本公開涉及半導體，尤其涉及一種半導體結構及其形成方法。

背景技術：

1、隨著半導體結構的尺寸持續縮減，鄰近的互連結構、金屬線或其他元件之間的電容耦合也增加，造成電阻電容延遲(rc?delay)的問題變得嚴重，進而影響半導體結構的性能。解決上述問題的方法包含使用低介電常數介電材料形成介電層或者在介電層中形成空腔。與低介電常數介電材料相比，空氣的介電常數更小，因此具有空腔的結構可以顯著改善電阻電容延遲的問題。

2、然而，相關技術中形成的空腔占比較小，使得改善電阻電容延遲的效果不明顯。如何提高空腔占比，進而提高半導體結構的性能，成為了目前亟待解決的問題。

技術實現思路

1、有鑒于此，本公開實施例為解決現有技術中存在的至少一個問題而提供一種半導體結構及其形成方法。

2、為達到上述目的，本公開實施例的技術方案是這樣實現的：

3、第一方面，本公開實施例提供一種半導體結構的形成方法，包括：

4、提供第一介質層；

5、在所述第一介質層上形成第一保護層以及位于所述第一保護層上的導電層；

6、去除部分所述導電層，形成貫穿所述導電層并暴露所述第一保護層的多個空腔；所述空腔將所述導電層劃分為多個導電結構；

7、在所述空腔中形成犧牲層；

8、在所述犧牲層以及所述導電結構上形成第二保護層；

9、去除所述犧牲層上的部分第二保護層，形成暴露所述犧牲層的開口；

10、從所述開口去除所述犧牲層。

11、在一種可選的實施方式中，所述第一保護層、第二保護層的材料均包括以下至少之一：氮化硅、碳氮化硅、硼氮化硅；

12、所述犧牲層的材料包括以下至少之一：氧化硅、旋涂硬掩膜材料。

13、在一種可選的實施方式中，所述從所述開口去除所述犧牲層，包括：

14、利用濕法刻蝕溶液，從所述開口去除所述犧牲層。

15、在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：

16、在所述空腔中形成犧牲層之前，在所述空腔的側壁以及所述導電結構的表面形成第三保護層；

17、所述在所述空腔中形成犧牲層，包括：

18、在側壁形成有第三保護層的空腔中，形成犧牲層；

19、所述在所述犧牲層以及所述導電結構上形成第二保護層，包括：

20、在所述犧牲層以及所述第三保護層上形成第二保護層。

21、在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：

22、在從所述開口去除所述犧牲層之后，在所述空腔的側壁形成第四保護層。

23、在一種可選的實施方式中，所述多個導電結構沿第一方向排布，且每個所述導電結構沿第二方向延伸；所述第一方向與所述第二方向垂直；每個所述空腔中的犧牲層上均形成有多個開口。

