半导体结构及其制作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115939043A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202110937532.8(22)申请日2021.08.16(71)申请人长鑫存储技术有限公司地址230601安徽省合肥市经济技术开发区空港工业园兴业大道388号申请人北京超弦存储器研究院(72)发明人邵光速肖德元白卫平邱云松(74)专利代理机构上海晨皓知识产权代理事务所(普通合伙)31260专利代理师成丽杰(51)Int.Cl.H01L21/8234(2006.01)H01L27/088(2006.01)H10B12/00(2023.01)权利要求书3页说明书15页附图28页(54)发明名称半导体结构及其制作方法(57)摘要本申请实施例涉及半导体领域，提供一种半导体结构及其制作方法，其中，制作方法包括：提供包括多个间隔排布的半导体层和位于相邻半导体层之间的隔离层，半导体层和隔离层内具有沟槽，沟槽包括依次分布的第一区、第二区和第三区；在第一区和第二区的沟槽内壁形成牺牲层；在牺牲层表面形成填充满沟槽的绝缘层；去除第二区的牺牲层和第一厚度的隔离层以形成环绕半导体层的孔隙；在露出的半导体层侧壁形成栅介质层；在沿第一区指向第三区的方向上，在栅介质层上依次堆叠形成第一栅电极层和第二栅电极层，第一栅电极层还位于剩余隔离层顶面，第二栅电极层的功函数值与第一栅电极层的功函数值不同。本申请实施例有利于降低半导体结构中漏极泄漏电流。CN115939043ACN115939043A权利要求书1/3页1.一种半导体结构的制作方法，其特征在于，提供基底，所述基底包括多个间隔排布的半导体层以及位于相邻所述半导体层之间的隔离层，所述半导体层以及所述隔离层内具有沟槽，所述半导体层沿第一方向延伸，所述沟槽沿第二方向延伸，且所述沟槽沿第一方向间隔设置，所述第二方向与所述第一方向不同，所述沟槽包括自所述沟槽底部指向所述沟槽顶部方向依次分布的第一区、第二区和第三区；在所述第一区和所述第二区的所述沟槽内壁形成牺牲层；在所述牺牲层表面形成填充满所述沟槽的绝缘层，且所述绝缘层还露出所述隔离层的至少部分表面；去除所述第二区的所述牺牲层，且去除第一厚度的所述隔离层，以形成环绕所述半导体层的孔隙，所述孔隙露出所述半导体层的部分侧壁；在露出的所述半导体层的侧壁形成栅介质层；在部分所述栅介质层上形成第一栅电极层，所述第一栅电极层还位于剩余所述隔离层顶面；在剩余所述栅介质层上形成第二栅电极层，所述第二栅电极层的功函数值与所述第一栅电极层的功函数值不同，且所述第一栅电极层以及所述第二栅电极层在沿所述第一区指向所述第三区的方向上堆叠。2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，形成所述牺牲层以及所述绝缘层的工艺步骤包括：形成牺牲膜，所述牺牲膜位于所述沟槽的整个内壁；在所述牺牲膜上形成填充满所述沟槽的第一绝缘层；去除位于所述第三区的所述沟槽内壁的所述牺牲膜，剩余所述牺牲膜作为所述牺牲层；在所述第三区的所述沟槽内壁形成第二绝缘层，且所述第二绝缘层还位于所述第一绝缘层侧壁，所述第二绝缘层以及所述第一绝缘层作为所述绝缘层。3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在去除所述第三区的所述沟槽内壁的所述牺牲膜的同时，还去除第二厚度的所述隔离层，剩余所述隔离层露出所述半导体层的部分侧壁；形成所述第二绝缘层的工艺步骤中，所述第二绝缘层还位于剩余所述隔离层露出的所述半导体层的侧壁上。4.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除所述第三区的所述沟槽内壁的所述牺牲膜，且所述湿法刻蚀工艺对所述隔离层与所述牺牲膜的刻蚀速率相同。5.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，形成所述第二绝缘层的工艺步骤包括：形成绝缘膜，所述绝缘膜填充满所述第三区的所述沟槽内壁与所述第一绝缘层之间的区域，且还位于剩余所述隔离层顶面以及露出的所述半导体层的侧壁，且还位于所述半导体层顶面；回刻蚀所述绝缘膜，去除高于所述半导体层顶面的绝缘膜，且还去除所述隔离层顶面的至少部分所述绝缘膜，剩余所述绝缘膜作为所述第二绝缘层。6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，形成所述牺牲层的工艺步骤包括：形成牺牲膜，所述牺牲膜覆盖所述沟槽的整个内壁，且还位于所述半导体层的顶面；2CN115939043A权利要求书2/3页回刻蚀所述牺牲膜，刻蚀去除位于所述沟槽底部、所述半导体层顶面以及所述第三区的所述沟槽内壁的所述牺牲膜，剩余所述牺牲膜作为所述牺牲层。7.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在回刻蚀所述牺牲膜的工艺步骤中，还去除第二厚度的所述隔离层，相邻所述半导体层与剩余所述隔离层之间围成开口；形成绝缘层的工艺步骤包括：在所述牺牲层上形成填充满所述沟槽的绝缘膜，所述绝缘膜还填充满所述开口；去