半导体结构及其形成方法技术

本公开实施例提供一种半导体结构及其形成方法，半导体结构包括：基底；位于基底上方的多个半导体柱，半导体柱沿第一方向延伸，多个半导体柱在沿第二方向以及第三方向间隔排布，半导体柱具有沟道区以及位于沟道区相对两侧的掺杂区；第一支撑层，第一支撑层位于沿第二方向排布的半导体柱的沟道区侧壁；第二支撑层，第二支撑层位于相邻的第一支撑层之间；多个字线结构，字线结构沿第二方向延伸，至少位于沿第二方向排布的多个半导体柱的沟道区在第三方向上的两个表面，且还位于第一支撑层以及第二支撑层在第三方向上的两个表面。本公开实施例至少有利于保证字线具有较佳的连续性。实施例至少有利于保证字线具有较佳的连续性。实施例至少有利于保证字线具有较佳的连续性。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本公开实施例涉及半导体
，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。

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。
[0003]目前一个独立的字线结构通常要设置在多个晶体管的沟道区上，若同一字线结构对应的相邻晶体管沟道区的间隔距离过大，可能导致相邻晶体管沟道区之间的字线结构发生形变，甚至断裂，连续性较差的字线结构会导致动态存储器性能的可靠性较差，影响动态存储器的良率。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供一种半导体结构及其形成方法，至少有利于保证字线具有较佳的连续性。
[0005]本公开实施例一方面提供一种半导体结构，包括：基底；位于基底上方的多个半导体柱，半导体柱沿第一方向延伸，多个半导体柱在沿第二方向以及第三方向间隔排布，半导体柱具有沟道区以及位于沟道区相对两侧的掺杂区；第一支撑层，第一支撑层位于沿第二方向排布的半导体柱的沟道区侧壁；第二支撑层，第二支撑层位于相邻的第一支撑层之间；多个字线结构，字线结构沿第二方向延伸，至少位于沿第二方向排布的多个半导体柱的沟道区在第三方向上的两个表面，且还位于第一支撑层以及第二支撑层在第三方向上的两个表面。
[0006]在一些实施例中，第一方向以及第二方向均平行于基底表面，第三方向垂直于基底表面，第一支撑层的顶面和第二支撑层的顶面均与相邻的半导体柱的顶面平齐，第一支撑层和第二支撑层的底面均与相邻的半导体柱的底面平齐。
[0007]在一些实施例中，第一支撑层与第二支撑层之间包含空气间隙。
[0008]在一些实施例中，在第二方向上，相邻半导体柱之间包含至少两个第一支撑层和至少两个空气间隙，每一第一支撑层的厚度相同，每一空气间隙的宽度相同。
[0009]在一些实施例中，第一支撑层与第二支撑层之间具有加强层。
[0010]在一些实施例中，在第二方向上，相邻半导体柱之间包含至少两个第一支撑层和至少两个加强层，每一第一支撑层的厚度相同，每一加强层的厚度相同。
[0011]在一些实施例中，加强层的材料与第一支撑的材料以及第二支撑层的材料不相同。
[0012]在一些实施例中，第一支撑层和第二支撑层的材料相同。
[0013]在一些实施例中，字线结构包括：第一字线层，第一字线层位于半导体柱的沟道区的顶面、第一支撑层的顶面以及第二支撑层的顶面；第二字线层，第二字线层位于半导体柱的沟道区的底面、第一支撑层的底面以及第二支撑层的底面；在第三方向上，第一字线层与
第二字线层的厚度相同。
[0014]在一些实施例中，还包括：栅介质层，栅介质层位于半导体柱的沟道区在第三方向上的两个表面，且位于字线结构与半导体柱的沟道区之间。
[0015]在一些实施例中，还包括：隔离层，隔离层位于相邻字线结构之间。
[0016]在一些实施例中，还包括：介质层，介质层位于邻近沟道区的部分半导体柱的掺杂区之间，且环绕部分半导体柱的掺杂区沿第一方向延伸的表面，且介质层与字线结构在第一方向的两端相接触。
[0017]本公开实施例另一方面还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底；形成位于基底上方的多个半导体柱，半导体柱沿第一方向延伸，多个半导体柱在沿第二方向以及第三方向间隔排布，半导体柱具有沟道区以及位于沟道区相对两侧的掺杂区；形成第一支撑层，第一支撑层位于沿第二方向排布的半导体柱的沟道区侧壁；形成第二支撑层，第二支撑层位于相邻的第一支撑层之间；形成多个字线结构，字线结构沿第二方向延伸，至少位于沿第二方向排布的多个半导体柱的沟道区在第三方向上的两个表面，且还位于第一支撑层以及第二支撑层在第三方向上的两个表面。
[0018]在一些实施例中，形成半导体柱包括：形成在第三方向上间隔排布的多个半导体层以及半导体层之间的外延层；图形化半导体层以及外延层，形成沿第一方向延伸的凹槽，剩余半导体层作为半导体柱。
[0019]在一些实施例中，形成第一支撑层和第二支撑层包括：在凹槽内形成第一支撑膜和第二支撑膜，第一支撑膜与凹槽侧壁的半导体柱以及外延层相接触，第二支撑膜与第一支撑膜沿第二方向间隔排布，且位于第一支撑膜之间；形成牺牲层，牺牲层位于邻近掺杂区的部分半导体柱的沟道区之间，且环绕部分半导体柱的沟道区沿第一方向延伸的表面；去除牺牲层，以露出半导体柱的沟道区之间的外延层；去除半导体柱的沟道区之间的外延层，形成刻蚀孔；去除刻蚀孔侧壁之间的第一支撑膜和第二支撑膜，剩余第一支撑膜作为第一支撑层，剩余第二支撑膜作为第二支撑层。
[0020]在一些实施例中，形成牺牲层前还包括：形成加强膜；去除刻蚀孔侧壁之间的第一支撑膜和第二支撑膜的同时，还去除刻蚀孔侧壁之间的加强膜。
