半导体结构及其形成方法与流程-k8凯发

本公开涉及半导体制造，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术：

1、动态随机存储器(dynamic random access memory，dram)是计算机等电子设备中常用的半导体结构，其由多个存储单元构成，每个存储单元通常包括存取晶体管（accesstransistor）和电容器。所述存取晶体管的栅极与字线电连接、源极与位线电连接、漏极与电容器电连接，字线上的字线电压能够控制存取晶体管的开启和关闭，从而通过位线能够读取存储在电容器中的数据信息，或者将数据信息写入到电容器中。

2、在dram等半导体结构的制造过程中，需要先形成接触孔、然后在接触孔内分别形成与多个存储单元一一电连接的多个接触部、以及用于连接相邻的所述接触部的连接部，由所述接触部和所述连接部共同构成位线等一种导电接触结构。之后，才能进行电容接触结构等另一种导电接触结构的制程工艺。这就导致半导体结构的整个制造工艺较为复杂，降低了半导体结构的制造效率和制造良率。

3、因此，如何简化半导体结构的制造工艺，提高半导体结构的制造效率和制造良率，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本公开一些实施例提供一种半导体结构及其形成方法，用于简化半导体结构的制造工艺，提高半导体结构的制造效率和制造良率。

2、根据一些实施例，本公开提供了一种半导体结构的形成方法，包括如下步骤：提供衬底，所述衬底内包括有源区，所述有源区包括第一掺杂区和第二掺杂区；形成接触结构于所述衬底的顶面上，所述接触结构包括位于所述第一掺杂区上方且与所述第一掺杂区电连接的第一导电接触结构、以及位于所述第二掺杂区上方的第一隔离结构；去除所述第一隔离结构，形成暴露所述第一导电接触结构侧壁的接触槽；于所述接触槽内形成覆盖所述第一导电接触结构的侧壁的第二隔离结构；于所述接触槽内形成与所述第二掺杂区电连接的第二导电接触结构。

3、在一些实施例中，形成接触结构于所述衬底的顶面上的具体步骤包括：形成初始接触结构于所述衬底的顶面上，所述初始接触结构中包括位于所述第二掺杂区上方的所述第一隔离结构、以及暴露所述第一掺杂区的第一沟槽；于所述第一沟槽内形成与所述第一掺杂区电连接的所述第一导电接触结构，以形成包括所述第一隔离结构和所述第一导电接触结构的所述接触结构。

4、在一些实施例中，所述衬底内包括沿第一方向间隔排布的多个所述有源区、以及位于相邻所述有源区之间的隔离区，所述第一方向平行于所述衬底的顶面；形成初始接触结构于所述衬底的顶面上的具体步骤包括：形成第一介质层于所述衬底的顶面上，所述第一介质层中具有沿第二方向贯穿所述第一介质层的第一牺牲层，所述第一牺牲层沿所述第一方向延伸且连续与沿所述第一方向间隔排布的多个所述有源区中的所述第二掺杂区、以及相邻所述有源区之间的所述隔离区对准，所述第二方向垂直于所述衬底的顶面；刻蚀所述第一介质层，形成暴露所述第一掺杂区的所述第一沟槽，暴露沿所述第一方向相邻的两个所述有源区中的所述第一掺杂区的两个所述第一沟槽沿第三方向分布于所述第一牺牲层的相对两侧，所述第二掺杂区上方剩余的所述第一牺牲层和所述第一介质层共同构成所述第一隔离结构，所述第三方向平行于所述衬底的顶面，且所述第三方向与所述第一方向相交。

5、在一些实施例中，所述衬底内具有沿所述第三方向间隔排布的多个有源列，每个所述有源列中包括沿所述第一方向间隔排布的多个所述有源区；形成第一介质层于所述衬底的顶面上的具体步骤包括：形成初始第一牺牲层于所述衬底的顶面上；于所述初始第一牺牲层中形成多个沿所述第一方向延伸且沿所述第三方向间隔排布的第二沟槽，多个所述第二沟槽将所述初始第一牺牲层分隔为多个沿所述第一方向延伸且沿所述第三方向间隔排布的所述第一牺牲层；形成填充满多个所述第二沟槽的所述第一介质层。

