半导体结构及其制备方法技术

本公开涉及一种半导体结构及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制备方法


[0001]本公开涉及半导体集成电路制造
，特别是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，集成电路中器件的特征尺寸越来越小
。
在半导体工艺进入深亚微米阶段后，动态随机存储器
(Dynamic Random Access Memory
，简称
DRAM)
作为计算机等电子设备中常用的半导体结构，
DRAM
的尺寸越来越小
。
相应地，
DRAM
中各组成器件的尺寸及相邻器件之间的间距也越来越小
。
[0003]目前，在
DRAM
的制备过程中，后道工序
(Back end of line
，简称
BEOL)
用于建立若干层的导线，并使不同层的导线之间由导电孔相连
。
然而，导线及导电孔大多采用金属形成，容易使得相邻导线之间存在寄生电容
。
并且，随着器件特征尺寸的不断减小，前述导线之间的寄生电容会不断增大，导致
DRAM
中的电阻电容延迟
(RC
‑
Delay)
效应明显，也容易降低
DRAM
中器件的使用寿命
。

技术实现思路

[0004]基于此，本公开实施例提供了一种半导体结构及其制备方法
。
[0005]一方面，本公开一些实施例提供了一种半导体结构的制备方法，包括：提供衬底，在所述衬底上形成间隔排布的多个栅极结构；在所述栅极结构的侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙；在相邻所述牺牲侧墙之间形成第一介质层，所述第一介质层顶部与所述栅极结构顶部及所述牺牲侧墙顶部平齐；去除所述牺牲侧墙，在所述栅极结构侧壁形成气隙结构；形成第二介质层，所述第二介质层覆盖所述栅极结构顶部
、
所述气隙结构顶部开口及所述第一介质层顶部
。
[0006]在本公开一些实施例中，在所述栅极结构的侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙，包括：在所述栅极结构和所述衬底表面形成厚度均匀的初始牺牲层；去除位于所述栅极结构顶部和所述衬底表面的初始牺牲层，以保留位于所述栅极结构侧壁上的初始牺牲层形成所述牺牲侧墙
。
[0007]在本公开一些实施例中，所述在所述栅极结构的侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙之前，所述制备方法还包括：形成覆盖所述栅极结构部分侧壁的保护层；所述牺牲侧墙覆盖所述保护层的外表面
。
[0008]在本公开一些实施例中，所述栅极结构包括金属层
。
所述在所述衬底上形成间隔排布的多个栅极结构，包括：在所述衬底上形成间隔排布的多个初始栅极结构，所述初始栅极结构包括初始金属层；氧化所述初始金属层的部分侧壁，形成所述保护层；未被氧化的初始金属层形成所述金属层
。
[0009]在本公开一些实施例中，氧化所述初始金属层的部分侧壁，包括：采用液态臭氧溶液处理
。
[0010]在本公开一些实施例中，所述栅极结构还包括第一阻挡层，所述第一阻挡层覆盖所述金属层和所述保护层的顶部
。
[0011]在本公开一些实施例中，在所述栅极结构的侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙之后，所述制备方法还包括，在相邻所述牺牲侧墙之间和所述栅极结构上方形成初始第一介质层，采用平坦化处理去除部分所述初始第一介质层，形成所述第一介质层；所述第一介质层顶部与所述第一阻挡层顶部平齐
。
[0012]在本公开一些实施例中，所述栅极结构还包括第二阻挡层，所述第二阻挡层位于所述衬底与所述金属层和所述保护层之间
。
[0013]在本公开一些实施例中，多个所述栅极结构包括多个第一栅极结构和多个第二栅极结构；其中，相邻所述第一栅极结构之间具有第一间距，相邻所述第二栅极结构之间具有第二间距，所述第一间距小于所述第二间距
。
在所述栅极结构的侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙及在所述栅极结构侧壁形成气隙结构包括：在所述第一栅极结构侧壁形成第一牺牲侧墙，去除所述第一牺牲侧墙形成第一气隙结构；在所述第二栅极结构侧壁形成第二牺牲侧墙，去除所述第二牺牲侧墙形成第二气隙结构
。
[0014]在本公开一些实施例中，所述第一牺牲侧墙和所述第二牺牲侧墙的厚度相同；所述第一气隙结构和所述第二气隙结构在平行于所述衬底方向的宽度相同
。
[0015]在本公开一些实施例中，所述第一牺牲侧墙的厚度小于第二牺牲侧墙的厚度；所述第一气隙结构在平行于所述衬底方向的宽度小于所述第二气隙结构在平行于所述衬底方向的宽度
。
[0016]在本公开一些实施例中，所述去除所述牺牲侧墙，包括：采用低温磷酸溶液处理，以去除所述牺牲侧墙；其中，所述低温磷酸溶液的温度小于或等于
120℃。
[0017]另一方面，本公开一些实施例提供了一种半导体结构，通过如上一些实施例所述的半导体结构的制备方法形成
。
所述半导体结构包括：衬底；多个栅极结构，间隔排布于所述衬底上；气隙结构，位于所述栅极结构侧壁；第一介质层，位于相邻所述栅极结构侧壁的气隙结构之间；以及，第二介质层，覆盖所述栅极结构顶部
、
所述气隙结构顶部开口及所述第一介质层的顶部
。
[0018]在本公开一些实施例中，所述半导体结构还包括：覆盖所述栅极结构部分侧壁的保护层；所述气隙结构位于所述保护层和所述第一介质层之间
。
[0019]在本公开一些实施例中，所述栅极结构包括：金属层以及位于所述金属层远离所述衬底一侧的第一阻挡层；其中，所述保护层覆盖所述金属层的侧壁，所述第一阻挡层覆盖所述金属层和所述保护层的顶部
。
[0020]在本公开一些实施例中，所述第一介质层顶部与所述第一阻挡层顶部平齐
。
[0021]在本公开一些实施例中，所述栅极结构还包括第二阻挡层，所述第二阻挡层位于所述衬底与所述金属层和所述保护层之间
。
[0022]在本公开一些实施例中，多个所述栅极结构包括多个第一栅极结构和多个第二栅极结构；其中，相邻所述第一栅极结构之间具有第一间距，相邻所述第二栅极结构之间具有第二间距，所述第一间距小于所述第二间距；其中，位于所述第一栅极结构侧壁的所述气隙结构为第一气隙结构，位于所述第二栅极结构侧壁的所述气隙结构为第二气隙结构；所述第一气隙结构和所述第二气隙结构在平行于所述衬底方向的宽度相同；或者，所述第一气
隙结构在平行于所述衬底方向的宽度小于所述第二气隙结构在平行于所述衬底方向的宽度
。
[0023]本公开实施例提供的半导体结构及其制备方法如上所述
。
在本公开实施例中，无需使用掩模版，通过在栅极结构侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙，便可以在去除该牺牲侧墙后形成预设尺寸的气隙结构，以利用气隙结构有效隔离栅极结构，并有本文档来自技高网...

