半导体结构及其制作方法、存储器技术

本申请涉及一种半导体结构及其制作方法、存储器。半导体结构包括：衬底；至少一个有源层单元，有源层单元包括层叠设置的多层有源层以及设置在相邻有源层之间的隔离层，有源层包括第一图形、第二图形以及沟道图形，第一图形与第二图形中的其中一者为源极图形，另一者为漏极图形，沟道图形连接第一图形与第二图形，各层有源层的第一图形在远离沟道图形一侧呈阶梯状分布，且相邻第一图形之间具有隔离层，相邻第二图形之间具有隔离层；多个栅极结构，分别环绕于各沟道图形外周；多个第一接触结构，分别位于各第一图形上方；多个电容结构，分别位于各第一接触结构上方。本申请实施例可以有效提高存储密度。效提高存储密度。效提高存储密度。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制作方法、存储器


[0001]本申请涉及半导体
，特别是涉及一种半导体结构及其制作方法、存储器。

技术介绍

[0002]随着半导体芯片的不断发展，其关键尺寸不断减小。但由于光刻机的限制，其尺寸缩小存在极限，因此如何在一片晶圆上做出更高存储密度的芯片，是众多科研工作者和半导体从业人员的研究方向。
[0003]目前已知的芯片，已经开始由平面向三维方向发展。部分企业已经开发了具有很高存储密度的GAA(gate all around，环绕栅极)结构的存储器芯片。然而，为了实现更低的生成成本和更高的企业利润，更高存储密度的结构仍待开发。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请实施例提供一种半导体结构及其制作方法。
[0005]一种半导体结构，包括：
[0006]衬底；
[0007]至少一个有源层单元，所述有源层单元包括层叠设置的多层有源层以及设置在相邻有源层之间的隔离层，所述有源层包括第一图形、第二图形以及沟道图形，所述第一图形与所述第二图形中的其中一者为源极图形，另一者为漏极图形，所述沟道图形连接所述第一图形与所述第二图形，各层所述有源层的第一图形在远离所述沟道图形一侧呈阶梯状分布，且相邻第一图形之间具有所述隔离层，相邻第二图形之间具有所述隔离层；
[0008]多个栅极结构，分别环绕于各所述沟道图形外周；
[0009]多个第一接触结构，分别位于各所述第一图形上方；
[0010]多个电容结构，分别位于各所述第一接触结构上方。
[0011]在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括第一图形化层，所述第一图形化层覆盖于顶层的所述有源层上表面，定义所述有源层的位置。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一图形化层上表面与顶部的所述栅极结构的上表面齐平。
[0013]在其中一个实施例中，同一所述有源层单元内，所述多个有源层的第一接触结构排列成两排，相邻两个所述第一接触结构分别位于不同排。
[0014]在其中一个实施例中，
[0015]所述半导体结构还包括第二图形化层，所述第二图形化层具有第二开口，所述第二开口定义出第一接触孔的形状及位置，所述多个第一接触结构位于不同的所述第一接触孔内。
[0016]在其中一个实施例中，
[0017]各层所述有源层的第二图形在远离所述沟道图形一侧呈阶梯状分布，
[0018]所述半导体结构还包括：
[0019]多个第二接触结构，分别位于各所述第二图形上方；
[0020]多个第三接触结构，分别位于顶部的各所述栅极结构的上方。
[0021]所述多个第一接触结构、多个第二接触结构以及多个第三接触结构均位于不同的所述第一接触孔内。
[0022]在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括第三图形化层，所述第三图形化层具有第三开口，所述第三开口定义出第二接触孔的形状及位置，所述电容结构填充所述第二接触孔。
[0023]在其中一个实施例中，所述电容结构包括第一电极层、绝缘介质层以及第二电极层，所述第一电极层位于所述第二接触孔内，所述绝缘介质层位于所述第一电极层表面以及所述第三图形化层表面，所述第二电极层位于所述绝缘介质层表面。
[0024]在其中一个实施例中，所述第二电极层包括TiN层以及GeSi层，所述TiN层位于所述绝缘介质层表面，所述GeSi层位于所述TiN层表面且填满所述第二接触孔。
[0025]一种半导体结构的制作方法，包括：
[0026]提供衬底；
[0027]于所述衬底上形成至少一个有源层单元，所述有源层单元包括层叠设置的多层有源层以及设置在相邻有源层之间的隔离层，所述有源层包括第一图形、第二图形以及沟道图形，所述第一图形与所述第二图形中的其中一者为源极图形，另一者为漏极图形，所述沟道图形连接所述第一图形与所述第二图形，各层所述有源层的第一图形在远离所述沟道图形一侧呈阶梯状分布，且相邻第一图形之间具有所述隔离层，且相邻第二图形之间具有所述隔离层；
[0028]环绕于各所述沟道图形外周均形成栅极结构；
[0029]于各所述第一图形上方均形成第一接触结构；
[0030]于各所述第一接触结构上方均形成电容结构。
[0031]在其中一个实施例中，所述于所述衬底上形成至少一个有源层单元，包括：
[0032]于所述衬底上交替形成牺牲材料层与半导体材料层，以形成多组基础材料层，所述基础材料层包括所述牺牲材料层与所述半导体材料层；
[0033]依次对各组基础材料层进行刻蚀，形成多组图形化材料层，各组所述图形化材料层在其至少一侧均呈阶梯状分布；
[0034]将各组所述图形化材料层的被刻蚀侧，通过第一介质层填满；
[0035]于顶层的所述图形化材料层的上表面及所述第一介质层的上表面形成第一图形化层，所述第一图形化层定义所述有源层的位置；
[0036]基于所述第一图形化层刻蚀各组所述图形化材料层，以形成多个有源层；
[0037]去除各个所述有源层的沟道图形之间的所述牺牲材料层，剩余的所述牺牲材料层形成所述隔离层。
