半导体结构及制备方法与流程

本公开实施例涉及半导体领域，特别涉及一种半导体结构及制备方法。

背景技术：

1、半导体存储器，例如，动态随机存储器(dynamic random access memory，dram)通常包括用于存储数据的单元阵列区，以及位于单元阵列区外围的外围电路区。目前，随着存储单元集成度的不断增加，存储单元高度也越来越大，延伸至不同源漏端、字线或者位线上的接触孔所需蚀刻的深度越来越大，彼此间的距离越来越小，对于接触孔的蚀刻工艺以及刻蚀停止层的工艺也提出了更高的要求。

2、常规设计中，一般为将外围电路区的接触结构与单元阵列区的接触结构在同一制备工艺制备，因此，由于外围电路区和单元阵列区的接触结构需求不同，且外围电路区的接触孔的高度较单元阵列区的接触孔深宽比较大，接触结构的顶部尺寸较大，且接触结构之间或接触结构与金属导线之间距离较近，从而出现接触结构之间或与金属导线之间漏电等情况。

技术实现思路

1、本公开实施例提供一种半导体结构及制备方法，至少有利于改善相邻接触结构之间的漏电流问题。

2、根据本公开一些实施例，本公开实施例一方面提供一种半导体结构，包括：基底以及位于所述基底上的第一介质层；接触结构，所述接触结构位于所述第一介质层内，所述第一介质层具有露出所述接触结构顶面的开口，所述开口还露出所述接触结构的部分外侧面，所述部分外侧面与所述接触结构顶面相连接；保护层，所述保护层覆盖所述部分外侧面、所述开口的内侧壁以及所述接触结构顶面；多个间隔排布的金属层，至少一个所述金属层贯穿位于所述接触结构顶面的所述保护层并与所述接触结构电接触，且相邻所述金属层之间至少具有覆盖所述部分外侧面以及所述接触结构顶面的部分所述保护层。

3、另外，沿垂直于所述基底表面的方向，位于所述接触结构的侧面的所述保护层的底面不高于所述金属层的底面。

4、另外，所述保护层还位于所述第一介质层的顶面，贯穿位于所述接触结构顶面的所述保护层的所述金属层还贯穿位于所述第一介质层顶面的所述保护层并位于所述第一介质层内。

5、另外，还包括：介电层，所述介电层位于所述金属层与所述保护层之间以及所述金属层的侧面。

6、另外，所述介电层的材料与所述保护层的材料相同。

7、另外，所述保护层的材料的介电常数大于等于7。

8、另外，包括：多个所述接触结构，且多个所述接触结构，至少一个所述接触结构与一所述金属层相对且电接触，且至少存在一个所述金属层位于两个相邻所述接触结构之间。

9、另外，还包括：第二介质层，所述第二介质层位于所述保护层的顶面且填充相邻所述金属层与所述保护层之间的间隙。

10、根据本公开一些实施例，本公开实施例另一方面还提供一种半导体结构的制备方法，包括：提供基底，所述基底上具有第一介质层；形成接触结构，所述接触结构位于所述第一介质层内，所述第一介质层具有露出所述接触结构顶面的开口，所述开口还露出所述接触结构的部分外侧面，所述部分外侧面与所述接触结构顶面相连接；形成保护层，所述保护层覆盖所述部分外侧面、所述开口的内侧壁以及所述接触结构顶面；形成多个间隔排布的金属层，至少一个所述金属层贯穿位于所述接触结构顶面的所述保护层并与所述接触结构电接触，且相邻所述金属层之间至少具有覆盖所述部分外侧面以及所述接触结构顶面的部分所述保护层。

11、另外，形成所述接触结构的工艺步骤包括：所述第一介质层内具有初始接触结构，所述第一介质层暴露出所述初始接触结构的顶面；去除部分厚度的所述初始接触结构形成初始开口，剩余的所述初始接触结构作为所述接触结构。

12、另外，形成所述开口的工艺步骤包括：刻蚀位于所述初始开口外围的部分厚度的所述第一介质层，增大部分所述初始开口的尺寸形成所述开口。

13、另外，在形成所述金属层之前还包括：形成第二介质层，所述第二介质层位于所述保护层的顶面，所述第二介质层填充满所述开口。

14、另外，在形成所述金属层之前还包括：刻蚀所述第二介质层以及所述保护层形成沟槽，所述沟槽底部暴露出所述接触结构顶面；所述金属层填充满所述沟槽。

15、另外，形成所述沟槽包括：图形化所述第二介质层形成第一沟槽，所述第一沟槽的底部暴露出位于所述接触结构顶面的所述保护层的表面；刻蚀暴露出的所述保护层形成第二沟槽，所述第二沟槽暴露出所述接触结构的顶面，所述第一沟槽与所述第二沟槽共同构成所述沟槽。

