本技術(shù)涉及集成電路，特別是涉及一種半導(dǎo)體結(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，半導(dǎo)體器件的集成度要求越來越高。這就要求器件尺寸越來越小。然而為了保證器件性能，傳統(tǒng)晶體管難以滿足高集成度的尺寸要求。由此出現(xiàn)了垂直溝道晶體管。垂直溝道晶體管可以有效提高半導(dǎo)體器件集成度。

2、但是，目前垂直溝道晶體管的性能仍有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的垂直溝道晶體管的性能仍有待提高的問題，提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。

2、一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟：

3、提供第一襯底；

4、于所述第一襯底內(nèi)形成沿第一方向延伸的第一溝槽；

5、于所述第一襯底內(nèi)形成沿第二方向延伸的第二溝槽，所述第二方向與所述第一方向交叉，所述第二溝槽與所述第一溝槽將所述第一襯底分隔成多個(gè)有源柱，且所述第二溝槽包括間隔且交替排布的第一子槽與第二子槽，且所述第二子槽的寬度小于所述第一子槽；

6、于所述第一子槽側(cè)壁形成柵極結(jié)構(gòu)，且于所述第二子槽內(nèi)填充封口結(jié)構(gòu)，所述封口結(jié)構(gòu)與所述第二子槽底部之間形成第一氣隙。

7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，

8、所述于所述第一襯底內(nèi)形成沿第二方向延伸的第二溝槽之前，包括：

9、于所述第一溝槽內(nèi)形成第一介質(zhì)中間層，以填平所述第一溝槽；

10、所述于所述第一襯底內(nèi)形成沿第二方向延伸的第二溝槽包括：

11、刻蝕所述第一襯底以及所述第一介質(zhì)中間層，以形成所述第二溝槽，且剩余的所述第一介質(zhì)中間層形成第一介質(zhì)層。

12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二子槽的深度小于所述第一子槽的深度，

13、所述于所述第一子槽側(cè)壁形成柵極結(jié)構(gòu)，且于所述第二子槽內(nèi)填充封口結(jié)構(gòu)之前，包括：

14、于所述第一子槽以及所述第二子槽內(nèi)形成中間介質(zhì)層，以填平所述第一子槽以及所述第二子槽；

15、對(duì)所述中間介質(zhì)層進(jìn)行回刻，去除所述第二子槽內(nèi)的所述中間介質(zhì)層以及所述第一子槽內(nèi)的部分中間介質(zhì)層，保留于所述第一子槽底部的中間介質(zhì)層形成第二介質(zhì)層。

16、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)層的上表面與所述第二子槽的底表面齊平。

17、在其中一個(gè)實(shí)施例中，

18、所述于所述第一子槽側(cè)壁形成柵極結(jié)構(gòu)，且于所述第二子槽內(nèi)填充封口結(jié)構(gòu)，包括：

19、于所述第一子槽、所述第二子槽以及所述有源柱的表面形成柵介質(zhì)材料層，所述第二子槽內(nèi)壁包括所述第二子槽側(cè)壁與所述第二子槽底部；

20、回刻所述柵介質(zhì)材料層，以形成所述柵介質(zhì)層。

21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述回刻所述柵介質(zhì)材料層，以形成所述柵介質(zhì)層之前，包括：

