本發(fā)明實施例涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、閃存(flash)是一種非揮發(fā)性存儲器(non-volatile?memory，nvm)。閃存的主要特點是在不加電的情況下能長期保持存儲的信息，且具有集成度高、存取速度快、易于擦除和重寫等優(yōu)點，因而在微機、自動化控制等多項領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

2、根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，閃存可分為或非閃存(nor?flash)和與非閃存(nand?flash)兩種。其中，nor?flash，也稱為編碼型快閃記憶體。因為具備可直接執(zhí)行代碼、可靠性強、讀取速度快等特性，從而成為閃存技術(shù)中主流的非易失性存儲器。

3、但是，現(xiàn)有的或非閃存器件的性能仍有待提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，提高了半導(dǎo)體器件的性能。

2、為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：基底；懸浮柵層，位于所述基底的頂部；蓋帽層，位于所述懸浮柵層的頂部；柵絕緣層，位于所述蓋帽層的頂部，所述蓋帽層的介電常數(shù)大于柵絕緣層的介電常數(shù)；控制柵層，位于所述基底上且覆蓋所述懸浮柵層的頂部和側(cè)壁，所述控制柵層還覆蓋所述柵絕緣層。

3、可選的，所述蓋帽層的材料包括氮化鈦。

4、可選的，沿所述基底表面的法線方向，所述蓋帽層的厚度范圍為5納米至30納米。

5、可選的，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：側(cè)墻層，位于所述懸浮柵層的側(cè)壁；控制柵層，覆蓋所述側(cè)墻層的側(cè)壁和頂部。

6、可選的，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：柵氧化層，位于所述基底的頂部；所述懸浮柵層位于所述柵氧化層的頂部；所述控制柵層覆蓋所述懸浮柵層露出的所述柵氧化層。

7、相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供基底，所述基底的頂部形成有懸浮柵層；在所述懸浮柵層的頂部形成蓋帽層以及覆蓋所述蓋帽層頂部的柵絕緣層，所述蓋帽層的介電常數(shù)大于柵絕緣層的介電常數(shù)；在所述基底上形成覆蓋所述懸浮柵層頂部和側(cè)部的控制柵層，所述控制柵層覆蓋所述柵絕緣層。

8、可選的，在所述提供基底的步驟中，所述懸浮柵層露出的所述基底上形成有介電層，所述介電層覆蓋所述懸浮柵層的側(cè)壁；形成所述蓋帽層和柵絕緣層的步驟包括：在所述懸浮柵層和介電層的頂部形成蓋帽材料層；在所述蓋帽材料層的頂部形成柵絕緣材料層；在所述懸浮柵層的上方形成覆蓋所述柵絕緣材料層的掩膜層；以所述掩膜層為掩膜，對所述柵絕緣材料層和蓋帽材料層進行圖形化處理，在所述懸浮柵層的頂部形成蓋帽層以及覆蓋所述蓋帽層的柵絕緣層；去除所述掩膜層。

9、可選的，形成所述蓋帽層和柵絕緣層的步驟中，還包括：去除所述介電層，露出所述懸浮柵層的側(cè)壁。

10、可選的，形成所述蓋帽材料層的工藝包括原子層沉積工藝。

11、可選的，對所述柵絕緣材料層和蓋帽材料層進行圖形化處理的工藝包括干法刻蝕工藝。

12、可選的，所述蓋帽層的材料包括氮化鈦。

13、可選的，沿所述基底表面的法線方向，所述蓋帽層的厚度范圍為5納米至30納米。

14、可選的，所述提供基底的步驟中，所述基底的頂部還形成有柵氧化層，所述懸浮柵層形成于所述柵氧化層的頂部；在形成所述控制柵層的步驟中，所述控制柵層覆蓋所述懸浮柵層露出的所述柵氧化層。

15、可選的，在形成所述蓋帽層和柵絕緣層之后，在形成所述控制柵層之前，還包括：在所述基底上形成覆蓋所述懸浮柵層側(cè)壁的側(cè)墻層；形成所述控制柵層的步驟中，所述控制柵層覆蓋所述側(cè)墻層的側(cè)壁和頂部。