6、在一些实施例中，于所述初始第一牺牲层中形成多个沿所述第一方向延伸且沿所述第三方向间隔排布的第二沟槽的具体步骤包括：采用第一自对准双重图案刻蚀工艺刻蚀所述初始第一牺牲层，形成多个沿所述第一方向延伸且沿所述第三方向间隔排布的所述第二沟槽。

7、在一些实施例中，形成暴露所述第一掺杂区的所述第一沟槽的具体步骤包括：形成第二牺牲层于所述第一介质层上方，所述第二牺牲层中包括多个分别与所述有源区中的所述第一掺杂区对准的刻蚀窗口；沿所述刻蚀窗口刻蚀所述第一介质层，于所述第一介质层中形成暴露所述第一掺杂区的所述第一沟槽。

8、在一些实施例中，形成第二牺牲层于所述第一介质层上方的具体步骤包括：形成初始第二牺牲层于所述第一介质层上方；刻蚀所述初始第二牺牲层，形成多个相互独立的所述刻蚀窗口，每个所述刻蚀窗口与所述第一方向间隔排布的两个相邻所述有源区中的所述第一掺杂区交叠，剩余的所述初始第二牺牲层作为所述第二牺牲层。

9、在一些实施例中，形成多个相互独立的所述刻蚀窗口的具体步骤包括：采用第二自对准双重图案刻蚀工艺刻蚀所述初始第二牺牲层，形成多个沿所述第一方向间隔排布的第一刻蚀窗口，每个所述第一刻蚀窗口与沿所述第一方向间隔排布的两个所述有源区中的所述第一掺杂区交叠；采用第三自对准双重图案刻蚀工艺刻蚀所述初始第二牺牲层，形成多个沿所述第一方向间隔排布的第二刻蚀窗口，每个所述第二刻蚀窗口与沿所述第一方向间隔排布的两个所述有源区中的所述第一掺杂区交叠，所述第一刻蚀窗口和所述第二刻蚀窗口沿所述第三方向交替排布，且所述第一刻蚀窗口和所述第二刻蚀窗口共同构成所述刻蚀窗口。

10、在一些实施例中，所述初始第二牺牲层与所述第一介质层之间还包括第二介质层；于所述第一介质层中形成暴露所述第一掺杂区的所述第一沟槽的具体步骤包括：沿所述刻蚀窗口向下刻蚀所述第二介质层和所述第一介质层，形成多个暴露所述第一掺杂区的所述第一沟槽，所述第一沟槽的侧壁暴露位于所述隔离区上方的所述第一牺牲层，所述第二掺杂区上方剩余的所述第一牺牲层和所述第一介质层共同作为所述第一隔离结构。

11、在一些实施例中，形成多个暴露所述第一掺杂区的所述第一沟槽之后，还包括如下步骤：沿所述第一沟槽刻蚀所述衬底，延伸所述第一沟槽至所述有源区中的所述第一掺杂区的内部。

12、在一些实施例中，去除所述第一隔离结构和部分的所述第二掺杂区之前，还包括如下步骤：去除位于所述隔离区上方的所述第一牺牲层，形成位于相邻的所述第一导电接触结构之间的第三沟槽；形成覆盖所述第三沟槽的侧壁的第一隔离层；于所述第三沟槽内形成覆盖于所述第一隔离层的表面的第三导电接触结构。

13、在一些实施例中，于所述第三沟槽内形成覆盖于所述第一隔离层的表面的第三导电接触结构之后，还包括如下步骤：形成填充满相邻所述第一隔离结构之间的间隙且覆盖所述第一导电接触结构和所述第三导电接触结构的第二隔离层。

14、在一些实施例中，形成暴露所述第一导电接触结构侧壁的接触槽的具体步骤包括：去除所述第一隔离结构，形成暴露所述有源区中的所述第二掺杂区的顶面和所述第一导电接触结构侧壁的初始接触槽；沿所述初始接触槽刻蚀部分的所述第二掺杂区，形成所述接触槽、并将所述第二掺杂区分隔为位于所述接触槽下方的本体部、以及与所述本体部连接且沿所述第二方向凸出于所述接触槽的底面的凸起部。