24、在一種可選的實施方式中，每個所述空腔中的犧牲層上的多個開口沿所述第二方向排布。

25、在一種可選的實施方式中，沿所述第一方向相鄰的兩個所述導電結構之間的尺寸為w1，所述開口沿所述第一方向的尺寸為w2；w2:w1的范圍為1:3～1:2。

26、在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：

27、在從所述開口去除所述犧牲層之后，在所述第二保護層上以及所述開口上形成第二介質層。

28、在一種可選的實施方式中，所述方法還包括：

29、在提供所述第一介質層之前，提供第三介質層；

30、形成多個貫穿所述第三介質層的第一接觸結構；

31、在所述第三介質層上形成第四介質層；所述第一介質層位于所述第四介質層上；

32、形成貫穿所述第四介質層、第一介質層和第一保護層的多個第二接觸結構；所述第一接觸結構與所述第二接觸結構接觸，所述第二接觸結構與所述導電結構接觸。

33、第二方面，本公開實施例提供一種半導體結構，包括：

34、第一介質層；

35、第一保護層，位于所述第一介質層上；

36、多個導電結構，位于所述第一保護層上；

37、多個空腔，每個所述空腔位于相鄰的導電結構之間；

38、第二保護層，位于所述導電結構以及所述空腔上；

39、開口，位于所述第二保護層中，與所述空腔連通。

40、在一種可選的實施方式中，所述第一保護層、第二保護層的材料均包括以下至少之一：氮化硅、碳氮化硅、硼氮化硅。

41、在一種可選的實施方式中，所述半導體結構還包括：第三保護層，位于所述空腔的側壁以及所述第二保護層和所述導電結構之間。

42、在一種可選的實施方式中，所述第三保護層的材料包括以下至少之一：氮化硅、碳氮化硅、硼氮化硅。

43、在一種可選的實施方式中，所述半導體結構還包括：第四保護層，位于所述空腔的側壁。

44、在一種可選的實施方式中，每相鄰的兩個所述導電結構之間的犧牲層上均形成有多個所述開口。

45、本公開所提供的技術方案中，在第一介質層與導電層之間形成第一保護層，并在導電層上形成第二保護層，去除犧牲層上的部分第二保護層形成開口，并從開口去除犧牲層，從而在導電結構之間形成空腔，第一方面，第一保護層可以對第一介質層進行保護，使得可以避免在去除空腔中的犧牲層時對第一介質層的影響；第二方面，通過只去除犧牲層上的部分第二保護層形成暴露犧牲層的開口，使得濕法刻蝕溶液可以與犧牲層接觸，且使得后續工藝中在第二保護層上形成的第二介質層不至于進入形成的空腔中；第三方面，由于犧牲層可全部被去除，使得最終在導電結構之間形成的空腔的占比較大，甚至可以達到100％的占比，且本公開實施例中形成的空腔的占比不受相鄰導電結構之間的尺寸的限制，即使在相鄰的導電結構之間的尺寸較大的情況下，也可以形成占比較大的空腔，使得可以顯著改善相鄰的導電結構之間的電阻電容延遲問題，從而使得可以提高半導體結構的性能。

技術特征：

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一保護層、第二保護層的材料均包括以下至少之一：氮化硅、碳氮化硅、硼氮化硅；

3.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述從所述開口去除所述犧牲層，包括：

4.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述方法還包括：

5.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述方法還包括：

6.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述多個導電結構沿第一方向排布，且每個所述導電結構沿第二方向延伸；所述第一方向與所述第二方向垂直；每個所述空腔中的犧牲層上均形成有多個開口。

7.根據權利要求6所述的形成方法，其特征在于，每個所述空腔中的犧牲層上的多個開口沿所述第二方向排布。

8.根據權利要求6所述的形成方法，其特征在于，沿所述第一方向相鄰的兩個所述導電結構之間的尺寸為w1，所述開口沿所述第一方向的尺寸為w2；w2:w1的范圍為1:3～1:2。

9.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述方法還包括：

10.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述方法還包括：

11.一種半導體結構，其特征在于，包括：

12.根據權利要求11所述的半導體結構，其特征在于，所述半導體結構還包括：第三保護層，位于所述空腔的側壁以及所述第二保護層和所述導電結構之間。

13.根據權利要求12所述的半導體結構，其特征在于，所述第一保護層、第二保護層的材料均包括以下至少之一：氮化硅、碳氮化硅、硼氮化硅；

14.根據權利要求11所述的半導體結構，其特征在于，所述半導體結構還包括：第四保護層，位于所述空腔的側壁。

15.根據權利要求11所述的半導體結構，其特征在于，所述多個導電結構沿第一方向排布，且每個所述導電結構沿第二方向延伸；所述第一方向與所述第二方向垂直；每相鄰的兩個所述導電結構之間的犧牲層上均形成有多個所述開口。

技術總結
本公開提供了一種半導體結構及其形成方法，該形成方法包括：提供第一介質層；在第一介質層上形成第一保護層以及位于第一保護層上的導電層；去除部分導電層，形成貫穿導電層并暴露第一保護層的多個空腔；空腔將導電層劃分為多個導電結構；在空腔中形成犧牲層；在犧牲層以及導電結構上形成第二保護層；去除犧牲層上的部分第二保護層，形成暴露犧牲層的開口；從開口去除犧牲層。

技術研發人員：馮毅偉
受保護的技術使用者：長鑫科技集團股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24