半导体结构及其制备方法技术

本申请公开了一种半导体结构的制备方法，包括：提供衬底；于衬底中形成第一方向的第一字线结构；向下刻蚀衬底，形成柱状有源区，柱状有源区的深度大于第一字线结构的深度；于柱状有源区之间填充隔离层；刻蚀第一字线结构及隔离层，形成第一方向的第一字线沟槽，第一字线沟槽贯穿柱状有源区；于第一字线沟槽中形成低介电常数层、第一导电层及绝缘层，第一导电层电连接第一字线结构。由于隔离层中不存在第一字线结构；这样使得半导体结构相邻的存储单元之间被填充的隔离层和低介电常数层所分隔，电子难以从一个存储单元迁移到临近的存储单元，从而减弱电子迁移造成的行锤击效应。从而减弱电子迁移造成的行锤击效应。从而减弱电子迁移造成的行锤击效应。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制备方法


[0001]本申请属于半导体
，具体涉及一种半导体结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]DRAM(Dynamic Random Access Memory)，即动态随机存储器是较为常见的系统内存，其中每个存储单元(cell)包括一个晶体管和一个对应的电容，利用电容内存储电荷的多寡来代表0和1；为了避免漏电导致数据出错，需要周期性地刷新电容。为提升DRAM的集成度以加快对每个存储单元的操作速度，以及应对来自PC、智能手机、平板等市场对DRAM的强劲需求，近年来发展出了埋入式字线DRAM(即buried word line DRAM)结构以满足上述需求。
[0003]相关技术中，存储器矩阵中的一个行(Row)被激活，当其被反复刷新(refresh)时，会对邻近的行产生噪声或干扰，进而造成邻近行内的一个或多个单元的数据(Data)发生错误，这种现象被称为所谓的行锤击效应(Row Hammer Effect)。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种半导体结构及其制备方法以解决半导体器件的锤击效应。
[0005]根据本申请实施例的第一方面，提供了一种半导体结构的制备方法，该方法可以包括：
[0006]提供衬底；
[0007]于衬底中形成第一方向的第一字线结构；
[0008]向下刻蚀衬底，形成柱状有源区，柱状有源区的深度大于第一字线结构的深度；
[0009]于柱状有源区之间填充隔离层；
[0010]刻蚀第一字线结构及隔离层，形成第一方向的第一字线沟槽，第一字线沟槽贯穿柱状有源区；
[0011]于第一字线沟槽中形成低介电常数层、第一导电层及绝缘层，第一导电层电连接所述第一字线结构。
[0012]在本申请的一些可选实施例中，于衬底上形成第一方向的第一字线结构，包括：
[0013]刻蚀衬底形成第一方向的第二字线沟槽；
[0014]于第二字线沟槽内形成第一字线结构。
[0015]在本申请的一些可选实施例中，刻蚀衬底形成第一方向的第二字线沟槽，包括：
[0016]于衬底上沉积第一字线掩模，第一字线掩模暴露的沟槽延伸方向为第一方向；
[0017]以第一字线掩模为掩模，刻蚀衬底，以形成第一方向的第二字线沟槽。
[0018]在本申请的一些可选实施例中，在于第二字线沟槽内形成第一字线结构之前，半导体结构的制备方法还包括：
[0019]于第二字线沟槽内沉积栅极氧化层，栅极氧化层覆盖第二字线沟槽；
[0020]于栅极氧化层上沉积阻挡层。
[0021]在本申请的一些可选实施例中，于第二字线沟槽内形成第一字线结构，包括：
[0022]于第二字线沟槽内沉积第一字线金属层；第一字线金属层填充第二字线沟槽，且覆盖衬底上表面；
[0023]平坦化第一字线金属层以使第一字线金属层的上表面与衬底的上表面平齐，形成第一字线结构。
[0024]在本申请的一些可选实施例中，于第一字线结构向下刻蚀至衬底，形成柱状有源区，包括：
[0025]于第一字线结构上沉积线形掩模；
[0026]部分刻蚀线形掩模，以形成岛形掩模；
[0027]以岛形掩模为掩模刻蚀衬底，以形成柱状有源区。
[0028]在本申请的一些可选实施例中，于柱状有源区周围填充隔离层，包括：
[0029]于柱状有源区周围填充隔离材料，隔离材料覆盖岛形掩模的上表面；
[0030]平坦化隔离材料以形成隔离层，隔离层的上表面与柱状有源区的上表面齐平。
[0031]在本申请的一些可选实施例中，沿第二方向刻蚀第一字线结构及隔离层，形成第一方向的第一字线沟槽，包括：
[0032]于第一字线结构及隔离层表面形成第二字线掩模，第二字线掩模暴露的沟槽延伸方向为第一方向；
[0033]以第二字线掩模为掩模刻蚀第一字线结构及隔离层，以形成穿过多个柱状有源区及隔离层的第一字线沟槽。
[0034]在本申请的一些可选实施例中，在沿第二方向刻蚀第一字线结构及隔离层，形成第一字线沟槽之后，半导体结构的制备方法还包括：
[0035]去除第二字线掩模和部分隔离层，以使隔离层的上表面与柱状有源区的上表面齐平。
[0036]在本申请的一些可选实施例中，于第一字线沟槽中沉积第一导电层及绝缘层，包括：
[0037]于第一字线沟槽内沉积第一字线导电层，第一字线导电层的上表面低于柱状有源区的上表面；
[0038]于第一字线导电层上沉积绝缘层，绝缘层上表面与柱状有源区的上表面平齐。
[0039]在本申请的一些可选实施例中，低介电常数层包括空气间隙，于第一字线沟槽中形成低介电常数层、第一导电层及绝缘层，包括：
[0040]于第一字线沟槽内壁沉积牺牲层；
[0041]于第一字线沟槽内沉积第一导电层；
[0042]去除牺牲层，以形成空气间隙；
[0043]于第一导电层上方沉积绝缘层，绝缘层密封空气间隙。
[0044]根据本申请实施例的第二方面，提供一种半导体结构，该半导体结构可以包括：
[0045]衬底，包括柱状有源区；
[0046]第一字线结构，第一字线结构形成于柱状有源区中，且柱状有源区的深度大于第一字线结构的深度，第一字线结构的上表面低于柱状有源区的上表面；
[0047]隔离层，填充柱状有源区之间；
[0048]第一导电层，位于第一字线结构上方，且沿第一方向延伸贯穿柱状有源区和所述隔离层，第一导电层电连接第一字线结构；
[0049]低介电常数层，形成于第一导电层的侧壁；
[0050]绝缘层，沉积于第一导电层表面。
[0051]在本申请的一些可选实施例中，低介电常数层包括空气间隙。
[0052]在本申请的一些可选实施例中，柱状有源区的深度大于第一字线结构的深度。
[0053]在本申请的一些可选实施例中，低介电常数层的顶面与第一导电层的上表面平齐或高于第一导电层的上表面。
[0054]在本申请的一些可选实施例中，第一导电层包括多个间隔分布的第一导电结构，第一字线结构在第二方向上的宽度小于等于第一导电结构在第二方向上的宽度，第二方向垂直于第一方向。
[0055]在本申请的一些可选实施例中，第一字线结构的顶面高于第一沟槽的底面。
[0056]根据本申请实施例的第三方面，提供一种存储器，该存储器可以包括如实施例第二方面任一项的半导体结构。
[0057]本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0058]本申请实施例方法通过将埋入式字线分为两部分，第一字线结构仅存在于柱状源区，柱状源区之间的隔离层中不存在第一字线结构；不同有源区的字线导电层之间通过第一导电层连接；这样的结构使相邻的存储单元之间被填充的隔离层和低介电常数层所分隔，电子难以从一个存储单元迁移到临近的存储单元，从而减弱电子迁移造成的行锤击效应。...

