[发明专利]半导体结构及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底；

采用外延工艺在所述基底上形成外延层，并通过原位自掺杂或者固态源掺杂的方式在所述外延层中掺杂离子，掺杂有所述离子的所述外延层作为半导体掺杂材料层；

刻蚀所述半导体掺杂材料层，形成第一源漏掺杂层；

刻蚀所述第一源漏掺杂层露出的基底，使所述基底形成衬底以及凸出于所述衬底的半导体沟道柱。

2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体掺杂材料层的厚度为3nm至6nm。

3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体掺杂材料层中的离子浓度为1.0E21原子每立方厘米至8.0E21原子每立方厘米。

4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述半导体掺杂材料层。

5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述衬底以及凸出于所述衬底的半导体沟道柱后，还包括：在所述半导体沟道柱露出的所述衬底上形成第二源漏掺杂层，所述第二源漏掺杂层包围所述半导体沟道柱的部分侧壁；

形成所述第二源漏掺杂层后，在所述第二源漏掺杂层上形成栅极结构，所述栅极结构包围所述半导体沟道柱的部分侧壁，且所述栅极结构露出所述第一源漏掺杂层。

6.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述衬底以及凸出于所述衬底的半导体沟道柱的步骤包括：刻蚀所述第一源漏掺杂层露出的部分厚度的所述基底，形成初始衬底以及凸出于所述初始衬底的顶部半导体沟道柱；在所述顶部半导体沟道柱的侧壁和所述第一源漏掺杂层的侧壁形成侧墙层；刻蚀所述侧墙层露出的部分厚度的所述初始衬底，使所述初始衬底形成所述衬底、以及位于所述衬底和所述顶部半导体沟道柱之间的底部半导体沟道柱，沿垂直于所述底部半导体沟道柱侧壁的方向上，所述底部半导体沟道柱的横向尺寸大于所述顶部半导体沟道柱的横向尺寸，且所述底部半导体沟道柱和所述顶部半导体沟道柱用于构成所述半导体沟道柱；

形成所述第二源漏掺杂层的步骤中，所述第二源漏掺杂层包围所述底部半导体沟道柱的侧壁。

7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述侧墙层的步骤包括：形成侧墙材料层，所述侧墙材料层保形覆盖所述初始衬底、顶部半导体沟道柱和第一源漏掺杂层；

去除位于所述初始衬底上以及所述第一源漏掺杂层顶部的侧墙材料层，剩余所述侧墙材料层作为所述侧墙层。

8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺形成所述侧墙材料层。

9.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述第二源漏掺杂层后，形成所述栅极结构之前，还包括：在所述半导体沟道柱露出的所述第二源漏掺杂层上形成隔离材料层；回刻蚀部分厚度的所述隔离材料层，剩余的所述隔离材料层作为隔离层，所述隔离层覆盖所述底部半导体沟道柱，且所述隔离层露出所述顶部半导体沟道柱的部分侧壁；

在回刻蚀部分厚度的所述隔离材料层的过程中，回刻蚀部分高度的所述侧墙层，保留位于所述隔离层和半导体沟道柱之间的剩余所述侧墙层作为剩余侧墙层；

形成所述栅极结构的步骤中，所述栅极结构包围所述隔离层露出的所述半导体沟道柱的部分侧壁。

10.如权利要求6或9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述侧墙层的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。