半导体结构的制备方法、半导体结构和半导体存储器技术

本公开实施例提供了一种半导体结构的制备方法、半导体结构和半导体存储器，该方法包括：提供衬底，衬底中形成有多个硅柱，且多个硅柱均沿第一方向延伸；在第一方向上，硅柱包括第一部分和第二部分；于硅柱的第二部分形成绝缘层；于硅柱的第一部分形成导电层；于硅柱的绝缘层和导电层的表面形成电容层。这样，在电容结构中，由于将硅柱的第二部分处理形成绝缘层，只在第一部分形成导电层，减少了电容层和硅柱之间的导电面积，使得电流仅能通过导电层部分流经硅柱，从而能够减少电容的漏电，提升半导体结构的性能。半导体结构的性能。半导体结构的性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的制备方法、半导体结构和半导体存储器


[0001]本公开涉及半导体
，尤其涉及一种半导体结构的制备方法、半导 体结构和半导体存储器。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的发展，环绕栅(Gate All Around，GAA)作为鳍式场效 应晶体管(Fin Field
‑
Effect Transistor，FinFet)的下一代技术，可以进一步节省 空间。在此基础上，使用三维(Three Dimensional，3D)结构又再次将半导体 存储器的结构向上进行了空间拓展，对动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等存储器的发展有极大的帮助。其中，电容器是半导 体存储器中用来储存数据的部分，存储单元的数据值是由其电容器所带的电荷 来判读，而电容漏电会影响半导体存储器的性能。

