[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。 

背景技术

Flash存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还可以快速读取数据，使数据不会因为断电而丢失。在过去的20年里，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM）作为其存储设备，然而近年来Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码，或者直接当硬盘使用（U盘）。 

现今较成熟的Flash存储器多为多晶硅浮栅结构的晶体管，如图1a所示，衬底10a内形成有一源极15a和一漏极16a，二者之间为沟道，位于所述衬底10a上的栅极结构，所述栅极结构包括浮置栅极（floating gate）12a及控制栅极或选择栅极（control or select gate）14a，所述沟道和浮置栅极12a以一栅氧化层11a隔离，所述浮置栅极12a和控制栅极或选择栅极14a以一绝缘层13a隔离。然而，这种存储器的栅极结构体积较大，在尺寸不断缩小的今天，已经成为了限制工艺进步的瓶颈，不利于高集成度和低功耗的需求。 

鉴于此，人们选择了纳米硅量子点（nano-dot Si），然而，纳米硅量子点尤其是对于20nm以下尺寸的生长是不可控的，如图1b所示，衬底10b内形成有一源极15b和一漏极16b，二者之间为沟道，位于所述衬底10b上的栅极结构，所述栅极结构包括一栅氧化层11b，形成于所述栅氧化层11b上的纳米硅量子点12b，沉积于纳米硅量子点12b上的绝缘层13b和位于所述绝缘层13b上的控制栅极或选择栅极14b。现有通常是采用炉管工艺形成纳米硅量子点12b，然而，由图中可见，纳米硅量子点12b的尺寸不一，其排列也是随意的，不具有均匀 性和可控性，这也就不具备良好的存储性能，不利于大规模的生产制造。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体结构及其形成方法，以解决现有工艺不能够达到纳米硅量子点尺寸均一，密度可控的生产效果。 

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括： 

提供衬底； 

在所述衬底上形成一阻挡层； 

在所述阻挡层上形成一嵌段共聚物层； 

对所述嵌段共聚物层进行退火处理，形成间隔排列的第一材料层和第二材料层； 

去除所述第一材料层，暴露出部分阻挡层； 

去除所述暴露出的部分阻挡层形成通孔； 

在所述通孔内形成纳米硅量子点。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，在形成阻挡层之前，还包括如下工艺步骤： 

形成一栅氧化层，所述栅氧化层位于所述衬底上。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，所述嵌段共聚物层的厚度为100~1000埃。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，所述嵌段共聚物层的材料为PS-b-PMMA。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，所述第一材料层为PMMA层，所述第二材料层为PS层。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，采用湿法刻蚀工艺去除所述PMMA层。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，所述湿法刻蚀工艺为采用乙酸并经紫外光照射的工艺。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，在去除所述暴露出的部分阻挡层形成通孔之后，在通孔内形成纳米硅量子点之前，还包括如下工艺步骤： 

去除所述PS层，暴露出余下部分阻挡层。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，采用氧等离子体去除所述PS层。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，在所述通孔内形成纳米硅量子点的工艺包括如下步骤： 

在所述通孔内形成纳米硅量子点材料层； 

平坦化所述纳米硅量子点材料层形成纳米硅量子点。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，在所述通孔内形成纳米硅量子点之后，还包括如下工艺步骤： 

去除所述暴露出的余下部分阻挡层。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，采用均一腐蚀法和化学机械研磨工艺平坦化所述纳米硅量子点。 

进一步的，对于所述的半导体结构的形成方法，采用干法刻蚀工艺去除所述暴露出的部分阻挡层。