16、另外，在同一刻蚀工艺中，所述保护层的材料的刻蚀速率小于所述第二介质层的材料的刻蚀速率。

17、本公开实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

18、本公开实施例提供的技术方案中，第一介质层具有开口，开口露出接触结构的顶面以及接触结构的部分外侧面，部分外侧面与接触结构顶面相连接；保护层，保护层覆盖部分外侧面、开口的内侧壁以及接触结构顶面，从而使得相邻的金属层之间至少具有覆盖部分外侧面以及覆盖接触结构顶面的部分保护层，保护层将接触结构的顶面以及靠近顶面的外侧面完全的包覆住，由此可以避免相邻的接触结构之间以及接触结构与金属层之间存在漏电流风险。此外，本公开实施例提供的技术方案中未对原有的接触结构进行改变，不用增加接触结构与接触结构之间的距离，有利于提升芯片的集成度；也并未缩小接触结构的尺寸，保证了接触结构与源漏端的接触性能，有利于提升接触结构的电学性能。

技术特征：

1.一种半导体结构，特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，沿垂直于所述基底表面的方向，位于所述接触结构的侧面的所述保护层的底面不高于所述金属层的底面。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述保护层还位于所述第一介质层的顶面，贯穿位于所述接触结构顶面的所述保护层的所述金属层还贯穿位于所述第一介质层顶面的所述保护层并位于所述第一介质层内。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：介电层，所述介电层位于所述金属层与所述保护层之间以及所述金属层的侧面。

5.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述介电层的材料与所述保护层的材料相同。

6.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述保护层的材料的介电常数大于等于7。

7.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，包括：多个所述接触结构，至少一个所述接触结构与一所述金属层相对且电接触，且至少存在一个所述金属层位于两个相邻所述接触结构之间。

8.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：第二介质层，所述第二介质层位于所述保护层的顶面且填充相邻所述金属层与所述保护层之间的间隙。

9.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，形成所述接触结构的工艺步骤包括：所述第一介质层内具有初始接触结构，所述第一介质层暴露出所述初始接触结构的顶面；去除部分厚度的所述初始接触结构形成初始开口，剩余的所述初始接触结构作为所述接触结构。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，形成所述开口的工艺步骤包括：刻蚀位于所述初始开口外围的部分厚度的所述第一介质层，增大部分所述初始开口的尺寸形成所述开口。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在形成所述金属层之前还包括：形成第二介质层，所述第二介质层位于所述保护层的顶面，所述第二介质层填充满所述开口。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，在形成所述金属层之前还包括：刻蚀所述第二介质层以及所述保护层形成沟槽，所述沟槽底部暴露出所述接触结构顶面；所述金属层填充满所述沟槽。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，形成所述沟槽包括：图形化所述第二介质层形成第一沟槽，所述第一沟槽的底部暴露出位于所述接触结构顶面的所述保护层的表面；刻蚀暴露出的所述保护层形成第二沟槽，所述第二沟槽暴露出所述接触结构的顶面，所述第一沟槽与所述第二沟槽共同构成所述沟槽。

15.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，在同一刻蚀工艺中，所述保护层的材料的刻蚀速率小于所述第二介质层的材料的刻蚀速率。

技术总结
本公开实施例涉及半导体领域，提供一种半导体结构及制备方法，半导体结构包括：基底以及位于基底上的第一介质层；接触结构，接触结构位于第一介质层内，第一介质层具有露出接触结构顶面的开口，开口还露出接触结构的部分外侧面，部分外侧面与接触结构顶面相连接；保护层，保护层覆盖部分外侧面、开口的内侧壁以及接触结构顶面；多个间隔排布的金属层，至少一个金属层贯穿位于接触结构顶面的保护层并与接触结构电接触，且相邻金属层之间至少具有覆盖部分外侧面以及接触结构顶面的部分保护层。本公开实施例提供的半导体结构及制备方法至少可以改善相邻接触结构之间的短路问题。

技术研发人员：叶伟
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：2024/5/16