半导体结构及其形成方法与流程

技术特征：
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底上具有若干沟道层，所述若干沟道层沿所述衬底表面法线方向间隔堆叠，且相邻所述沟道层之间具有栅沟槽；横跨所述若干沟道层表面的若干栅极结构，所述栅极结构包括栅极，所述栅极结构位于所述沟道层的部分顶部表面和部分侧壁表面，所述栅极结构还位于所述栅沟槽内，位于栅沟槽内的栅极结构侧壁相对于沟道层侧壁凹陷；位于所述栅极结构两侧的所述衬底上的源漏层，所述源漏层、所述沟道层和所述栅极之间具有空隙。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述栅极结构两侧的所述若干沟道层和所述栅沟槽内的第一开口；所述源漏层位于所述第一开口侧壁；位于所述衬底表面、所述沟道层表面和所述第一开口内的层间介质层，所述层间介质层还位于所述栅极结构侧壁和所述源漏层侧壁。3.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；形成所述衬底上的若干沟道层，所述若干沟道层沿所述衬底表面法线方向间隔堆叠，相邻所述沟道层之间具有栅沟槽，且所述若干沟道层和所述栅沟槽分别沿第一方向延伸；形成横跨所述若干沟道层表面的若干栅极结构，所述栅极结构包括栅极，所述栅极结构位于所述沟道层的部分顶部表面和部分侧壁表面，所述栅极结构还位于所述栅沟槽内，位于栅沟槽内的栅极结构侧壁相对于沟道层侧壁凹陷；形成位于所述栅极结构两侧的所述衬底上的源漏层，所述源漏层、所述沟道层和所述栅极之间具有空隙。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，所述若干沟道层、所述栅沟槽、所述栅极结构和所述空隙的形成方法包括：在所述衬底上形成若干层重叠的初始第一牺牲层、以及位于相邻两层初始第一牺牲层之间的初始沟道层；形成横跨所述初始第一牺牲层和所述初始沟道层表面的伪栅极结构，所述伪栅极结构包括伪栅极，且所述伪栅极结构位于所述初始第一牺牲层和所述初始沟道层的部分顶部表面和部分侧壁表面；在所述伪栅极结构两侧的所述初始第一牺牲层和所述初始沟道层内形成第一开口，以所述初始沟道层形成沟道层，以所述初始第一牺牲层形成第一牺牲层；在所述第一开口侧壁形成第一侧墙；形成所述第一侧墙后，在所述衬底表面、所述沟道层表面、所述第一牺牲层表面和所述第一开口内形成层间介质层，所述层间介质层还位于所述伪栅极结构侧壁，且暴露出所述伪栅极；去除所述伪栅极，在所述层间介质层内形成栅极开口；去除所述栅极开口底部暴露出的所述第一牺牲层，在所述沟道层之间形成栅沟槽，所述栅沟槽还暴露出所述第一侧墙；采用第一选择生长工艺，在所述栅沟槽暴露出的所述沟道层表面形成界面层；形成所述界面层后，采用第二选择生长工艺在所述栅沟槽暴露出的所述第一侧墙表面形成第二牺牲层；形成所述第二牺牲层后，在所述栅极开口和所述栅沟槽内形成栅极；形成所述栅极后，去除所述第二牺牲层，以暴露出部分所述栅极；在所述栅极结构两侧的所述衬底上形成源漏层，所述源漏层、所述沟道层和所述栅极之间形成所述空隙。5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述栅极后，去除所
述第二牺牲层前，还去除所述第一侧墙，以在所述层间介质层内形成第二开口，所述第二开口暴露出部分所述衬底；所述源漏层的形成方法包括：在所述第二开口内形成源漏层，所述空隙暴露出所述源漏层。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，去除所述第一侧墙的刻蚀工艺对所述侧墙和所述沟道层的选择比范围大于50:1。7.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述界面层的材料与所述第二牺牲层的材料不同。8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述界面层的材料包括氧化硅。9.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二牺牲层的材料包括氮化硅、氮硼化硅或氮碳化硅中的一者或多者的结合。10.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一选择生长工艺包括第一成膜工艺和所述第一成膜工艺后的第一刻蚀工艺。11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一成膜工艺中，所述界面层的材料在所述沟道层表面的生长速率高于在所述第一侧墙表面的生长速率。12.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一成膜工艺包括原子层沉积工艺；所述第一刻蚀工艺包括原子层刻蚀工艺。13.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二选择生长工艺包括第二成膜工艺和所述第二成膜工艺后的第二刻蚀工艺。14.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二成膜工艺中，所述第二牺牲层材料在所述第一侧墙表面的生长速率高于在所述界面层表面的生长速率。15.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二成膜工艺包括原子层沉积工艺；所述第二刻蚀工艺包括原子层刻蚀工艺。16.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一开口的形成方法包括：以所述伪栅极结构为掩膜，在所述伪栅极结构两侧的所述初始第一牺牲层和所述初始沟道层内形成第一开口。17.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一侧墙的形成方法包括：在所述第一开口侧壁形成所述第一侧墙，所述第一侧墙还位于所述伪栅极结构侧壁。18.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述伪栅极结构还包括位于所述伪栅极侧壁的第二侧墙，所述第二侧墙位于所述伪栅极和所述第一侧墙之间。19.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述第二牺牲层的刻蚀工艺对所述第二牺牲层和所述沟道层的选择比范围大于50:1。20.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二牺牲层在沿所述第一方向上的尺寸范围为3纳米至8纳米。21.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一侧墙的在沿所述第一方向上的尺寸范围为20纳米至40纳米。22.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述第二牺牲层后，形成所述栅极前，还包括：去除所述界面层。
23.如权利要求22所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述界面层后，形成所述栅极前，还在所述栅沟槽内和所述栅极开口内形成栅介质层。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，其中方法包括：提供衬底；形成所述衬底上的若干沟道层，所述若干沟道层沿所述衬底表面法线方向间隔堆叠，相邻所述沟道层之间具有栅沟槽，且所述若干沟道层和所述栅沟槽分别沿第一方向延伸；形成横跨所述若干沟道层表面的若干栅极结构，所述栅极结构包括栅极，所述栅极结构位于所述沟道层的部分顶部表面和部分侧壁表面，所述栅极结构还位于所述栅沟槽内，位于栅沟槽内的栅极结构侧壁相对于沟道层侧壁凹陷；形成位于所述栅极结构两侧的所述衬底上的源漏层，所述源漏层、所述沟道层和所述栅极之间具有空隙，所述空隙作为源漏层与栅极的隔离层，可以降低栅极和源漏层间的寄生电容，从而提高器件的电学性能。能。能。


技术研发人员：武咏琴 康劲
受保护的技术使用者：北方集成电路技术创新中心（北京）有限公司
技术研发日：2021.07.22
技术公布日：2023/2/3