16、可選的，形成所述側(cè)墻層的步驟包括：在所述懸浮柵層露出的所述基底頂部、所述懸浮柵層的側(cè)壁、所述蓋帽層的側(cè)壁、以及所述柵絕緣層的側(cè)壁和頂部形成側(cè)墻材料層；去除所述懸浮柵層露出的基底頂部的側(cè)墻材料層、以及所述柵絕緣層頂部的側(cè)墻材料層，將剩余的位于所述懸浮柵層側(cè)壁的側(cè)墻材料層作為所述側(cè)墻層。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

18、本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法中，在懸浮柵層的頂部形成蓋帽層以及覆蓋所述蓋帽層頂部的柵絕緣層，在基底上形成覆蓋所述懸浮柵層頂部和側(cè)部的控制柵層，所述控制柵層覆蓋所述柵絕緣層，通過在懸浮柵層的頂部形成蓋帽層，蓋帽層的介電常數(shù)大于柵絕緣層的介電常數(shù)，相較于現(xiàn)有懸浮柵層的頂部形成柵絕緣層的方案，本實施例由于蓋帽層的介電常數(shù)大于柵絕緣層的介電常數(shù)，蓋帽層通過靜電感應(yīng)效應(yīng)能夠讓懸浮柵層拐角處的電荷再分布，使拐角處的電荷被分走一部分，降低了懸浮柵層的頂部拐角處出現(xiàn)電荷聚集的概率，從而使半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的可靠性得到提高，進而提高了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述蓋帽層的材料包括氮化鈦。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，沿所述基底表面的法線方向，所述蓋帽層的厚度范圍為5納米至30納米。

4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：側(cè)墻層，位于所述懸浮柵層的側(cè)壁；

5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：柵氧化層，位于所述基底的頂部；

6.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述提供基底的步驟中，所述懸浮柵層露出的所述基底上形成有介電層，所述介電層覆蓋所述懸浮柵層的側(cè)壁；

8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述蓋帽層和柵絕緣層的步驟中，還包括：去除所述介電層，露出所述懸浮柵層的側(cè)壁。

9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述蓋帽材料層的工藝包括原子層沉積工藝。

10.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對所述柵絕緣材料層和蓋帽材料層進行圖形化處理的工藝包括干法刻蝕工藝。

11.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述蓋帽層的材料包括氮化鈦。

12.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，沿所述基底表面的法線方向，所述蓋帽層的厚度范圍為5納米至30納米。

13.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述提供基底的步驟中，所述基底的頂部還形成有柵氧化層，所述懸浮柵層形成于所述柵氧化層的頂部；

14.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述蓋帽層和柵絕緣層之后，在形成所述控制柵層之前，還包括：在所述基底上形成覆蓋所述懸浮柵層側(cè)壁的側(cè)墻層；

15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述側(cè)墻層的步驟包括：在所述懸浮柵層露出的所述基底頂部、所述懸浮柵層的側(cè)壁、所述蓋帽層的側(cè)壁、以及所述柵絕緣層的側(cè)壁和頂部形成側(cè)墻材料層；去除所述懸浮柵層露出的基底頂部的側(cè)墻材料層、以及所述柵絕緣層頂部的側(cè)墻材料層，將剩余的位于所述懸浮柵層側(cè)壁的側(cè)墻材料層作為所述側(cè)墻層。

技術(shù)總結(jié)
一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，結(jié)構(gòu)包括：基底；懸浮柵層，位于基底的頂部；蓋帽層，位于懸浮柵層的頂部；柵絕緣層，位于蓋帽層的頂部，蓋帽層的介電常數(shù)大于柵絕緣層的介電常數(shù)；控制柵層，位于基底上且覆蓋懸浮柵層的頂部和側(cè)壁，控制柵層還覆蓋柵絕緣層。通過在懸浮柵層的頂部形成蓋帽層，蓋帽層的介電常數(shù)大于柵絕緣層的介電常數(shù)，相較于在懸浮柵層的頂部形成柵絕緣層的方案，本實施例蓋帽層的介電常數(shù)大于柵絕緣層的介電常數(shù)，蓋帽層通過靜電感應(yīng)效應(yīng)讓懸浮柵層拐角處的電荷再分布，使拐角處的電荷被分走一部分，降低了懸浮柵層的頂部拐角處出現(xiàn)電荷聚集的概率，從而使半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的可靠性得到提高，進而提高了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：胡生民,郭瑞康,李楊
受保護的技術(shù)使用者：中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15