半导体结构及其形成方法技术

本申请实施例提供一种半导体结构及其形成方法，其中，所述半导体结构的形成方法包括：提供基底；所述基底包括半导体衬底和位于所述半导体衬底表面的阱区；所述阱区包括沿第一方向间隔排布的多个有源柱列，且每一所述有源柱列包括沿第二方向间隔排布的多个有源柱；其中，所述第一方向垂直于所述第二方向；至少刻蚀每一所述有源柱底部的阱区和部分厚度的半导体衬底，形成多个位线沟槽；在所述位线沟槽中，形成埋入式位线。形成埋入式位线。形成埋入式位线。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本申请涉及半导体
，涉及但不限于一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)是计算机常用的半导体存储器件，DRAM由许多重复的存储单元组成。每个存储单元包含晶体管和电容器，晶体管的栅极与字线相连、漏极与位线相连、源极与电容器相连。字线上的电压信号能够控制晶体管的打开或关闭，进而通过位线读取存储在电容器中的数据信息，或者通过位线将数据信息写入到电容器中进行存储。
[0003]相关技术中，DRAM存储单元中晶体管的源极或者漏极通常形成在半导体衬底的表面，因此，动态随机存储器的位线也形成于半导体衬底的表面，如此，将不能满足当前对半导体器件高集成度的需求，且位线位于半导体衬底的表面，使得位线的控制能力弱。另外，相关技术中位线的结构和位线的制作工艺复杂，进而增加了半导体器件的生产成本。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供一种半导体结构及其形成方法。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种半导体结构的形成方法，所述方法包括：
[0006]提供基底；所述基底包括半导体衬底和位于所述半导体衬底表面的阱区；所述阱区包括沿第一方向间隔排布的多个有源柱列，且每一所述有源柱列包括沿第二方向间隔排布的多个有源柱；其中，所述第一方向垂直于所述第二方向；
[0007]至少刻蚀每一所述有源柱底部的阱区和部分厚度的半导体衬底，形成多个位线沟槽；<br/>[0008]在所述位线沟槽中，形成埋入式位线。
[0009]在一些实施例中，所述位线沟槽包括第一位线沟槽或第二位线沟槽；所述方法还包括：
[0010]依次将每相邻的两个有源柱列，确定为一个有源柱组；
[0011]其中，位于所述第一位线沟槽中的埋入式位线，在所述有源柱组中沿所述第一方向相邻的两个有源柱的底部相互连通；
[0012]位于所述第二位线沟槽中的埋入式位线，在所述有源柱组中沿所述第一方向相邻的两个有源柱的底部相互独立。
[0013]在一些实施例中，所述在所述位线沟槽中，形成埋入式位线，包括：
[0014]在所述第一位线沟槽或所述第二位线沟槽中沉积位线金属材料，形成所述埋入式位线。
[0015]在一些实施例中，任意相邻两个有源柱之间填充有第一绝缘材料；所述第一位线沟槽通过以下步骤形成：
[0016]沿第三方向，刻蚀每一所述有源柱组中的相邻两个有源柱列之间的第一绝缘材
料，形成多个第一刻蚀凹槽；其中，所述第三方向、所述第一方向和所述第二方向两两相互垂直；
[0017]以所述第一刻蚀凹槽的底部为刻蚀起点，沿所述第三方向，刻蚀所述第一刻蚀凹槽底部的阱区和所述部分厚度的半导体衬底，并沿所述第一方向，刻蚀所述有源柱底部的阱区和所述部分厚度的半导体衬底，形成所述第一位线沟槽。
[0018]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0019]在所述第一位线沟槽中形成所述埋入式位线之后，在所述第一刻蚀凹槽中填充第二绝缘材料。
[0020]在一些实施例中，任意相邻两个有源柱之间填充有第一绝缘材料；所述第二位线沟槽通过以下步骤形成：
[0021]沿第三方向，至少刻蚀每一所述有源柱组中的相邻两个有源柱列之间的第一绝缘材料，形成多个第二刻蚀凹槽；其中，所述第三方向、所述第一方向和所述第二方向两两相互垂直；
[0022]沿所述第一方向，刻蚀所述有源柱底部的阱区和所述部分厚度的半导体衬底，形成所述第二位线沟槽；其中，所述第二位线沟槽的底部与所述第二刻蚀凹槽的底部平齐。
[0023]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0024]在所述第二位线沟槽中形成所述埋入式位线之后，在所述第二刻蚀凹槽中填充第二绝缘材料。
[0025]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0026]在所述第一位线沟槽或所述第二位线沟槽中沉积所述位线金属材料之前，在所述第一位线沟槽或所述第二位线沟槽的内壁形成阻挡层。
[0027]在一些实施例中，所述有源柱通过以下方式形成：
[0028]在所述阱区的表面形成图形化的掩膜层；
[0029]通过所述图形化的掩膜层，刻蚀部分厚度的所述阱区，形成多个沿所述第一方向和所述第二方向间隔排布的所述有源柱。
[0030]在一些实施例中，在形成所述位线沟槽之前，所述方法还包括：
[0031]至少刻蚀相邻两个有源柱组之间的第一绝缘材料，形成多个第三刻蚀凹槽；其中，所述第三刻蚀凹槽的底部位于所述半导体衬底的内部；
[0032]在所述第三刻蚀凹槽中填充所述第二绝缘材料。
[0033]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0034]沿所述第三方向，刻蚀任意相邻两个有源柱之间部分第二绝缘材料，暴露出具有第一预设高度的有源柱；其中，所述第一预设高度小于所述有源柱的初始高度；
