本公開涉及半導(dǎo)體制造，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、動態(tài)隨機(jī)存儲器(dynamic?random?access?memory，dram)是計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備中常用的半導(dǎo)體裝置，其由多個存儲單元、以及分別與多個存儲單元電連的多條字線和多條位線構(gòu)成，每個存儲單元通常包括開關(guān)元件、以及與所述開關(guān)元件電連接的存儲元件。字線上的字線電壓能夠控制開關(guān)元件的開啟和關(guān)閉，從而通過位線能夠讀取存儲在存儲元件中的數(shù)據(jù)信息，或者將數(shù)據(jù)信息寫入到存儲元件中。

2、dram等半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中多采用埋入式位線結(jié)構(gòu)，以簡化位線的制造操作、并縮小半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的尺寸。但是，多條埋入式位線通過襯底相連，后續(xù)各種退火處理工藝會引起摻雜離子的擴(kuò)散，從而增大了相鄰埋入式位線之間的漏電風(fēng)險。采用soi(silicon-on-insulator，絕緣體上硅)襯底來對相鄰位線進(jìn)行物理隔離的方法，則會導(dǎo)致制造成本以及制造工藝復(fù)雜度的增加。

3、因此，如何減少相鄰位線之間發(fā)生漏電的風(fēng)險，同時簡化半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造工藝，降低半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造成本，是當(dāng)前亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開一些實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，用于減少相鄰位線之間發(fā)生漏電的風(fēng)險，并簡化半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造工藝，降低半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造成本。

2、根據(jù)一些實(shí)施例，本公開提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：

3、襯底；

4、有源陣列，位于所述襯底上，包括沿第一方向和第二方向間隔排布的多個有源柱，所述第一方向與所述第二方向相交；

5、位線結(jié)構(gòu)，位于所述襯底上，所述位線結(jié)構(gòu)包括沿第二方向間隔排布的多條位線，所述位線沿所述第一方向延伸且與沿所述第一方向間隔排布的多個所述有源柱電連接；

6、隔離結(jié)構(gòu)，位于所述位線下方，所述隔離結(jié)構(gòu)包括隔離層以及位于所述隔離層中的空氣隙，所述隔離層的電阻率大于所述襯底的電阻率。

7、在一些實(shí)施例中，所述隔離層沿所述第一方向延伸且連續(xù)分布于沿所述第一方向間隔排布的多個所述有源柱的下方；

8、多個所述空氣隙分別分布于多個沿所述第一方向間隔排布的所述有源柱的正下方。

9、在一些實(shí)施例中，還包括：

10、偽有源陣列，位于所述位線下方，所述偽有源陣列包括一一分布于多個所述有源柱下方的多個偽有源柱；

11、所述空氣隙位于所述偽有源柱的正下方，所述隔離層連續(xù)分布于所述偽有源柱下方、并填充滿相鄰所述偽有源柱之間的間隙。

12、在一些實(shí)施例中，所述位線位于所述有源陣列和所述偽有源陣列之間；

13、所述位線包括位于所述有源柱下方且與所述有源柱電連接的位線接觸部、以及沿所述第一方向延伸且電連接多個所述位線接觸部的位線導(dǎo)電部。

14、在一些實(shí)施例中，所述隔離層為單層結(jié)構(gòu)；或者，

15、所述隔離層包括依次疊置的多個子層，每一個所述子層的電阻率大于所述襯底的電阻率，所述空氣隙位于所述子層內(nèi)或者所述空氣隙位于相鄰的所述子層之間。

16、根據(jù)另一些實(shí)施例，本公開還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括如下步驟：

17、形成襯底、以及位于所述襯底上的有源陣列，所述有源陣列包括沿第一方向和第二方向間隔排布的多個有源柱，所述第一方向與所述第二方向相交；

18、形成隔離結(jié)構(gòu)于所述有源陣列下方，所述隔離結(jié)構(gòu)包括隔離層以及位于所述隔離層中的空氣隙，所述隔離層的電阻率大于所述襯底的電阻率；

19、形成位線結(jié)構(gòu)于所述有源陣列和所述隔離結(jié)構(gòu)之間，所述位線結(jié)構(gòu)包括沿第二方向間隔排布的多條位線，所述位線沿所述第一方向延伸且與沿所述第一方向間隔排布的多個所述有源柱電連接。

