半导体结构的形成方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术：

1、存储器，如nand存储器是一种非易失性存储器，其独特的单元和阵列结构提供了小单元尺寸、高密度、低写入电流、以及较高的数据吞吐量。

2、然而，现有的nand存储器仍存在较多挑战。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法，以改善nand存储器的性能。

2、为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；形成若干沿第一方向平行排列的有源区和位于有源区上的初始浮栅极结构，所述衬底包括若干所述有源区，所述第一方向平行于衬底表面；在初始浮栅极结构侧壁表面和顶部表面形成介电结构；形成介电结构之后，在初始浮栅极结构内和介电结构内形成若干凹槽，所述凹槽沿第一方向贯穿若干所述初始浮栅极结构，并形成若干分立的浮栅极结构；在浮栅极结构上形成若干控制栅结构，若干所述控制栅结构平行于第一方向，任一所述控制栅结构位于沿第一方向排列的一行所述浮栅极结构上。

3、可选的，所述介电结构包括多层介电层，多层所述介电层中相邻两层介电层的材料不同。

4、可选的，所述介电结构包括第一介电层、位于第一介电层上的第二介电层以及位于第二介电层上的第三介电层。

5、可选的，所述第一介电层的材料包括氧化硅，所述第二介电层的材料包括氮化硅，所述第三介电层的材料包括氧化硅。

6、可选的，在浮栅极结构上形成若干控制栅结构的方法包括：在所述凹槽内形成若干牺牲层，所述牺牲层平行于第一方向，所述牺牲层的高度高于所述浮栅极结构的高度；形成所述牺牲层之后，在所述浮栅极结构上和牺牲层上形成控制栅材料层；平坦化所述控制栅材料层，直至暴露出牺牲层顶部表面，在所述浮栅极结构上形成若干控制栅结构。

7、可选的，形成若干控制栅结构之后，还包括：去除所述牺牲层。

8、可选的，所述牺牲层的材料包括有机材料，所述有机材料包括无定形碳。

9、可选的，在初始浮栅极结构侧壁表面和顶部表面形成介电结构之前，还包括：在相邻的有源区之间形成隔离层；所述介电结构还位于所述隔离层表面。

10、可选的，所述隔离层的材料包括氧化硅。

11、可选的，形成若干沿第一方向平行排列的有源区和位于有源区上的初始浮栅极结构的方法包括：在衬底上形成栅极材料层；在栅极材料层上形成图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层为掩膜刻蚀所述栅极材料层和衬底，形成基底和位于基底上的相互分立的若干有源区，以及形成位于有源区上的初始浮栅极结构，所述初始浮栅极结构与所述有源区平行，所述有源区沿第二方向延伸，所述第二方向平行于衬底表面且于第一方向垂直。

12、可选的，所述浮栅极结构的材料包括多晶硅；所述控制栅结构的材料包括多晶硅。

13、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

14、本发明的技术方案，通过先在初始浮栅极结构内和介电结构内形成若干凹槽，形成若干分立的浮栅极结构，再在浮栅极结构上形成若干控制栅结构。使得形成所述浮栅极结构的工艺得到优化，在初始浮栅极结构内和介电结构内形成若干凹槽的工艺只用刻蚀初始浮栅极结构和介电结构即可，工艺窗口较大，能够较好的控制工艺水平，刻蚀过程中的形貌缺陷(如倾倒、弯曲、剥落等)发生的概率也大大降低，从而提升半导体结构的良率。

15、进一步，通过在凹槽内形成高于浮栅极结构的牺牲层，再平坦化所述控制栅材料层从而在所述浮栅极结构上形成若干控制栅结构，所述控制栅结构无需经过刻蚀形成，从而简化了工艺流程，提升了良率。

技术特征：

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述介电结构包括多层介电层，多层所述介电层中相邻两层介电层的材料不同。

3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述介电结构包括第一介电层、位于第一介电层上的第二介电层以及位于第二介电层上的第三介电层。

4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一介电层的材料包括氧化硅，所述第二介电层的材料包括氮化硅，所述第三介电层的材料包括氧化硅。

5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在浮栅极结构上形成若干控制栅结构的方法包括：在所述凹槽内形成若干牺牲层，所述牺牲层平行于第一方向，所述牺牲层的高度高于所述浮栅极结构的高度；形成所述牺牲层之后，在所述浮栅极结构上和牺牲层上形成控制栅材料层；平坦化所述控制栅材料层，直至暴露出牺牲层顶部表面，在所述浮栅极结构上形成若干控制栅结构。

6.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成若干控制栅结构之后，还包括：去除所述牺牲层。

7.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料包括有机材料，所述有机材料包括无定形碳。

8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在初始浮栅极结构侧壁表面和顶部表面形成介电结构之前，还包括：在相邻的有源区之间形成隔离层；所述介电结构还位于所述隔离层表面。

9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述隔离层的材料包括氧化硅。

10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成若干沿第一方向平行排列的有源区和位于有源区上的初始浮栅极结构的方法包括：在衬底上形成栅极材料层；在栅极材料层上形成图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层为掩膜刻蚀所述栅极材料层和衬底，形成基底和位于基底上的相互分立的若干有源区，以及形成位于有源区上的初始浮栅极结构，所述初始浮栅极结构与所述有源区平行，所述有源区沿第二方向延伸，所述第二方向平行于衬底表面且于第一方向垂直。

11.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述浮栅极结构的材料包括多晶硅；所述控制栅结构的材料包括多晶硅。

技术总结
一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；形成若干沿第一方向平行排列的有源区和位于有源区上的初始浮栅极结构，所述衬底包括若干所述有源区，所述第一方向平行于衬底表面；在初始浮栅极结构侧壁表面和顶部表面形成介电结构；形成介电结构之后，在初始浮栅极结构内和介电结构内形成若干凹槽，所述凹槽沿第一方向贯穿若干所述初始浮栅极结构，并形成若干分立的浮栅极结构；在浮栅极结构上形成若干控制栅结构，若干所述控制栅结构平行于第一方向，任一所述控制栅结构位于沿第一方向排列的一行所述浮栅极结构上。所述方法形成的半导体结构工艺窗口较大，性能得到优化。

技术研发人员：张思宇,李志国,刘玉丽,郭得亮,杨乐
受保护的技术使用者：中芯北方集成电路制造（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31