[0035]在暴露出的具有第一预设高度的有源柱的侧壁，形成埋入式字线。
[0036]在一些实施例中，所述在暴露出的具有第一预设高度的有源柱的侧壁，形成埋入式字线，包括：
[0037]在暴露出的具有第一预设高度的有源柱的侧壁形成栅极氧化层；
[0038]在具有所述栅极氧化层的任意相邻的两个有源柱之间填充字线金属材料，形成字线金属层；
[0039]回刻所述栅极氧化层和所述字线金属层，暴露出具有第二预设高度的有源柱；所
述第二预设高度小于所述第一预设高度；
[0040]图形化所述字线金属层，形成所述埋入式字线。
[0041]在一些实施例中，所述图形化所述字线金属层，形成所述埋入式字线，包括：
[0042]沿所述第三方向，刻蚀所述字线金属层，并保留所述第一方向上相邻两个有源柱之间的字线金属层，形成所述埋入式字线和沿所述第一方向延伸的第四刻蚀凹槽。
[0043]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0044]在所述第四刻蚀凹槽和暴露出的具有第二预设高度的有源柱之间填充第三绝缘材料，形成顶部绝缘层；其中，所述顶部绝缘层的顶表面与所述图形化的掩膜层的顶表面平齐。
[0045]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0046]去除每一所述有源柱表面的图形化的掩膜层，暴露出所述有源柱的顶表面；
[0047]在所述有源柱的顶表面形成电容结构。
[0048]第二方面，本申请实施例提供一种半导体结构，所述半导体结构通过上述半导体结构的形成方法形成；所述半导体结构包括：
[0049]基底；所述基底包括半导体衬底和位于所述半导体衬底表面的阱区；所述阱区包括沿第一方向间隔排布的多个有源柱列，且每一所述有源柱列包括沿第二方向间隔排布的多个有源柱；其中，所述第一方向垂直于所述第二方向；
[0050]埋入式位线；所述埋入式位线位于位线沟槽中，且所述位线沟槽至少位于每一所述有源柱的底部的阱区和部分厚度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形成方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底；所述基底包括半导体衬底和位于所述半导体衬底表面的阱区；所述阱区包括沿第一方向间隔排布的多个有源柱列，且每一所述有源柱列包括沿第二方向间隔排布的多个有源柱；其中，所述第一方向垂直于所述第二方向；至少刻蚀每一所述有源柱底部的阱区和部分厚度的半导体衬底，形成多个位线沟槽；在所述位线沟槽中，形成埋入式位线。2.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述位线沟槽包括第一位线沟槽或第二位线沟槽；所述方法还包括：依次将每相邻的两个有源柱列，确定为一个有源柱组；其中，位于所述第一位线沟槽中的埋入式位线，在所述有源柱组中沿所述第一方向相邻的两个有源柱的底部相互连通；位于所述第二位线沟槽中的埋入式位线，在所述有源柱组中沿所述第一方向相邻的两个有源柱的底部相互独立。3.根据权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述在所述位线沟槽中，形成埋入式位线，包括：在所述第一位线沟槽或所述第二位线沟槽中沉积位线金属材料，形成所述埋入式位线。4.根据权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，任意相邻两个有源柱之间填充有第一绝缘材料；所述第一位线沟槽通过以下步骤形成：沿第三方向，刻蚀每一所述有源柱组中的相邻两个有源柱列之间的第一绝缘材料，形成多个第一刻蚀凹槽；其中，所述第三方向、所述第一方向和所述第二方向两两相互垂直；以所述第一刻蚀凹槽的底部为刻蚀起点，沿所述第三方向，刻蚀所述第一刻蚀凹槽底部的阱区和所述部分厚度的半导体衬底，并沿所述第一方向，刻蚀所述有源柱底部的阱区和所述部分厚度的半导体衬底，形成所述第一位线沟槽。5.根据权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述第一位线沟槽中形成所述埋入式位线之后，在所述第一刻蚀凹槽中填充第二绝缘材料。6.根据权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，任意相邻两个有源柱之间填充有第一绝缘材料；所述第二位线沟槽通过以下步骤形成：沿第三方向，至少刻蚀每一所述有源柱组中的相邻两个有源柱列之间的第一绝缘材料，形成多个第二刻蚀凹槽；其中，所述第三方向、所述第一方向和所述第二方向两两相互垂直；沿所述第一方向，刻蚀所述有源柱底部的阱区和所述部分厚度的半导体衬底，形成所述第二位线沟槽；其中，所述第二位线沟槽的底部与所述第二刻蚀凹槽的底部平齐。7.根据权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述第二位线沟槽中形成所述埋入式位线之后，在所述第二刻蚀凹槽中填充第二绝缘材料。8.根据权利要求5或7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述第一位线沟槽或所述第二位线沟槽中沉积所述位线金属材料之前，在所述第一
位线沟槽或所述第二位线沟槽的内壁形成阻挡层。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述有源柱通过以下方式形成：在所述阱区的表面...

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