本申請中實(shí)施例涉及半導(dǎo)體制備工藝，特別涉及一種mos結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，晶體管的尺寸不斷縮小。目前，晶體管的工藝節(jié)點(diǎn)已經(jīng)可以達(dá)到2nm甚至0.3nm。

2、工藝節(jié)點(diǎn)的縮小，使得單位面積內(nèi)可以容納更多的晶體管，從而實(shí)現(xiàn)更高密度的集成，提升芯片性能，但同時(shí)也存在亟待解決的技術(shù)問題，如mosfet（金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，mos）存在的短溝道效應(yīng)（short?channel?effect）問題。短溝道效應(yīng)會影響晶體管的開啟與關(guān)閉特性，增加漏電流。隨著mosfet的尺寸縮小，其短溝道效應(yīng)可能愈發(fā)明顯，使得mosfet的性能與可靠性降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請多個(gè)實(shí)施例致力于提供一種mos結(jié)構(gòu)及其制備方法，可以一定程度上改善mos結(jié)構(gòu)的短溝道效應(yīng)。

2、本申請的一個(gè)實(shí)施例提供一種mos結(jié)構(gòu)，包括：襯底；所述襯底表面形成有凹陷的下凹部，且所述下凹部在與所述襯底表面鄰接的側(cè)面也形成有凹陷；柵極結(jié)構(gòu)；所述柵極結(jié)構(gòu)嵌入所述下凹部；其中，所述柵極結(jié)構(gòu)與所述下凹部的側(cè)壁相接觸形成的接觸面為非平面。

3、可選的，所述mos結(jié)構(gòu)的襯底和柵極結(jié)構(gòu)通過對柵極結(jié)構(gòu)初體和襯底初體進(jìn)行切割得到；其中，所述襯底初體具有被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)定義出的有源區(qū)；所述有源區(qū)的表面形成有下凹孔，所述柵極結(jié)構(gòu)初體填充于所述下凹孔中；其中，所述下凹部由所述下凹孔被切割后的部分側(cè)壁和部分底部形成。

4、可選的，所述接觸面在與所述襯底表面交界處形成有接觸輪廓線，且所述接觸輪廓線具有彎折形貌。

5、可選的，所述接觸面在與所述襯底表面交界處形成有接觸輪廓線，且所述接觸輪廓線為圓弧狀。

6、可選的，所述襯底中還形成有位于所述接觸面兩側(cè)的源漏區(qū)；其中，源漏區(qū)之間的溝道的延伸方向與所述接觸面在源漏區(qū)之間的延伸方向一致，以使所述溝道的長度大于源漏區(qū)之間的間距。

7、可選的，所述源漏區(qū)和所述柵極結(jié)構(gòu)上設(shè)置有接觸孔；其中，所述接觸孔中填充有金屬材料，且所述接觸孔的側(cè)壁和底部形成有被所述金屬材料覆蓋的連接層；其中，所述源漏區(qū)上的接觸孔與所述源漏區(qū)之間還設(shè)置有接觸銜接層。

8、可選的，所述溝道的延伸方向平行于所述襯底的表面。

9、本申請的另一個(gè)實(shí)施例提供一種mos結(jié)構(gòu)的制備方法，所述制備方法用于制備如前所述的mos結(jié)構(gòu)；所述制備方法包括：提供襯底初體；所述襯底初體包括被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)定義出的有源區(qū)；在所述有源區(qū)的表面制作下凹孔；在所述下凹孔的側(cè)壁及底部形成氧化物層，并填充柵極材料，以形成柵極結(jié)構(gòu)初體；垂直于有源區(qū)的排布方向，對所述柵極結(jié)構(gòu)初體和所述襯底初體進(jìn)行切割，得到所述mos結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)和襯底；其中，所述下凹孔的部分側(cè)壁和部分底部形成所述下凹部。

10、可選的，垂直于有源區(qū)的排布方向，對所述柵極結(jié)構(gòu)初體和所述襯底初體進(jìn)行切割的步驟中，切割面經(jīng)過所述柵極結(jié)構(gòu)初體的中心。

