半导体结构及半导体结构的形成方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116031207A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202111257056.1(22)申请日2021.10.27(71)申请人中芯国际集成电路制造(上海)有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号申请人中芯国际集成电路制造(北京)有限公司(72)发明人王楠(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227专利代理师朱得菊唐嘉(51)Int.Cl.H01L21/8234(2006.01)H01L27/088(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图7页(54)发明名称半导体结构及半导体结构的形成方法(57)摘要一种半导体结构及其形成方法，方法包括：提供衬底，包括有源区和隔离区；在衬底上形成栅极结构、侧墙结构和第一介质层，侧墙结构位于栅极结构侧壁且都位于第一介质层内，侧墙结构包括牺牲层；在有源区上形成第一导电层；在第一导电层上形成第二导电层，在部分栅极结构上形成栅极导电层，第二导电层和栅极导电层之间具有初始第一开口；去除牺牲层形成第一开口，第一开口位于第二导电层和栅极导电层之间、以及第一导电层和栅极结构之间；去除部分隔离区上的栅极结构和侧墙结构在第一介质层内形成凹槽；在衬底上形成第二介质层，第二介质层封闭第一开口顶部形成第一密闭腔，第二介质层封闭凹槽形成隔离结构。所形成的半导体结构性能优化。CN116031207ACN116031207A权利要求书1/3页1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括相邻的有源区和隔离区；在衬底上形成栅极结构、侧墙结构和第一介质层，所述栅极结构自有源区延伸至隔离区，所述侧墙结构位于栅极结构侧壁，所述侧墙结构和栅极结构位于第一介质层内，所述侧墙结构包括牺牲层；在有源区上形成第一导电层，所述第一导电层位于栅极结构两侧的第一介质层内，所述侧墙结构位于栅极结构和第一导电层之间；在第一导电层上形成第二导电层，在部分栅极结构上形成栅极导电层，所述第二导电层和栅极导电层之间具有初始第一开口，所述初始第一开口暴露出有源区和隔离区上的侧墙结构顶部表面；去除初始第一开口暴露出的牺牲层，形成第一开口，所述第一开口位于所述第二导电层和栅极导电层之间、以及位于所述第一导电层和栅极结构之间；去除所述牺牲层之后，去除部分隔离区上的栅极结构和侧墙结构，在第一介质层内形成凹槽，所述凹槽沿与栅极结构延伸方向垂直的方向贯穿所述栅极结构；在衬底上形成第二介质层，所述第二介质层封闭所述第一开口顶部，在第一导电层和栅极结构之间、以及第二导电层和栅极导电层之间形成第一密闭腔，所述第二介质层封闭所述凹槽形成隔离结构。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述侧墙结构还包括：位于栅极结构侧壁表面和部分衬底表面的第一侧墙层，所述牺牲层位于第一侧墙层表面；以及位于牺牲层表面的第二侧墙层。3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料与所述第一侧墙层的材料不同；所述牺牲层的材料与所述第二侧墙层的材料不同；所述第一侧墙层和第二侧墙层的材料相同。4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料包括氧化硅，所述第一侧墙层和第二侧墙层的材料包括氮化硅。5.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一侧墙层的厚度范围为小于等于3nm；所述第二侧墙层的厚度范围为小于等于3nm；所述牺牲层的厚度范围为2nm～5nm。6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在衬底上形成第一导电层之前，还包括：在第一介质层上形成停止层，所述停止层暴露出所述栅极结构顶部表面和侧墙结构顶部表面。7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在第一导电层上形成第二导电层，在部分栅极结构上形成栅极导电层之前，还包括：在停止层上形成第三介质层，所述第二导电层和栅极导电层位于所述第三介质层内。8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第三介质层的材料与牺牲层的材料相同；去除所述牺牲层的同时，还包括：去除所述第三介质层。9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述第三介质层和牺牲层的工艺包括湿法刻蚀工艺。10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除部分隔离区上的栅2CN116031207A权利要求书2/3页极结构和侧墙结构的方法包括：在衬底上形成掩膜结构，所述掩膜结构暴露出部分隔离区上的栅极结构；以所述掩膜结构为掩膜，采用第一刻蚀工艺去除所述侧墙结构；去除所述侧墙结构之后，采用第二刻蚀工艺去除所述栅极结构；去除部分隔离区上的栅极结构和侧墙结构之后，去除所述掩膜结构。11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方