括:

3、提供半导体衬底;

4、于所述半导体衬底内形成多个间隔设置的第一隔离沟槽;

5、于所述半导体衬底内形成多个间隔设置的间隙沟槽,所述间隙沟槽的延伸方向与所述第一隔离沟槽的延伸方向相交,且所述间隙沟槽的底面高于所述第一隔离沟槽的底面;

6、形成覆盖且部分填充所述间隙沟槽的第一图形化掩膜层,所述第一图形化掩膜层与所述间隙沟槽底部之间形成空气间隙;

7、以所述第一图形化掩膜层为掩膜,刻蚀所述半导体衬底,以形成第二隔离沟槽,所述第二隔离沟槽的底面低于所述间隙沟槽的底面,所述第二隔离沟槽与所述第一隔离沟槽将所述半导体衬底隔离成多个有源柱,所述有源柱包括位于所述空气间隙两侧的第一子柱和第二子柱。

<p>8、在其中一个实施例中,

9、所述于所述半导体衬底内形成多个间隔设置的间隙沟槽,包括:

10、于所述半导体衬底上形成第二图形化掩膜层;

11、基于所述第二图形化掩膜层形成所述间隙沟槽。

12、在其中一个实施例中,所述第二图形化掩膜层包括第二掩膜图形以及位于所述第二掩膜图形侧壁的掩膜侧墙;

13、所述形成覆盖所述间隙沟槽的第一图形化掩膜层,包括:

14、于所述第二图形化掩膜层的开口区域填充第一掩膜图形,且所述第一掩膜图形部分填充所述间隙沟槽;

15、去除所述第二掩膜图形,保留的所述掩膜侧墙与所述第一掩膜图形构成所述第一图形化掩膜层。

16、在其中一个实施例中,所述第一掩膜图形与所述掩膜侧墙的材料相同。

17、在其中一个实施例中,所述于所述半导体衬底上形成第二图形化掩膜层,包括:

18、于所述半导体衬底上形成第二掩膜图形;

19、于所述第二掩膜图形表面以及所述半导体衬底表面形成侧墙材料层;

20、对所述侧墙材料层进行各向异性刻蚀,形成位于所述第二掩膜图形侧壁的掩膜侧墙。

21、在其中一个实施例中,所述于所述半导体衬底上形成第二掩膜图形包括:

22、于所述半导体衬底上形成第三图形化掩膜层;

23、于所述第三图形化掩膜层的开口内形成所述第二掩膜图形;

24、去除所述第三图形化掩膜层。

25、在其中一个实施例中,所述于所述半导体衬底内形成多个间隔设置的间隙沟槽之后,还包括:

26、于所述间隙沟槽中暴露的半导体衬底的侧壁以及底部形成绝缘介质层。

27、在其中一个实施例中,所述第一图形化掩膜层为掩膜,刻蚀所述半导体衬底之后,还包括:

28、于所述第一子柱和所述第二子柱的外侧壁形成字线。

29、在其中一个实施例中,所述于所述第一子柱和所述第二子柱的侧壁形成字线,包括:

30、于所述有源柱之间的所述第二隔离沟槽中形成衬垫隔离层;

31、于所述衬垫隔离层上表面、所述第一子柱和所述第二子柱的侧壁以及所述第一图形化掩膜层侧壁以及上表面依次形成栅介质材料层;

32、于所述栅介质材料层表面形成字线材料层;

33、对所述字线材料层进行各向异性刻蚀,以形成所述字线。

34、在其中一个实施例中,所述于所述有源柱之间的区域形成衬垫隔离层包括:

35、形成覆盖所述第一图形化掩膜层以及填充所述第二隔离沟槽的衬垫隔离材料层;

36、以所述第一图形化掩膜层为研磨停止层,对所述衬垫隔离材料层进行化学机械研磨处理;

37、对经过化学机械研磨处理后的所述衬垫隔离材料层进行回刻,形成所述衬垫隔离层。

38、在其中一个实施例中,对所述字线材料层进行各向异性刻蚀,于所述空气间隙两侧形成所述字线之后,包括:

39、形成覆盖所述第一图形化掩膜层、所述有源柱、所述字线以及所述衬垫隔离层的填充隔离材料层;

40、通过化学机械研磨,去除所述有源柱上方的所述填充隔离材料层以及所述第一图形化掩膜层,剩余的所述填充隔离材料层形成填充隔离层,剩余的所述第一图形化掩膜层形成间隙封口层。