【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，包括：提供衬底；于所述衬底中形成第一方向的第一字线结构；向下刻蚀所述衬底，形成柱状有源区，所述柱状有源区的深度大于所述第一字线结构的深度；于所述柱状有源区之间填充隔离层；刻蚀所述第一字线结构及所述隔离层，形成所述第一方向的第一字线沟槽，所述第一字线沟槽贯穿所述柱状有源区；于所述第一字线沟槽中形成低介电常数层、第一导电层及绝缘层，所述第一导电层电连接所述第一字线结构。2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述衬底上形成第一方向的第一字线结构，包括：刻蚀所述衬底形成第一方向的第二字线沟槽；于所述第二字线沟槽内形成所述第一字线结构。3.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述衬底形成第一方向的第二字线沟槽，包括：于所述衬底上沉积第一字线掩模，所述第一字线掩模暴露的沟槽延伸方向为所述第一方向；以所述第一字线掩模为掩模，刻蚀所述衬底，以形成第一方向的第二字线沟槽。4.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在所述于所述第二字线沟槽内形成所述第一字线结构之前，所述半导体结构的制备方法还包括：于所述第二字线沟槽内沉积栅极氧化层，所述栅极氧化层覆盖所述第二字线沟槽；于所述栅极氧化层上沉积阻挡层。5.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述第二字线沟槽内形成所述第一字线结构，包括：于所述第二字线沟槽内沉积第一字线金属层；所述第一字线金属层填充所述第二字线沟槽，且覆盖所述衬底上表面；平坦化所述第一字线金属层以使所述第一字线金属层的上表面与所述衬底的上表面平齐，形成第一字线结构。6.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述第一字线结构向下刻蚀至所述衬底，形成柱状有源区，包括：于所述第一字线结构上沉积线形掩模；部分刻蚀所述线形掩模，以形成岛形掩模；以所述岛形掩模为掩模刻蚀所述衬底，以形成柱状有源区。7.根据权利要求6所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述于所述柱状有源区周围填充隔离层，包括：于所述柱状有源区周围填充隔离材料，所述隔离材料覆盖所述岛形掩模的上表面；平坦化所述隔离材料以形成隔离层，所述隔离层的上表面与所述柱状有源区的上表面齐平。
8.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述第一字线结构及所述隔离层，形成所述第一方向的第一字线沟槽，包括：于所述第一...

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