20、在一些實(shí)施例中，形成襯底、以及位于所述襯底上的有源陣列的具體步驟包括：

21、提供初始襯底；

22、刻蝕所述初始襯底，形成多條第一溝槽，所述第一溝槽將所述初始襯底分隔為多個沿所述第一方向和所述第二方向間隔排布的初始有源柱，所述初始有源柱包括所述有源柱、以及位于所述有源柱下方的偽有源柱，多個所述有源柱構(gòu)成所述有源陣列，多個所述偽有源柱構(gòu)成偽有源陣列，所述初始有源柱下方剩余的所述初始襯底作為所述襯底。

23、在一些實(shí)施例中，形成隔離結(jié)構(gòu)于所述有源陣列下方的具體步驟包括：

24、沿所述第一溝槽橫向刻蝕部分所述偽有源柱，形成沿所述第一方向延伸且連續(xù)分布于沿所述第一方向間隔排布的多個所述有源柱下方的隔離槽；

25、沿所述第一溝槽沉積隔離材料，形成覆蓋所述隔離槽的內(nèi)壁且具有所述空氣隙的所述隔離層。

26、在一些實(shí)施例中，形成位線結(jié)構(gòu)于所述有源陣列和所述隔離結(jié)構(gòu)之間的具體步驟包括：

27、沿所述第一溝槽橫向刻蝕部分的所述偽有源柱，形成沿所述第一方向延伸且暴露所述有源柱的底部的位線溝槽；

28、沿所述第一溝槽沉積導(dǎo)電材料于所述位線溝槽內(nèi)，形成填充于所述位線溝槽內(nèi)的所述位線。

29、在一些實(shí)施例中，所述隔離層填充于所述第一溝槽內(nèi)，且所述隔離層的頂面位于所述偽有源柱的頂面之下；沿所述第一溝槽橫向刻蝕部分的所述偽有源柱的具體步驟包括：

30、于所述第一溝槽內(nèi)形成覆蓋所述隔離層的頂面和所述偽有源柱的側(cè)壁的犧牲層；

31、于所述第一溝槽內(nèi)形成覆蓋所述有源柱的側(cè)壁的第一保護(hù)層；

32、去除所述犧牲層，暴露所述偽有源柱的側(cè)壁；

33、沿所述第一溝槽橫向刻蝕部分的所述偽有源柱，形成所述位線溝槽。

34、本公開一些實(shí)施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，通過在所述位線的下方設(shè)置隔離結(jié)構(gòu)，通過所述隔離結(jié)構(gòu)阻斷所述位線與襯底之間的連接，避免了相鄰位線通過襯底連接的問題，隔離結(jié)構(gòu)包括電阻率大于襯底的隔離層和位于所述隔離層中的空氣隙，利用大電阻率的所述隔離層和低介電常數(shù)的空氣來增強(qiáng)了相鄰位線之間的電性隔離效果，進(jìn)而減少了相鄰位線之間的漏電問題，實(shí)現(xiàn)了對半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)性能的改善。本公開一些實(shí)施例中的位線是通過形成位線溝槽并填充導(dǎo)電材料形成，從而能夠有助于控制位線的尺寸，以進(jìn)一步改善所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔離層沿所述第一方向延伸且連續(xù)分布于沿所述第一方向間隔排布的多個所述有源柱的下方；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述位線位于所述有源陣列和所述偽有源陣列之間；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔離層為單層結(jié)構(gòu)；或者，

6.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成襯底、以及位于所述襯底上的有源陣列的具體步驟包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成隔離結(jié)構(gòu)于所述有源陣列下方的具體步驟包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成位線結(jié)構(gòu)于所述有源陣列和所述隔離結(jié)構(gòu)之間的具體步驟包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述隔離層填充于所述第一溝槽內(nèi)，且所述隔離層的頂面位于所述偽有源柱的頂面之下；沿所述第一溝槽橫向刻蝕部分的所述偽有源柱的具體步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：襯底；有源陣列，位于所述襯底上，包括沿第一方向和第二方向間隔排布的多個有源柱，所述第一方向與所述第二方向相交；位線結(jié)構(gòu)，位于所述襯底上，所述位線結(jié)構(gòu)包括沿第二方向間隔排布的多條位線，所述位線沿所述第一方向延伸且與沿所述第一方向間隔排布的多個所述有源柱電連接；隔離結(jié)構(gòu)，位于所述位線下方，所述隔離結(jié)構(gòu)包括隔離層以及位于所述隔離層中的空氣隙，所述隔離層的電阻率大于所述襯底的電阻率。本公開增強(qiáng)了相鄰位線之間的電性隔離效果，進(jìn)而減少了相鄰位線之間的漏電問題。

技術(shù)研發(fā)人員：胡敏銳,廖昱程,趙文禮,馮道歡,蔣懿,楊晨,肖德元
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長鑫存儲技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19