【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，包括：提供衬底，在所述衬底上形成间隔排布的多个栅极结构；在所述栅极结构的侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙；在相邻所述牺牲侧墙之间形成第一介质层，所述第一介质层顶部与所述栅极结构顶部及所述牺牲侧墙顶部平齐；去除所述牺牲侧墙，在所述栅极结构侧壁形成气隙结构；形成第二介质层，所述第二介质层覆盖所述栅极结构顶部
、
所述气隙结构顶部开口及所述第一介质层顶部
。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，在所述栅极结构的侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙，包括：在所述栅极结构和所述衬底表面形成厚度均匀的初始牺牲层；去除位于所述栅极结构顶部和所述衬底表面的初始牺牲层，以保留位于所述栅极结构侧壁上的初始牺牲层形成所述牺牲侧墙
。3.
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，所述在所述栅极结构的侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙之前，所述制备方法还包括：形成覆盖所述栅极结构部分侧壁的保护层；所述牺牲侧墙覆盖所述保护层的外表面
。4.
根据权利要求3所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述栅极结构包括金属层；所述在所述衬底上形成间隔排布的多个栅极结构，包括：在所述衬底上形成间隔排布的多个初始栅极结构，所述初始栅极结构包括初始金属层；氧化所述初始金属层的部分侧壁，形成所述保护层；未被氧化的初始金属层形成所述金属层
。5.
根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，氧化所述初始金属层的部分侧壁，包括：采用液态臭氧溶液处理
。6.
根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述栅极结构还包括第一阻挡层，所述第一阻挡层覆盖所述金属层和所述保护层的顶部
。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，在所述栅极结构的侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙之后，所述制备方法还包括，在相邻所述牺牲侧墙之间和所述栅极结构上方形成初始第一介质层，采用平坦化处理去除部分所述初始第一介质层，形成所述第一介质层；所述第一介质层顶部与所述第一阻挡层顶部平齐
。8.
根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述栅极结构还包括第二阻挡层，所述第二阻挡层位于所述衬底与所述金属层和所述保护层之间
。9.
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，多个所述栅极结构包括多个第一栅极结构和多个第二栅极结构；其中，相邻所述第一栅极结构之间具有第一间距，相邻所述第二栅极结构之间具有第二间距，所述第一间距小于所述第二间距；在所述栅极结构的侧壁上形成预设厚度的牺牲侧墙及在所述栅极结构侧壁形成气隙
结构包括：在所述第一栅极结构侧壁形成第一牺牲侧墙，去除所述第一牺牲侧墙形成第一气隙结构；在所述第二栅极结构侧壁形成...

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