22、于所述柵介質(zhì)材料層表面形成封口介質(zhì)材料層，所述封口介質(zhì)材料層填充所述第二子槽，且與所述第二子槽底部之間具有第一氣隙；

23、去除位于所述第二子槽之外的所述封口介質(zhì)材料層，以形成所述封口結(jié)構(gòu)。

24、在其中一個(gè)實(shí)施例中，

25、所述去除位于所述第二子槽之外的所述封口介質(zhì)材料層，以形成所述封口結(jié)構(gòu)之后，包括：

26、于所述第一子槽側(cè)壁形成柵極中間層；

27、于所述柵極中間層之間的第一溝槽內(nèi)填充刻蝕停止層，所述刻蝕停止層的上表面低于所述有源柱上表面；

28、基于所述刻蝕停止層對(duì)所述柵極中間層進(jìn)行刻蝕，形成所述柵極。

29、在其中一個(gè)實(shí)施例中，

30、所述于所述柵極中間層之間的第一溝槽內(nèi)填充刻蝕停止層，包括：

31、于所述柵極中間層之間的第一溝槽內(nèi)以及所述柵介質(zhì)材料層表面形成刻蝕停止材料層；

32、對(duì)所述刻蝕停止材料層進(jìn)行刻蝕，形成所述刻蝕停止層；

33、所述去除位于所述有源柱上表面的所述柵介質(zhì)材料層，以形成所述柵介質(zhì)層，包括：

34、對(duì)所述刻蝕停止材料層進(jìn)行刻蝕，形成所述刻蝕停止層的同時(shí)，對(duì)所述柵介質(zhì)材料層進(jìn)行刻蝕，以形成所述柵介質(zhì)層。

35、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述柵介質(zhì)層的上表面低于所述有源柱上表面并高于所述柵極上表面，

36、所述基于所述刻蝕停止層對(duì)所述柵極中間層進(jìn)行刻蝕，形成所述柵極之后，包括：

37、于位于所述柵極之上的所述柵介質(zhì)層的側(cè)壁以及頂部形成保護(hù)層；

38、去除所述刻蝕停止層。

39、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述于所述第一子槽側(cè)壁形成柵極結(jié)構(gòu)之后，還包括：

40、于所述有源柱上方形成平坦化層，所述平坦化層與所述第一溝槽底部之間形成第二氣隙。

41、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述于所述第一子槽側(cè)壁形成柵極結(jié)構(gòu)之后，還包括：

42、將所述第一襯底與形成有位線的第二襯底鍵合，以使得所述位線沿所述第一方向延伸，且在第二方向上位于相鄰第一溝槽之間，且同一位線在第一方向電連接多個(gè)所述有源柱。

43、一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：

44、第一襯底；

45、第一溝槽，位于所述第一襯底內(nèi)，且沿第一方向延伸；

46、第二溝槽，位于所述第一襯底內(nèi)，且沿第二方向延伸，所述第二方向與所述第一方向交叉，所述第二溝槽與所述第一溝槽將所述第一襯底分隔成多個(gè)有源柱，且所述第二溝槽包括間隔且交替排布的第一子槽與第二子槽，且所述第二子槽的寬度小于所述第一子槽；

47、柵極結(jié)構(gòu)，位于所述第一子槽側(cè)壁；

48、封口結(jié)構(gòu)，填充于所述第二子槽內(nèi)，且與所述第二子槽底部之間具有第一氣隙。

49、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

50、第一介質(zhì)層，位于所述第二溝槽之間的所述第一溝槽內(nèi)，且填平所述第一溝槽。

51、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二子槽的深度小于所述第一子槽的深度，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

52、第二介質(zhì)層，位于所述第一子槽的底部。

53、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)層的上表面與所述第二子槽的底表面齊平。

54、在其中一個(gè)實(shí)施例中，

55、所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵介質(zhì)層與柵極，所述柵介質(zhì)層位于所述柵極與所述有源柱之間，且，所述柵介質(zhì)層的上表面低于所述有源柱上表面并高于所述柵極上表面，

56、所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

57、保護(hù)層，位于所述柵極之上的所述柵介質(zhì)層側(cè)壁以及頂部。

58、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

59、平坦化層，位于所述有源柱上方，且與所述第一溝槽底部之間形成第二氣隙。

60、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

61、第二襯底，所述第二襯底內(nèi)具有位線，且所述第二襯底與所述第一襯底鍵合，

62、其中，所述位線沿所述第一方向延伸，且在第二方向上位于相鄰第一溝槽之間，且同一位線在第一方向電連接多個(gè)所述有源柱。，

63、上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，沿第二方向延伸的第二溝槽不但包括第一子槽，還包括寬度小于第一子槽的第二子槽。第二子槽與第一子槽間隔且交替設(shè)置。并且，還在第二子槽內(nèi)填充封口結(jié)構(gòu)。封口結(jié)構(gòu)與第二子槽底部之間具有第一氣隙。第一氣隙可以有效降低位于第二子槽兩側(cè)的柵極結(jié)構(gòu)之間的相互耦合，從而有效提高器件性能。