半导体结构及半导体结构的制备方法技术

本公开实施例涉及一种半导体结构及半导体结构的制备方法，半导体结构包括：基底，基底表面具有阵列排布的有源柱，有源柱包括沟道区以及位于沟道区上下两侧的顶部掺杂区以及底部掺杂区；字线，字线沿第一方向延伸，且环绕沿第一方向排布的一行有源柱的沟道区；位线，位线沿第二方向延伸，且与沿第二方向排布的一列有源柱的底部掺杂区电连接，在背离基底表面的方向上，位线在与其连接的相邻有源柱的底部之间具有凹槽；字线隔离结构，字线隔离结构位于相邻的字线之间，字线隔离结构包括：主体和由主体底部延伸出的凸出部，凸出部嵌入于凹槽。本公开实施例有利于改善字线隔离结构容易歪曲或者倾斜的问题。曲或者倾斜的问题。曲或者倾斜的问题。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及半导体结构的制备方法


[0001]本公开实施例涉及半导体
，特别涉及一种半导体结构及半导体结构的制备方法。

技术介绍

[0002]随着动态存储器的集成密度朝着更高的方向发展，对动态存储器阵列结构中晶体管的排布方式以及晶体管尺寸产生了更高的要求。全环绕栅极晶体管结构作为动态存储器中的晶体管时，可在给定工艺条件下可获得较小的图案尺寸，有利于增加动态存储器的集成密度。
[0003]通常，当半导体结构中集成有多个晶体管时，为了提高集成度，可以设置一条字线控制多个晶体管。基于此，需要在相邻的字线之间设置字线隔离结构，防止相邻的字线之间短路。
[0004]然而，目前的半导体结构及其制作工艺中，字线隔离结构容易发生歪曲、倾倒甚至断裂的问题。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供的半导体结构及半导体结构的制备方法，至少有利于改善用于隔离相邻字线的字线隔离结构容易歪曲或者倾斜的问题。
[0006]本公开实施例提供能一种半导体结构，包括：基底，基底表面具有阵列排布的有源柱，有源柱包括沟道区以及位于沟道区上下两侧的顶部掺杂区以及底部掺杂区；字线，字线沿第一方向延伸，且环绕沿第一方向排布的一行有源柱的沟道区；位线，位线沿第二方向延伸，且与沿第二方向排布的一列有源柱的底部掺杂区电连接，在背离基底表面的方向上，位线在与其连接的相邻有源柱的底部之间具有凹槽；字线隔离结构，字线隔离结构位于相邻的字线之间，字线隔离结构包括：主体和由主体底部延伸出的凸出部，凸出部嵌入于凹槽；其中，第一方向与所述第二方向相互垂直，且均平行于所述底表面。
[0007]在一些实施例中，在沿所述第二方向上，所述凸出部的宽度尺寸大于所述主体的宽度尺寸。
[0008]在一些实施例中，在沿所述第二方向上，所述凸出部的最大宽度尺寸与所述主体的宽度尺寸之比为1.5～2。
[0009]在一些实施例中，在沿所述第二方向上，所述凸出部的宽度尺寸为5～20nm。
[0010]在一些实施例中，在垂直于基底表面方向上，所述主体的高度尺寸与所述凸出部的高度尺寸之比为5～10。
[0011]在一些实施例中，在沿背离所述基底表面的方向上，所述主体在所述第二方向上的宽度尺寸逐渐减小。
[0012]在一些实施例中，还包括：缓冲层，所述缓冲层位于所述凸出部与所述位线之间，所述缓冲层还包覆所述凸出部并填充所述凸出部与所述凹槽之间的空隙。
[0013]在一些实施例中，所述凸出部填满所述凹槽。
[0014]在一些实施例中，还包括：盖层，所述盖层位于所述字线隔离结构远离所述基底的一侧，且所述盖层还覆盖所述字线的顶部，且填充相邻所述顶部掺杂区之间的间隙。
[0015]在一些实施例中，还包括：栅氧层，所述栅氧层位于所述沟道区与所述字线之间。
[0016]在一些实施例中，所述位线的材料包括：金属硅化物或者金属中的至少一种。
[0017]相应地，本公开实施例另一方面还提供一种半导体结构的制备方法，包括：提供基底；在所述基底表面形成阵列排布的有源柱，所述有源柱包括沟道区以及位于所述沟道区上下两侧的顶部掺杂区以及底部掺杂区；形成位线，所述位线沿第二方向延伸，且与沿所述第二方向排布的一列所述有源柱的底部掺杂区电连接，在背离所述基底表面的方向上，所述位线在与其连接的相邻所述有源柱的底部之间具有凹槽；形成字线隔离结构，所述字线隔离结构沿第一方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，且均平行于所述基底表面，所述字线隔离结构包括：主体和由所述主体底部延伸出的凸出部，所述凸出部嵌入于所述凹槽；形成字线，所述字线沿所述第一方向延伸，且环绕沿所述第一方向排布的一行所述有源柱的沟道区，所述字线隔离结构位于相邻的所述字线之间。
[0018]在一些实施例中，在所述基底表面形成阵列排布的有源柱的方法包括：提供初始基底，对所述初始基底进行刻蚀工艺，形成沿所述第一方向间隔排布且沿所述第二方向延伸的第二沟槽；于所述第二沟槽内填充第一隔离层；对所述初始基底和所述第一隔离层进行刻蚀工艺，形成沿所述第二方向间隔排布且沿所述第一方向延伸的第一沟槽，以在所述第一沟槽之间的间隔与所述第二沟槽之间的间隔处形成所述有源柱；其中，所述第一沟槽的深度小于所述第二沟槽的深度。
[0019]在一些实施例中，形成所述位线的方法包括：在所述第一沟槽的侧壁形成第一牺牲层；对所述第一沟槽的底部进行自对准刻蚀，形成初始凹槽；形成金属层或金属硅化物层覆盖所述初始凹槽的内壁，所述金属层或金属硅化物层在所述第二方向上连通以形成所述位线，并形成所述凹槽。
[0020]在一些实施例中，形成所述字线隔离结构的方法包括：在形成所述位线后，于所述第一沟槽内壁形成第二牺牲层，所述第二牺牲层覆盖所述第一牺牲层以及所述凹槽内的所述金属层或金属硅化物层；形成第二隔离层填充所述第一沟槽内的剩余空间，所述第二隔离层包括初始主体和由所述初始主体底部延伸出的所述凸出部，所述凸出部嵌入于所述凹槽；对所述第二隔离层进行回刻蚀，以形成所述字线隔离结构。