41、在其中一个实施例中,所述于所述半导体衬底内形成多个间隔设置的第一隔离沟槽之后,且于所述半导体衬底内形成多个间隔设置的间隙沟槽之前,还包括:

42、于所述第一隔离沟槽内形成初始沟槽隔离层;

43、所述初始沟槽隔离层在依次刻蚀形成间隙沟槽以及第二隔离沟槽之后,形成第一沟槽隔离层。

44、一种半导体结构,包括:

45、半导体衬底,包括多个阵列排布的有源柱,且具有沿所述阵列的行方向或列方向延伸的间隙沟槽,所述间隙沟槽的底面高于所述有源柱的底面,位于同一行或同一列的所述有源柱均被同一所述间隙沟槽分隔成第一子柱和第二子柱;

46、空气间隙,位于所述间隙沟槽下部;

47、间隙封口层,位于所述间隙沟槽的上部,且用于封闭所述空气间隙。

48、在其中一个实施例中,所述半导体结构还包括:

49、字线,沿所述空气间隙的延伸方向延伸,位于所述第一子柱和所述第二子柱的外侧壁;

50、沟槽隔离结构,填充于相邻列之间所述有源柱之间以及相邻行之间的所述有源柱之间,所述沟槽隔离结构的底面低于所述空气间隙。

51、在其中一个实施例中,所述字线的底面平齐于所述空气间隙的底面或高于所述空气间隙的底面,所述字线的顶面平齐于所述空气间隙的顶面或低于所述空气间隙的顶面。

52、在其中一个实施例中,所述半导体结构还包括绝缘介质层,所述绝缘介质层覆盖所述间隙沟槽暴露的半导体衬底的侧壁和底部;

53、所述间隙封口层沿所述空气间隙的延伸方向延伸,且在延伸方向上,所述间隙封口层位于同一有源柱的所述第一子柱与所述第二子柱之间的第一部分的尺寸,小于所述间隙封口层位于相邻有源柱之间的第二部分的尺寸。

54、上述半导体结构及其制备方法,首先形成间隙沟槽可以使得同一有源柱上可以形成两个垂直沟道晶体管。同时,两个垂直沟道晶体管之间的空气间隙可以降低二者之间的浮体效应,进而防止两个垂直沟道晶体管的栅极之间发生漏电。同时,本公开实施例首先在半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体结构的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述第二图形化掩膜层包括第二掩膜图形以及位于所述第二掩膜图形侧壁的掩膜侧墙;

4.根据权利要求3所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述第一掩膜图形与所述掩膜侧墙的材料相同。

5.根据权利要求3或4所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述半导体衬底上形成第二图形化掩膜层,包括:

6.根据权利要求5所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述半导体衬底上形成第二掩膜图形包括:

7.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述半导体衬底内形成多个间隔设置的间隙沟槽之后,还包括:

8.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述第一图形化掩膜层为掩膜,刻蚀所述半导体衬底之后,还包括:

9.根据权利要求8所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述第一子柱和所述第二子柱的侧壁形成字线,包括:

10.根据权利要求9所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述有源柱之间的区域形成衬垫隔离层包括:

11.根据权利要求9所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,对所述字线材料层进行各向异性刻蚀,于所述空气间隙两侧形成所述字线之后,包括:

12.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述半导体衬底内形成多个间隔设置的第一隔离沟槽之后,且于所述半导体衬底内形成多个间隔设置的间隙沟槽之前,还包括:

13.一种半导体结构,其特征在于,包括:

14.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述半导体结构还包括:

15.根据权利要求14所述的半导体结构,其特征在于,所述字线的底面平齐于所述空气间隙的底面或高于所述空气间隙的底面,所述字线的顶面平齐于所述空气间隙的顶面或低于所述空气间隙的顶面。

16.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述半导体结构还包括绝缘介质层,所述绝缘介质层覆盖所述间隙沟槽暴露的半导体衬底的侧壁和底部;

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【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:

2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述第二图形化掩膜层包括第二掩膜图形以及位于所述第二掩膜图形侧壁的掩膜侧墙;

4.根据权利要求3所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述第一掩膜图形与所述掩膜侧墙的材料相同。

5.根据权利要求3或4所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述半导体衬底上形成第二图形化掩膜层,包括:

6.根据权利要求5所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述半导体衬底上形成第二掩膜图形包括:

7.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述半导体衬底内形成多个间隔设置的间隙沟槽之后,还包括:

8.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述第一图形化掩膜层为掩膜,刻蚀所述半导体衬底之后,还包括:

9.根据权利要求8所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述于所述第一子柱和所述...

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

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