[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：

提供衬底；

在所述衬底上形成图形化的掩膜层；

以所述掩膜层为掩膜，刻蚀部分厚度的所述衬底，在所述衬底内形成沟槽；

形成填充满所述沟槽的栅介质层；所述栅介质层仅形成于所述沟槽内；

形成所述栅介质层后，去除所述掩膜层；

去除所述掩膜层后，在所述衬底上形成栅极层，所述栅极层覆盖所述栅介质层；

分别在所述栅极层两侧的衬底内形成源区和漏区；

形成所述掩膜层的步骤包括：在所述衬底上形成多个分立的第一核心层；在所述第一核心层侧壁上形成牺牲层，所述牺牲层的材料与所述第一核心层的材料不同；在所述第一核心层和牺牲层露出的衬底上形成第二核心层，所述第二核心层的材料与所述牺牲层的材料不同，其中，所述第二核心层顶部与所述第一核心层顶部齐平，且所述第二核心层和第一核心层构成掩膜层；去除所述牺牲层。

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，所述掩膜层的材料为多晶硅、先进图案化膜材料、氮化硅、有机介电层材料、介电抗反射涂层材料、底部抗反射涂层材料、氧化硅或光刻胶。

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，所述栅极层与所述栅介质层一一对应。

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，所述牺牲层的材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳氮化硅、硼氮化硅或硼氮氧化硅。

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，刻蚀部分厚度的所述衬底所采用的工艺为干法刻蚀工艺。

6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为氧化硅或高k栅介质材料。

7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为氧化硅，形成所述栅介质层的工艺为热氧化工艺。

8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所形成的半导体结构为隧穿场效应晶体管，所述源区和漏区的掺杂类型不同。

9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，分别在所述栅极层两侧的衬底内形成源区和漏区后，还包括步骤：

对所述衬底进行退火处理；

在所述退火处理后，在所述衬底上形成层间介质层，所述层间介质层覆盖所述栅极层顶部；

形成贯穿所述层间介质层的接触孔插塞，所述接触孔插塞与所述栅极层、源区和漏区实现电连接。

10.一种半导体结构，其特征在于，包括：

衬底，所述衬底内具有沟槽；

栅介质层，仅位于所述沟槽内；

位于所述衬底上的栅极层，所述栅极层覆盖所述栅介质层；

源区，位于所述栅极层一侧的衬底内；

漏区，位于所述栅极层另一侧的衬底内；

其中，所述沟槽是以衬底上的掩膜层为掩膜刻蚀部分厚度衬底形成的；所述掩膜层是采用如下步骤形成的：在所述衬底上形成多个分立的第一核心层；在所述第一核心层侧壁上形成牺牲层，所述牺牲层的材料与所述第一核心层的材料不同；在所述第一核心层和牺牲层露出的衬底上形成第二核心层，所述第二核心层的材料与所述牺牲层的材料不同，其中，所述第二核心层顶部与所述第一核心层顶部齐平，且所述第二核心层和第一核心层构成掩膜层；去除所述牺牲层。

11.如权利要求10所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构为隧穿场效应晶体管，所述源区和漏区的掺杂类型不同。

12.如权利要求10所述的半导体结构，其特征在于，所述栅极层与所述栅介质层一一对应。

13.如权利要求10所述的半导体结构，其特征在于，所述栅介质层的材料为氧化硅或高k栅介质材料。

14.如权利要求10所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：

位于所述衬底上的层间介质层，所述层间介质层覆盖所述栅极层顶部；

贯穿所述层间介质层的接触孔插塞，所述接触孔插塞与所述栅极层、源区和漏区实现电连接。