15、在一些实施例中，于所述接触槽内形成覆盖所述第一导电接触结构的侧壁的第二隔离结构的具体步骤包括：形成覆盖所述第一导电接触结构的侧壁和所述第二隔离层的侧壁的第三隔离层；形成覆盖所述第三隔离层的侧壁的第四隔离层，所述第四隔离层的介电常数小于所述第三隔离层的介电常数；形成覆盖所述第四隔离层的侧壁的第五隔离层，所述第四隔离层的介电常数小于所述第五隔离层的介电常数，所述第三隔离层、所述第四隔离层和所述第五隔离层共同构成所述第二隔离结构。

16、在一些实施例中，于所述接触槽内形成覆盖所述第一导电接触结构的侧壁的第二隔离结构的具体步骤包括：形成覆盖所述第一导电接触结构的侧壁和所述第二隔离层的侧壁的初始第二隔离结构；去除部分的所述初始第二隔离结构，形成空气隙，所述空气隙和剩余的所述初始第二隔离结构共同构成所述第二隔离结构。

17、在一些实施例中，所述接触槽与所述第三导电接触结构沿所述第一方向交替排布；于所述接触槽内形成覆盖所述凸起部的第二导电接触结构的具体步骤包括：形成填充满所述接触槽且覆盖所述凸起部的表面的所述第二导电接触结构，所述第二导电接触结构与沿所述第一方向相邻的所述第三导电接触结构电连接。

18、根据另一些实施例，本公开还提供了一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底内包括有源区，所述有源区包括第一掺杂区和第二掺杂区，所述第二掺杂区包括本体部、以及凸出设置在所述本体部上方且与所述本体部连接的凸起部；第一导电接触结构，位于所述衬底的顶面上，所述第一导电接触结构与所述第一掺杂区接触电连接；第二导电接触结构，位于所述衬底的顶面上，所述第二导电接触结构覆盖所述凸起部的表面且与所述凸起部接触电连接；第二隔离结构，位于所述衬底的顶面上，所述第二隔离结构位于所述第一导电接触结构的侧壁与所述第二导电接触结构的侧壁之间。

19、在一些实施例中，所述衬底内包括沿第一方向间隔排布的多个所述有源区、以及位于相邻所述有源区之间的隔离区，所述第一方向平行于所述衬底的顶面；所述半导体结构还包括：第三导电接触结构，位于所述衬底的顶面上，所述第三导电接触结构位于所述隔离区上方，所述第二导电接触结构与所述第三导电接触结构电连接，且所述第二导电接触结构与所述第三导电接触结构沿所述第一方向交替排布。

20、在一些实施例中，所述第二隔离结构包括：第三隔离层，覆盖于所述第一导电接触结构的侧壁上；第四隔离层，覆盖于所述第三隔离层的侧壁上，且所述第四隔离层的介电常数小于所述第三隔离层的介电常数；第五隔离层，位于所述第四隔离层与所述第二导电接触结构的侧壁之间，且所述第四隔离层的介电常数小于所述第五隔离层的介电常数。

21、在一些实施例中，所述第二隔离结构包括：绝缘介质层，位于所述第一导电接触结构的侧壁与所述第二导电接触结构的侧壁之间；空气隙，位于所述绝缘介质层的内部，且所述空气隙的顶面位于所述第一导电接触结构的顶面之上。

22、本公开一些实施例提供的半导体结构及其形成方法，通过形成包括第一导电接触结构和第一隔离结构的所述接触结构之后，去除所述第一隔离结构，然后在所述第一隔离结构的位置填充导电材料形成第二导电接触结构，简化了形成第二导电接触结构与所述第一导电接触结构的步骤，降低了半导体结构的制造难度。而且，本公开一些实施例在形成所述第二导电接触结构之前，形成覆盖所述第一导电接触结构侧壁的第二隔离结构，既避免了外界环境（例如外界环境中的氧）对所述第一导电接触结构的损伤，又实现了所述第一导电接触结构与所述第二导电接触结构的电性隔离，从而进一步简化了所述半导体结构的制程工艺。另外，本公开一些实施例的有源区中的第二掺杂区包括本体部、以及凸出设置在所述本体部上方的凸起部，从而增大了所述第二掺杂区与所述第二导电接触结构的接触面积，降低所述第二掺杂区与所述第二导电接触结构之间的接触电阻，从而改善了半导体结构的电性能，提高了所述半导体结构的制造良率。