半导体结构及其制备方法技术

本公开实施例提供一种半导体结构及其制备方法。该半导体结构包括半导体衬底；在半导体衬底上沿垂直方向依序堆叠的第一金属层、第一含氢隔离层以及第二金属层；其中，第一金属层、第一含氢隔离层和第二金属层内具有第一填充空间，第一填充空间自第二金属层的顶表面沿垂直方向延伸至第一金属层内；铟镓锌氧化物层，位于第一填充空间的内壁；栅氧化层，位于铟镓锌氧化物层上；栅极，位于栅氧化层间的第一填充空间中。本公开实施例能够增大半导体结构的开态电流。的开态电流。的开态电流。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制备方法


[0001]本公开涉及半导体制备
，尤其涉及一种半导体结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的发展，对半导体存储芯片的高密度以及大容量的要求越来越高，具有CAA(Chanel all around，环形沟道)结构的IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide，铟镓锌氧化物)晶体管因其能够较大程度提高集成密度而成为研究热点。
[0003]然而相关技术中，对半导体电学性能的要求越来越高，因而具有CAA结构的IGZO晶体管的开态电流有待提高。
[0004]在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的相关技术的信息。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种半导体结构及其制备方法，能够有效提高半导体结构的开态电流。
[0006]本公开提供了一种半导体结构包括：半导体衬底、在所述半导体衬底上沿垂直方向依序堆叠的第一金属层、第一含氢隔离层以及第二金属层、铟镓锌氧化物层、栅氧化层以及栅极。
[0007]其中，所述第一金属层、所述第一含氢隔离层和所述第二金属层内具有第一填充空间，所述第一填充空间自所述第二金属层的顶表面沿所述垂直方向延伸至所述第一金属层内。铟镓锌氧化物层位于所述第一填充空间的内壁。栅氧化层位于所述铟镓锌氧化物层上。栅极位于所述栅氧化层间的所述第一填充空间中。
[0008]在本公开的一些实施例中，所述半导体结构还包括：第一含铟导电层，位于所述铟镓锌氧化物层与所述第一金属层之间；第二含氢隔离层，位于所述铟镓锌氧化物层与所述第一含氢隔离层之间；第二含铟导电层，位于所述铟镓锌氧化物层与所述第二金属层之间。
[0009]在本公开的一些实施例中，所述第一含氢隔离层中氢元素的含量为1％～3％。
[0010]在本公开的一些实施例中，所述半导体结构还包括：第三含氢隔离层，设于所述栅极和所述第二金属层上；所述第三含氢隔离层中的氢元素的含量为1％～3％。
[0011]在本公开的一些实施例中，所述第一含铟导电层和所述第二含铟导电层均包括氧化铟锡，所述氧化铟锡中In2O3与SnO2的含量比大于8:1。
[0012]本公开实施例还提供了一种半导体结构的制备方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上沿垂直方向形成依序堆叠的第一金属层、第一含氢隔离层以及第二金属层；其中，所述第一含氢隔离层中氢元素的含量大于1％；在所述第一金属层、所述第一含氢隔离层以及所述第二金属层内形成第一填充空间，所述第一填充空间自所述第二金属层的顶表面沿垂直方向延伸至所述第一金属层内；在所述第一填充空间中共形地形成铟镓锌氧化物层；在所述铟镓锌氧化物层上形成栅氧化层；在形成有所述栅氧化层的所述第一填充
空间的剩余空间中填充形成栅极。
[0013]在本公开的一些实施例中，在所述第一填充空间中共形地形成铟镓锌氧化物层之前，还包括：在所述第一填充空间的内壁共形地形成第一含铟导电层；在形成有所述第一含铟导电层的所述第一填充空间中填充形成牺牲层；回蚀刻所述第一含铟导电层至与所述第一金属层的顶表面平齐的位置，在所述牺牲层和所述第一填充空间的内壁之间形成第二填充空间；在所述第二填充空间中对应于所述第一含氢隔离层的部分填充形成第二含氢隔离层，所述第二含氢隔离层与所述牺牲层接触；在所述第二填充空间中对应于所述第二金属层的部分填充形成第二含铟导电层，所述第二含铟导电层与所述牺牲层接触；去除所述牺牲层。
[0014]在本公开的一些实施例中，所述第一含氢隔离层和所述第二含氢隔离层均包括：含氢的氧化铝层和含氢的氧化硅层中的至少一种。
[0015]在本公开的一些实施例中，所述第一含氢隔离层和所述第二含氢隔离层中的氢元素的含量均为1％～3％。
[0016]在本公开的一些实施例中，在所述半导体衬底上沿垂直方向形成依序堆叠的第一金属层、第一含氢隔离层以及第二金属层，包括：在所述半导体衬底上形成第一氧化物层；回蚀刻所述第一氧化物层形成第一容纳空间；在所述第一容纳空间中填充形成所述第一金属层，使所述第一金属层的顶表面与所述第一氧化物层平齐；在所述第一金属层上形成所述第一含氢隔离层；在所述第一氧化物层上形成第二氧化物层，使所述第二氧化物层围绕所述第一含氢隔离层，且所述第二氧化物层的顶表面与所述第一含氢隔离层的顶表面平齐；在所述第二氧化物层和所述第一含氢隔离层上形成所述第二金属层。
[0017]由上述技术方案可知，本公开实施例的半导体结构具备以下优点和积极效果中的至少之一：
[0018]本公开实施例中，在半导体衬底上设有沿垂直方向形成依序堆叠的第一金属层、第一含氢隔离层以及第二金属层，且铟镓锌氧化物层位于第一填充空间的内壁，使得第一含氢隔离层能够与铟镓锌氧化物层接触，第一含氢隔离层中氢元素的含量大于1％，使得第一含氢隔离层中的氢元素能够渗透至铟镓锌氧化物层中，提高铟镓锌氧化物层的载流子的迁移率，进而有效提高半导体结构的开态电流，改善半导体结构的电学性能。
附图说明
[0019]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0020]图1为本公开一些实施例示出半导体结构的制备方法的流程图；
[0021]图2至图14为本公开一些实施例示出在制备过程中的半导体结构的剖面示意图。
[0022]附图标记说明：
[0023]1、半导体衬底；2、第一氧化物层；3、第一金属层；4、第一含氢隔离层；5、第二氧化物层；6、第二金属层；7、第一含铟导电层；8、牺牲层；9、第二含氢隔离层；10、第二含铟导电层；11、铟镓锌氧化物层(IGZO层)；111、沟道；112、源极；113、漏极；12、栅氧化层；13、栅极；14、第三含氢隔离层；C1、第一容纳空间；S1、第一填充空间；S2、第二填充空间；Y、垂直方向。
具体实施方式
[0024]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0025]在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。此外，权利要求书中的术语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其本文档来自技高网...