[0038]在其中一个实施例中，所述环绕于各所述沟道图形外周均形成栅极结构，包括：
[0039]于各所述沟道图形外周表面以及所述第一图形化层上表面均形成栅极材料层；
[0040]以所述第一图形化层为抛光停止层，对所述栅极材料层进行化学机械抛光，以形成所述栅极结构。
[0041]在其中一个实施例中，所述第一图形化层定义多列所述沟道图形的位置，
[0042]所述以所述第一图形化层为抛光停止层，对所述栅极材料层进行化学机械抛光，以形成所述栅极结构之后，还包括：
[0043]于所述第一图形化层的上表面以及顶部的所述栅极结构的上表面形成第二介质层，所述第二介质层具有第一开口，所述第一开口暴露出两组所述沟道图形之间的位置；
[0044]基于所述第二介质层，刻蚀其下方的结构，分隔各列所述沟道图形，以形成多个所述有源层单元；
[0045]于所述第二介质层表面以及各所述有源层单元之间的区域内形成第三介质层。
[0046]在其中一个实施例中，所述于各所述有源层的所述第一图形上方均形成第一接触结构，包括：
[0047]于所述第一图形化层上方形成第二图形化层，所述第二图形化层具有第二开口，所述第二开口定义出第一接触孔的形状及位置，第一接触孔用于形成所述第一接触结构；
[0048]基于所述第二图形化层，刻蚀其下层结构，以形成所述第一接触孔；
[0049]于所述第二图形化层以及所述第一接触孔内形成接触材料层；
[0050]以所述第二图形化层为抛光停止层，对所述接触材料层进行化学机械抛光，以于不同的所述第一接触孔内分别形成多个所述第一接触结构。
[0051]在其中一个实施例中，
[0052]各层所述有源层的第二图形在远离所述沟道图形一侧呈阶梯状分布，
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底；至少一个有源层单元，所述有源层单元包括层叠设置的多层有源层以及设置在相邻有源层之间的隔离层，所述有源层包括第一图形、第二图形以及沟道图形，所述第一图形与所述第二图形中的其中一者为源极图形，另一者为漏极图形，所述沟道图形连接所述第一图形与所述第二图形，各层所述有源层的第一图形在远离所述沟道图形一侧呈阶梯状分布，且相邻第一图形之间具有所述隔离层，相邻第二图形之间具有所述隔离层；多个栅极结构，分别环绕于各所述沟道图形外周；多个第一接触结构，分别位于各所述第一图形上方；多个电容结构，分别位于各所述第一接触结构上方。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括第一图形化层，所述第一图形化层覆盖于顶层的所述有源层上表面，定义所述有源层的位置。3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第一图形化层上表面与顶部的所述栅极结构的上表面齐平。4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，同一所述有源层单元内，所述多个有源层的第一接触结构排列成两排，相邻两个所述第一接触结构分别位于不同排。5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括第二图形化层，所述第二图形化层具有第二开口，所述第二开口定义出第一接触孔的形状及位置，所述多个第一接触结构位于不同的所述第一接触孔内。6.根据权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，各层所述有源层的第二图形在远离所述沟道图形一侧呈阶梯状分布，所述半导体结构还包括：多个第二接触结构，分别位于各所述第二图形上方；多个第三接触结构，分别位于顶部的各所述栅极结构的上方。所述多个第一接触结构、多个第二接触结构以及多个第三接触结构均位于不同的所述第一接触孔内。7.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括第三图形化层，所述第三图形化层具有第三开口，所述第三开口定义出第二接触孔的形状及位置，所述电容结构填充所述第二接触孔。8.根据权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述电容结构包括第一电极层、绝缘介质层以及第二电极层，所述第一电极层位于所述第二接触孔内，所述绝缘介质层位于所述第一电极层表面以及所述第三图形化层表面，所述第二电极层位于所述绝缘介质层表面。9.根据权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，所述第二电极层包括TiN层以及GeSi层，所述TiN层位于所述绝缘介质层表面，所述GeSi层位于所述TiN层表面且填满所述第二接触孔。10.一种半导体结构的制作方法，其特征在于，包括：提供衬底；
于所述衬底上形成至少一个有源层单元，所述有源层单元包括层叠设置的多层有源层以及设置在相邻有源层之间的隔离层，所述有源层包括第一图形、第二图形以及沟道图形，所述第一图形与所述第二图形中的其中一者为源极图形，另一者为漏极图形，所述沟道图形连接所述第一图形与所述第二图形，各层所述有源层的第一图形在远离所述沟道图形一侧呈阶梯状分布，且相邻第一图形之间具有所述隔离层，且相邻第二图形之间具有所述隔离层；环绕于各所述沟道图形外周均形成栅极结构；于各所述第一图形上方均形成第一接触结构；于各所述第一接触结构上方均形成电容结构。11.根据权利要求10所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述于所述衬底上形成至少一个有源层单元，包括：于所述衬底上交替形成牺牲材料层与半导体材料层，以形成多组基础材料层，所述基础材料层包括所述牺牲材料层与所述半导体材料层；依次对各组基础材料层进行刻蚀，形成多组图形化材料层，各组所述图形化材料层在其至少一侧均呈阶梯...

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