技术实现思路

[0003]本公开提供一种半导体结构的制备方法、半导体结构和半导体存储器：
[0004]第一方面，本公开实施例提供了一种半导体结构的制备方法，包括：
[0005]提供衬底，所述衬底中形成有多个硅柱，且所述多个硅柱均沿第一方向延 伸；其中，在所述第一方向上，所述硅柱包括第一部分和第二部分；
[0006]于所述硅柱的第二部分形成绝缘层；
[0007]于所述硅柱的第一部分形成导电层；
[0008]于所述硅柱的所述绝缘层和所述导电层的表面形成电容层。
[0009]在一些实施例中，所述提供衬底，包括：r/>[0010]提供一初始衬底；
[0011]于所述初始衬底上方形成堆叠结构；
[0012]于所述堆叠结构中形成所述多个硅柱；其中，在所述多个硅柱的所述第一 部分之间，形成有间隔结构。
[0013]在一些实施例中，所述初始衬底包括位线区、晶体管区、电容区和字线区；
[0014]所述于所述堆叠结构中形成所述多个硅柱，包括：
[0015]于位于所述电容区上方的所述堆叠结构中形成所述多个硅柱；
[0016]在所述于所述堆叠结构中形成所述多个硅柱时，所述方法还包括：
[0017]于位于所述晶体管区上方的所述堆叠结构中形成多个晶体管；
[0018]于位于所述字线区上方的所述堆叠结构中形成多个字线结构；
[0019]于位于所述位线区上方的所述堆叠结构中形成多个位线结构；
[0020]其中，在所述第一方向，所述多个位线、所述多个晶体管和所述多个硅柱 依次排列，在第二方向，所述多个晶体管和所述多个字线依次排列。
[0021]在一些实施例中，所述硅柱的第一部分位于所述硅柱与对应相邻的所述晶 体管的连接处。
[0022]在一些实施例中，所述堆叠结构包括至少一层堆叠层，所述堆叠层包括牺 牲层和硅层；
[0023]所述于所述初始衬底上方形成堆叠结构，包括：
[0024]于所述初始衬底上方形成所述牺牲层，并于所述牺牲层上方形成所述硅层；
[0025]重复形成所述牺牲层和所述硅层的步骤，直至形成所述堆叠结构。
[0026]在一些实施例中，所述于位于所述电容区上方的所述堆叠结构中形成所述 多个硅柱，包括：
[0027]对所述堆叠结构进行第一图案化处理，于所述堆叠结构中形成多个第一沟 槽；以及，
[0028]在位于所述电容区上方的所述堆叠结构中，保留所述第一沟槽之间的硅层 以形成所述多个硅柱；
[0029]其中，所述第一沟槽沿所述第一方向延伸。
[0030]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0031]于所述多个第一沟槽中和所述堆叠结构的上方形成氧化结构；
[0032]对所述氧化结构进行第二图案化处理，于位于所述电容区上方的所述氧化 结构中形成多个第二沟槽；以及，
[0033]去除位于所述第二沟槽下方的所述牺牲层，以在位于所述电容区上方的堆 叠结构中形成至少一个支撑间隙；其中，所述至少一个支撑间隙在所述第一方 向间隔排列，所述第二沟槽沿第二方向延伸；
[0034]于所述至少一个支撑间隙中对应形成至少一个电容支撑结构；其中，所述 硅柱贯穿所述至少一个电容支撑结构。
[0035]在一些实施例中，所述于所述硅柱的第二部分形成绝缘层，包括：
[0036]于所述氧化结构的顶面所在平面上方形成隔离氧化层；
[0037]去除位于所述电容区上方、且不位于所述电容支撑结构上方的所述隔离氧 化层，以暴露对应位置的所述氧化结构；
[0038]将被暴露位置下方的所述氧化结构去除，并去除位于所述电容区上方的所 述牺牲层，以暴露所述硅柱的第二部分；
[0039]对所述硅柱的第二部分的表面进行氧化处理，形成所述绝缘层。
[0040]在一些实施例中，所述于所述硅柱的第一部分的表面形成导电层，包括：
[0041]去除位于所述硅柱表面的所述间隔结构，以暴露所述硅柱的第一部分；
[0042]利用金属材料对所述硅柱的第一部分进行金属硅化处理，形成所述导电层。
[0043]在一些实施例中，所述金属材料包括下述至少之一：钛、钴或者镍。
[0044]在一些实施例中，在所述于位于所述电容区上方的所述氧化结构中形成多 个第二沟槽时，所述方法还包括：
[0045]于位于所述晶体管区上方的所述氧化结构中形成至少一对第三沟槽；
[0046]在位于所述晶体管区上方的所述堆叠结构中，保留所述第一沟槽之间的硅 层以形成多个有源柱；其中，所述第三沟槽沿所述第二方向延伸；
[0047]所述于位于所述晶体管区上方的所述堆叠结构中形成多个晶体管，包括：
[0048]去除位于所述至少一对第三沟槽下方的所述牺牲层，以在位于所述晶体管 区上
方的堆叠结构中形成至少一对晶体管间隙；
[0049]于所述晶体管间隙的两侧分别形成一对间隔结构；
[0050]对所述一对间隔结构之间的有源柱进行掺杂处理，形成所述晶体管的源极 和漏极；
[0051]于所述一对间隔结构之间形成晶体管支撑结构；
[0052]去除位于所述晶体管支撑结构之间的间隔结构、牺牲层和氧化结构，以暴 露位于所述晶体管区上方的所述堆叠结构中的所述有源柱，暴露出的所述有源 柱形成所述晶体管的沟道；
[0053]于所述晶体管的沟道的表面形成所述晶体管的栅极。
[0054]在一些实施例中，所述于所述硅柱的所述绝缘层和所述导电层的表面形成 电容层，包括：
[0055]于所述绝缘层和所述导电层的表面形成下电极层；
[0056]于所述下电极层的表面形成介质层；
[0057]于所述介质层的表面形成上电极层。
[0058]在一些实施例中，在所述于所述硅柱的所述绝缘层和所述导电层的表面形 成电容层之后，所述方法还包括：
[0059]于所述上电极层的间隙中形成电极填充结构，且所述电极填充结构完全填 充所述上电极层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供衬底，所述衬底中形成有多个硅柱，且所述多个硅柱均沿第一方向延伸；其中，在所述第一方向上，所述硅柱包括第一部分和第二部分；于所述硅柱的第二部分形成绝缘层；于所述硅柱的第一部分形成导电层；于所述硅柱的所述绝缘层和所述导电层的表面形成电容层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供衬底，包括：提供一初始衬底；于所述初始衬底上方形成堆叠结构；于所述堆叠结构中形成所述多个硅柱；其中，在所述多个硅柱的所述第一部分之间，形成有间隔结构。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始衬底包括位线区、晶体管区、电容区和字线区；所述于所述堆叠结构中形成所述多个硅柱，包括：于位于所述电容区上方的所述堆叠结构中形成所述多个硅柱；在所述于所述堆叠结构中形成所述多个硅柱时，所述方法还包括：于位于所述晶体管区上方的所述堆叠结构中形成多个晶体管；于位于所述字线区上方的所述堆叠结构中形成多个字线结构；于位于所述位线区上方的所述堆叠结构中形成多个位线结构；其中，在所述第一方向，所述多个位线、所述多个晶体管和所述多个硅柱依次排列，在第二方向，所述多个晶体管和所述多个字线依次排列。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硅柱的第一部分位于所述硅柱与对应相邻的所述晶体管的连接处。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述堆叠结构包括至少一层堆叠层，所述堆叠层包括牺牲层和硅层；所述于所述初始衬底上方形成堆叠结构，包括：于所述初始衬底上方形成所述牺牲层，并于所述牺牲层上方形成所述硅层；重复形成所述牺牲层和所述硅层的步骤，直至形成所述堆叠结构。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述于位于所述电容区上方的所述堆叠结构中形成所述多个硅柱，包括：对所述堆叠结构进行第一图案化处理，于所述堆叠结构中形成多个第一沟槽；以及，在位于所述电容区上方的所述堆叠结构中，保留所述第一沟槽之间的硅层以形成所述多个硅柱；其中，所述第一沟槽沿所述第一方向延伸。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：于所述多个第一沟槽中和所述堆叠结构的上方形成氧化结构；对所述氧化结构进行第二图案化处理，于位于所述电容区上方的所述氧化结构中形成多个第二沟槽；以及，去除位于所述第二沟槽下方的所述牺牲层，以在位于所述电容区上方的堆叠结构中形
成至少一个支撑间隙；其中，所述至少一个支撑间隙在所述第一方向间隔排列，所述第二沟槽沿第二方向延伸；于所述至少一个支撑间隙中对应形成至少一个电容支撑结构；其中，所述硅柱贯穿所述至少一个电容支撑结构。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述于所述硅柱的第二部分形成绝缘层，包括：于所述氧化结构的顶面所在平面上方形成隔离氧化层；去除位于所述电容区上方、且不位于所述电容支撑结构上方的所述隔离氧化层，以暴露对应位置的所述氧化结构；将被暴露位置下方的所述氧化结构去除，并去除位于所述电容区上方的所述牺牲层，以暴露所述硅柱的第二部分；对所述硅柱的第二部分的表面进行氧化处理，形成所述绝缘层。9.根据权利要求2至8任一项所述的方法，其特征在于，所述于所述硅柱的第一部分的表面形成导电层，包括：去除位于所述硅柱表面的所述间隔结构，以暴露所述硅柱的第一部分；利用金属材料对所述硅柱的第一部分进行金属硅化处理，形成所述导电层。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述金属材料包括下述至少之一：钛、钴或者镍。11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述于位于所述电容区上方的所述氧化结构中形成多个第二沟槽时，所述方法还包括：于位于所述晶体管区上方的所述氧化结构中形成至少一对第三沟槽；在位于所述晶体管区上方的所述...

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