【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：半导体衬底；在所述半导体衬底上沿垂直方向依序堆叠的第一金属层、第一含氢隔离层以及第二金属层；其中，所述第一金属层、所述第一含氢隔离层和所述第二金属层内具有第一填充空间，所述第一填充空间自所述第二金属层的顶表面沿所述垂直方向延伸至所述第一金属层内；铟镓锌氧化物层，位于所述第一填充空间的内壁；栅氧化层，位于所述铟镓锌氧化物层上；栅极，位于所述栅氧化层间的所述第一填充空间中。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：第一含铟导电层，位于所述铟镓锌氧化物层与所述第一金属层之间；第二含氢隔离层，位于所述铟镓锌氧化物层与所述第一含氢隔离层之间；第二含铟导电层，位于所述铟镓锌氧化物层与所述第二金属层之间。3.根据权利要求1或2所述的半导体结构，其特征在于，所述第一含氢隔离层中氢元素的含量为1％～3％。4.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：第三含氢隔离层，设于所述栅极和所述第二金属层上；所述第三含氢隔离层中的氢元素的含量为1％～3％。5.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第一含铟导电层和所述第二含铟导电层均包括氧化铟锡，所述氧化铟锡中In2O3与SnO2的含量比大于8:1。6.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上沿垂直方向形成依序堆叠的第一金属层、第一含氢隔离层以及第二金属层；在所述第一金属层、所述第一含氢隔离层以及所述第二金属层内形成第一填充空间，所述第一填充空间自所述第二金属层的顶表面沿垂直方向延伸至所述第一金属层内；在所述第一填充空间中共形地形成铟镓锌氧化物层；在所述铟镓锌氧化物层上形成栅氧化层；在形成有...

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