[0021]在一些实施例中，对所述第二隔离层进行回刻蚀包括：对所述第二隔离层的所述初始主体以及位于相邻所述有源柱之间的所述第一隔离层、所述第一牺牲层和所述第二牺牲层进行第一回刻蚀，直至形成所述主体并暴露出所述顶部掺杂区；其中，所述主体的顶面不低于所述沟道区的顶面。
[0022]在一些实施例中，形成所述字线的方法包括：在形成主体并暴露出所述顶部掺杂区后，继续对位于相邻所述有源柱之间的所述第一隔离层、所述第一牺牲层和所述第二牺牲层进行第二回刻蚀，直至暴露出所述沟道区；在所述沟道区的表面形成栅氧层；在所述栅氧层远离所述沟道区的一侧形成所述字线，所述字线的顶面不高于所述字线隔离结构的顶面。
[0023]在一些实施例中，所述第一牺牲层、所述第二牺牲层以及所述第一隔离层的材料
包括氧化硅，所述第二隔离层的材料包括氮化硅。
[0024]在一些实施例中，所述第一回刻蚀对氧化硅和氮化硅的刻蚀选择比为5～20。
[0025]在一些实施例中，在形成所述字线之后，所述制备方法还包括：形成盖层，覆盖所述字线的顶面以及所述字线隔离结构的顶面，并填充相邻所述顶部掺杂区之间的间隙。
[0026]本公开实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
[0027]本公开实施例中提供的半导体结构的技术方案中，设置位线与一列有源柱的底部掺杂区电连接，且位线在相邻的有源柱之间具有凹槽，并设置字线隔离结构中的凸出部嵌于凹槽内，如此，为字线隔离结构两侧提供了支撑力，使得字线隔离结构不容易歪曲或者倒塌。
附图说明
[0028]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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，其特征在于，包括：基底，所述基底表面具有阵列排布的有源柱，所述有源柱包括沟道区以及位于所述沟道区上下两侧的顶部掺杂区以及底部掺杂区；字线，所述字线沿第一方向延伸，且环绕沿所述第一方向排布的一行所述有源柱的沟道区；位线，所述位线沿第二方向延伸，且与沿所述第二方向排布的一列所述有源柱的底部掺杂区电连接，在背离所述基底表面的方向上，所述位线在与其连接的相邻所述有源柱的底部之间具有凹槽；字线隔离结构，所述字线隔离结构位于相邻的所述字线之间，所述字线隔离结构包括：主体和由所述主体底部延伸出的凸出部，所述凸出部嵌入于所述凹槽；其中，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，且均平行于所述基底表面。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，在沿所述第二方向上，所述凸出部的宽度尺寸大于所述主体的宽度尺寸。3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，在沿所述第二方向上，所述凸出部的最大宽度尺寸与所述主体的宽度尺寸之比为1.5～2。4.根据权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，在沿所述第二方向上，所述凸出部的宽度尺寸为5～20nm。5.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，在垂直于基底表面方向上，所述主体的高度尺寸与所述凸出部的高度尺寸之比为5～10。6.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，在沿背离所述基底表面的方向上，所述主体在所述第二方向上的宽度尺寸逐渐减小。7.根据权利要求1或2所述的半导体结构，其特征在于，还包括：缓冲层，所述缓冲层位于所述凸出部与所述位线之间，所述缓冲层还包覆所述凸出部并填充所述凸出部与所述凹槽之间的空隙。8.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述凸出部填满所述凹槽。9.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：盖层，所述盖层位于所述字线隔离结构远离所述基底的一侧，且所述盖层还覆盖所述字线的顶部，且填充相邻所述顶部掺杂区之间的间隙。10.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：栅氧层，所述栅氧层位于所述沟道区与所述字线之间。11.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述位线的材料包括：金属硅化物或者金属中的至少一种。12.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：提供基底；在所述基底表面形成阵列排布的有源柱，所述有源柱包括沟道区以及位于所述沟道区上下两侧的顶部掺杂区以及底部掺杂区；形成位线，所述位线沿第二方向延伸，且与沿所述第二方向排布的一列所述有源柱的底部掺杂区电连接，在背离所述基底表面的方向上，所述位线在与其连接的相邻所述有源柱的底部之间具有凹槽；
形成字线隔离结构，所述字线隔离结构沿第一方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，且均平行于所述基底表面，所述字线隔离结构包括：主体和由所述主体底部延伸出的凸出部，所述凸出部嵌入于所述凹槽；形成字线，所述字线沿所述第一方...

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