一种半导体结构及其制造方法与流程

allin2026-02-13  23


本公开涉及半导体,尤其涉及一种半导体结构及其制造方法。


背景技术:

1、在半导体器件中,由于晶体管结构位于绝缘层之上,电荷容易在晶体管结构的沟道区聚集,且无法通过衬底排出电荷,导致晶体管结构出现浮体效应,造成晶体管性能下降,进而对器件的电学性能和可靠性产生不利影响。


技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种半导体结构,包括:

2、衬底;

3、栅极结构,位于所述衬底上,且沿第一方向延伸;所述第一方向与竖直方向垂直;

4、沟道区,垂直于所述第一方向环绕所述栅极结构的侧壁;

5、隔离结构,部分所述隔离结构位于所述沟道区和所述衬底之间;

6、电荷导出结构,所述电荷导出结构的一侧与所述沟道区接触;其中,所述电荷导出结构的另一侧至少部分接触所述隔离结构;所述电荷导出结构接地。

7、在一些实施例中,所述电荷导出结构包括第一子区和第二子区;所述第一子区和所述第二子区沿所述第一方向延伸;

8、所述第一子区和所述第二子区分别位于所述电荷导出结构沿所述竖直方向相对的两侧;

9、沿第二方向,多个所述第二子区间隔排布;所述第二方向与所述竖直方向垂直。

10、在一些实施例中,所述沟道区的掺杂类型与所述电荷导出结构的掺杂类型相同,且所述沟道区的掺杂浓度小于所述电荷导出结构的掺杂浓度。

11、在一些实施例中,所述半导体结构还包括:沿第二方向相对分布的源电极和漏电极;所述第二方向与所述竖直方向垂直;

12、所述源电极和所述漏电极,分别电连接所述沟道区沿所述第二方向相对的两端。

13、在一些实施例中,所述源电极和所述漏电极垂直于所述第一方向的截面为l形;

14、所述源电极和所述漏电极分别覆盖所述沟道区的部分上表面,并且,所述源电极和所述漏电极还分别覆盖所述沟道区沿所述第二方向相对的两个侧面。

15、在一些实施例中,所述沟道区的材料包括铟镓锌氧化物。

16、在一些实施例中,所述隔离结构包括第一沟槽,所述电荷导出结构、所述沟道区和所述栅极结构位于所述第一沟槽内。

17、在一些实施例中,所述半导体结构还包括:栅介质层;

18、所述栅介质层位于所述栅极结构和所述沟道区之间,且环绕所述栅极结构的侧壁。

19、本公开实施例还提供了一种半导体结构的制造方法,包括:

20、提供衬底;

21、在所述衬底上形成隔离结构;

22、形成电荷导出结构,所述电荷导出结构的一侧至少部分接触所述隔离结构,所述电荷导出结构接地;

23、形成沟道区和栅极结构;其中,所述栅极结构沿第一方向延伸,所述第一方向与竖直方向垂直;所述沟道区垂直于所述第一方向环绕所述栅极结构的侧壁;所述沟道区与所述电荷导出结构的另一侧接触。

24、在一些实施例中,形成所述电荷导出结构的方法包括:

25、在所述衬底上沉积绝缘材料;

26、刻蚀所述绝缘材料形成第一沟槽;剩余的所述绝缘材料形成为所述隔离结构;

27、在所述第一沟槽内形成所述电荷导出结构。

28、在一些实施例中,在所述第一沟槽内形成所述电荷导出结构,包括:

29、在所述第一沟槽内沉积沟道材料;

30、刻蚀所述沟道材料,形成第二沟槽;

31、对位于所述第一沟槽底部的所述沟道材料进行离子注入,形成所述电荷导出结构;其中,所述电荷导出结构包括第一子区和第二子区;所述第一子区和所述第二子区沿所述第一方向延伸。

32、在一些实施例中,形成所述沟道区和所述栅极结构的方法包括:

33、在所述第二沟槽内形成栅介质层和所述栅极结构;

34、在所述栅介质层上,沉积所述沟道材料,形成环绕所述栅极结构的所述沟道区。

35、在一些实施例中,在所述第二沟槽内形成所述栅介质层和所述栅极结构,包括:

36、在所述第二沟槽内沉积栅介质层材料;

37、刻蚀所述栅介质层材料,形成第三沟槽;

38、在所述第三沟槽内形成所述栅极结构;

39、在所述栅极结构上表面沉积所述栅介质层材料,形成环绕所述栅极结构的所述栅介质层。

40、在一些实施例中,形成所述第二沟槽之前,所述方法还包括:

41、刻蚀所述沟道材料,形成第四沟槽和第五沟槽;所述第四沟槽和所述第五沟槽沿第二方向相对分布;所述第二方向与所述竖直方向垂直;

42、在所述第四沟槽和所述第五沟槽内沉积电极材料,形成部分的源电极和部分的漏电极。

43、在一些实施例中,形成环绕所述栅极结构的所述沟道区之后,所述方法还包括:

44、在所述沟道区的部分上表面,沉积所述电极材料,形成沿所述第二方向相对分布的源电极和漏电极;所述源电极和所述漏电极,分别电连接所述沟道区沿所述第二方向相对的两端。

45、本公开实施例提供了一种半导体结构及其制造方法,其中,半导体结构包括衬底、栅极结构、沟道区、隔离结构和电荷导出结构。其中,栅极结构位于衬底上,且沿第一方向延伸;第一方向与竖直方向垂直;沟道区垂直于第一方向环绕栅极结构的侧壁;隔离结构位于沟道区和衬底之间;电荷导出结构的一侧与沟道区接触,电荷导出结构的另一侧至少部分接触隔离结构,且电荷导出结构接地。

46、在本公开实施例中,通过设置接地的电荷导出结构,且电荷导出结构的一个侧壁与晶体管结构的沟道区接触,另一侧壁至少部分接触隔离结构,可为沟道区积累的电荷提供导出通道,通过电荷导出结构释放沟道区中的积累电荷,可改善晶体管结构的浮体效应,进而提高半导体结构的电学性能和可靠性。此外,通过设置沟道区环绕栅极结构,可以增大栅极结构对沟道区的覆盖面积,从而增强栅极结构对沟道区的控制能力,进一步提高半导体结构的电学性能。

47、本公开的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。



技术特征:

1.一种半导体结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的结构,其特征在于,

6.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,

7.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,

8.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,所述半导体结构还包括:栅介质层;

9.一种半导体结构的制造方法,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,形成所述电荷导出结构的方法包括:

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在所述第一沟槽内形成所述电荷导出结构,包括:

12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,形成所述沟道区和所述栅极结构的方法包括:

13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,在所述第二沟槽内形成所述栅介质层和所述栅极结构,包括:

14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,形成所述第二沟槽之前,所述方法还包括:

15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,形成环绕所述栅极结构的所述沟道区之后,所述方法还包括:


技术总结
本公开涉及半导体领域,提供了一种半导体结构及其制造方法。其中,半导体结构包括衬底、栅极结构、沟道区、隔离结构和电荷导出结构。其中,栅极结构位于衬底上,且沿第一方向延伸;第一方向与竖直方向垂直;沟道区垂直于第一方向环绕栅极结构的侧壁;部分隔离结构位于沟道区和衬底之间;电荷导出结构的一侧与沟道区接触,电荷导出结构的另一侧至少部分接触隔离结构,且电荷导出结构接地。

技术研发人员:李泽伦,顾婷婷,刘晓阳,徐汉东
受保护的技术使用者:长鑫存储技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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