[发明专利]一种半导体晶体管结构及其制备方法

权利要求书

1.一种半导体晶体管结构，其特征在于，包括：

半导体衬底；

栅极组件，位于所述半导体衬底之上，所述栅极组件包括栅介质层、位于所述栅介质层上的栅导电层；

侧壁隔离结构，位于所述栅极组件的侧壁，所述侧壁隔离结构由所述栅极组件侧壁由内向外依次包括第一隔离层、空气隔离层以及第二隔离层；及

栓导电层，位于所述栅极组件的两侧，由所述侧壁隔离结构将所述栓导电层与所述栅极组件隔离。

2.根据权利要求1所述的半导体晶体管结构，其特征在于：所述空气隔离层隔离所述第一隔离层和所述第二隔离层，使得所述第一隔离层和所述第二隔离层不直接连接。

3.根据权利要求1所述的半导体晶体管结构，其特征在于：所述空气隔离层的宽度向间隔空隙小于等于所述第二隔离层的宽度。

4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的半导体晶体管结构，其特征在于：所述侧壁隔离结构还包含封口层，设置于所述空气隔离层上，以气闭密封所述空气隔离层。

5.根据权利要求4所述的半导体晶体管结构，其特征在于：所述封口层更形成于所述第一隔离层和所述第二隔离层之间，以填入所述空气隔离层的一部分，所述封口层的渗透底缘在所述半导体衬底之上的高度大于所述栅导电层的顶面上缘在所述半导体衬底之上的高度。

6.根据权利要求5所述的半导体晶体管结构，其特征在于：所述封口层更形成于所述第二隔离层上，用以修正所述侧壁隔离结构的宽度向截面轮廓。

7.根据权利要求4所述的半导体晶体管结构，其特征在于：所述封口层的介电常数小于所述第一隔离层和所述第二隔离层的介电常数，且大于所述空气隔离层的介电常数。

8.根据权利要求7所述的半导体晶体管结构，其特征在于：所述封口层的材料选自于氮氧化硅(SiON)，所述第一隔离层和所述第二隔离层的材料均为氮化硅(SiN)。

9.一种半导体晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在半导体衬底上依次形成栅介质层、栅导电层和绝缘保护层；

定义栅极图案，通过光刻刻蚀在所述半导体衬底上形成栅极组件，所述栅极组件包括栅介质层、位于所述栅介质层上的栅导电层、以及位于所述栅导电层之上的绝缘保护层；

在所述栅极组件的侧壁由内向外依次形成第一隔离层、牺牲层和第二隔离层；

去除所述牺牲层得到空气隔离层；

在所述栅极组件的顶部形成一层绝缘材料作为所述空气隔离层的封口层；及

在所述栅极组件周围形成栓导电层。

10.根据权利要求9所述的半导体晶体管结构的制备方法，其特征在于：在去除所述牺牲层的步骤之前，还包括：以刻蚀或研磨方式露出所述牺牲层的顶部，然后采用湿法刻蚀去除所述牺牲层。

11.根据权利要求9或10所述的半导体晶体管结构的制备方法，其特征在于：所述第一隔离层、所述牺牲层、所述第二隔离层、所述封口层和所述栓导电层的形成方法是采用气相沉积，并在每次气相沉积之后刻蚀去除多余的材料。

12.一种半导体晶体管结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在半导体衬底上依次形成栅介质层、栅导电层和绝缘保护层；

定义栅极图案，通过光刻刻蚀在所述半导体衬底上形成栅极组件，所述栅极组件包括栅介质层、位于所述栅介质层上的栅导电层、以及位于所述栅导电层之上的绝缘保护层；

在所述栅极组件的侧壁由内向外依次形成第一隔离层、牺牲层和第二隔离层；

在所述栅极组件周围形成栓导电层；

去除所述牺牲层得到空气隔离层；

在所述栅极组件的顶部沉积一层绝缘材料，从而在所述空气隔离层的顶部形成封口层。