[0021]在一些实施例中，还包括：去除加强膜，形成空气间隙。
[0022]在一些实施例中，去除牺牲层之前还包括：形成介质层，介质层位于邻近牺牲层的部分半导体柱的掺杂区的之间，且环绕部分半导体柱的掺杂区沿第一方向延伸的表面。
[0023]本公开实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
[0024]上述技术方案中，基底上的多个半导体柱用于形成晶体管的半导体通道，半导体柱沟道区两侧的掺杂区用于形成晶体管的源极和漏极，字线结构位于沿第二方向排布的一行半导体柱的沟道区的顶面和底面，用于基于控制信号控制沿第二方向排布的一行半导体柱的沟道区，半导体柱顶面的字线结构与半导体柱底面的字线结构之间的区域除了间隔设置的半导体柱，还包括相邻半导体柱之间的第一支撑层以及第二支撑层，与半导体柱的沟道区的侧壁相接触的第一支撑层用于为字线结构提供支撑的同时，以及为半导体柱的沟道区提供隔离保护，位于第一支撑层之间的第二支撑层用于加强对字线结构的支撑力，第一支撑层和第二支撑层为沟道区顶面与底面之间的字线结构提供了支撑，有利于避免字线结构在相邻的半导体柱的沟道区之间的位置发生形变甚至断裂，有利于保证字线结构具有较
佳的连续性。
附图说明
[0025]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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本公开实施例提供的一种半导体结构的沟道区垂直于第一方向的剖面图；
[0027]图2为本公开实施例提供的一种半导体结构垂直于第二方向的剖面图；
[0028]图3为本公开实施例提供的另一种半导体结构的沟道区垂直于第一方向的剖面图；
[0029]图4至图15为本公开实施例提供的一种半导体结构的形成方法的各步骤示意图。
具体实施方式
[0030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；位于所述基底上方的多个半导体柱，所述半导体柱沿第一方向延伸，多个所述半导体柱在沿第二方向以及第三方向间隔排布，所述半导体柱具有沟道区以及位于所述沟道区相对两侧的掺杂区；第一支撑层，所述第一支撑层位于沿所述第二方向排布的所述半导体柱的所述沟道区侧壁；第二支撑层，所述第二支撑层位于相邻的所述第一支撑层之间；多个字线结构，所述字线结构沿所述第二方向延伸，至少位于沿所述第二方向排布的多个所述半导体柱的所述沟道区在所述第三方向上的两个表面，且还位于所述第一支撑层以及所述第二支撑层在所述第三方向上的两个表面。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一方向以及所述第二方向均平行于所述基底表面，所述第三方向垂直于所述基底表面，所述第一支撑层的顶面和所述第二支撑层的顶面均与相邻的所述半导体柱的顶面平齐，所述第一支撑层和所述第二支撑层的底面均与相邻的所述半导体柱的底面平齐。3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一支撑层与所述第二支撑层之间包含空气间隙。4.根据权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，在所述第二方向上，相邻所述半导体柱之间包含至少两个所述第一支撑层和至少两个所述空气间隙，每一所述第一支撑层的厚度相同，每一所述空气间隙的宽度相同。5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一支撑层与所述第二支撑层之间具有加强层。6.根据权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，在所述第二方向上，相邻所述半导体柱之间包含至少两个所述第一支撑层和至少两个所述加强层，每一所述第一支撑层的厚度相同，每一所述加强层的厚度相同。7.根据权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述加强层的材料与所述第一支撑的材料以及所述第二支撑层的材料不相同。8.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一支撑层和所述第二支撑层的材料相同。9.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述字线结构包括：第一字线层，所述第一字线层位于所述半导体柱的所述沟道区的顶面、所述第一支撑层的顶面以及所述第二支撑层的顶面；第二字线层，所述第二字线层位于所述半导体柱的所述沟道区的底面、所述第一支撑层的底面以及所述第二支撑层的底面；在所述第三方向上，所述第一字线层与所述第二字线层的厚度相同。10.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：栅介质层，所述栅介质层位于所述半导体柱的所述沟道区在所述第三方向上的两个表面，且位于所述字线结构与所述半导体柱的所述沟道区之间。11.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：隔离层，所述隔离层位于
相邻所述字线结构之间。12.根据权利要求1所述的半...

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