11、可選的，所述mos結(jié)構(gòu)的制備方法還包括：在所述襯底中形成位于所述接觸面兩側(cè)的源漏區(qū)；其中，源漏區(qū)之間的溝道的延伸方向與所述接觸面在源漏區(qū)之間的延伸方向一致，以使所述溝道的長度大于源漏區(qū)之間的間距；在所述源漏區(qū)的表面形成接觸銜接層，并在所述接觸銜接層的表面和所述柵極結(jié)構(gòu)的表面制作接觸孔；在所述接觸孔的側(cè)壁和底部形成連接層，并填充金屬材料；其中，所述連接層被所述金屬材料覆蓋。

12、本申請?zhí)峁┑亩鄠€(gè)實(shí)施例，意想不到的效果是，通過在襯底初體的有源區(qū)表面形成填充于下凹孔內(nèi)的柵極結(jié)構(gòu)初體，并在切割后得到由柵極結(jié)構(gòu)和襯底組成的mos結(jié)構(gòu)。由此制備得到的mos結(jié)構(gòu)中，柵極結(jié)構(gòu)嵌入襯底的下凹部中，且柵極結(jié)構(gòu)與襯底的接觸面為下凹孔的部分側(cè)壁，使得在占用相同晶圓面積的情況下，提升了mos結(jié)構(gòu)的溝道長度，能夠一定程度上改善短溝道效應(yīng)。

技術(shù)特征：

1.一種mos結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mos結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述mos結(jié)構(gòu)的襯底和柵極結(jié)構(gòu)通過對柵極結(jié)構(gòu)初體和襯底初體進(jìn)行切割得到；其中，所述襯底初體具有被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)定義出的有源區(qū)；所述有源區(qū)的表面形成有下凹孔，所述柵極結(jié)構(gòu)初體填充于所述下凹孔中；其中，所述下凹部由所述下凹孔被切割后的部分側(cè)壁和部分底部形成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mos結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接觸面在與所述襯底表面交界處形成有接觸輪廓線，且所述接觸輪廓線具有彎折形貌。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mos結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接觸面在與所述襯底表面交界處形成有接觸輪廓線，且所述接觸輪廓線為圓弧狀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的mos結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底中還形成有位于所述接觸面兩側(cè)的源漏區(qū)；其中，源漏區(qū)之間的溝道的延伸方向與所述接觸面在源漏區(qū)之間的延伸方向一致，以使所述溝道的長度大于源漏區(qū)之間的間距。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的mos結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源漏區(qū)和所述柵極結(jié)構(gòu)上設(shè)置有接觸孔；其中，所述接觸孔中填充有金屬材料，且所述接觸孔的側(cè)壁和底部形成有被所述金屬材料覆蓋的連接層；其中，所述源漏區(qū)上的接觸孔與所述源漏區(qū)之間還設(shè)置有接觸銜接層。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的mos結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述溝道的延伸方向平行于所述襯底的表面。

8.一種mos結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，用于制備如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的mos結(jié)構(gòu)；所述制備方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的mos結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，垂直于有源區(qū)的排布方向，對所述柵極結(jié)構(gòu)初體和所述襯底初體進(jìn)行切割的步驟中，切割面經(jīng)過所述柵極結(jié)構(gòu)初體的中心。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的mos結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述mos結(jié)構(gòu)的制備方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及半導(dǎo)體制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種MOS結(jié)構(gòu)及其制備方法，所述MOS結(jié)構(gòu)的制備方法包括：提供襯底初體；所述襯底初體包括被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)定義出的有源區(qū)；在所述有源區(qū)的表面制作下凹孔；在所述下凹孔的側(cè)壁及底部形成氧化物層，并填充柵極材料，以形成柵極結(jié)構(gòu)初體；垂直于有源區(qū)的排布方向，對所述柵極結(jié)構(gòu)初體和所述襯底初體進(jìn)行切割，得到所述MOS結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)和襯底；其中，所述下凹孔的部分側(cè)壁和部分底部形成所述下凹部；其中，所述柵極結(jié)構(gòu)與所述下凹部的側(cè)壁相接觸形成的接觸面為非平面。如此，能夠一定程度上改善MOS結(jié)構(gòu)的短溝道效應(yīng)。

技術(shù)研發(fā)人員：王文智,劉哲儒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：晶芯成（北京）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28