[发明专利]一种半导体结构及其制备方法

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底具有器件隔离结构，以在所述半导体衬底上形成器件有源区；

形成在所述器件有源区内的沟槽结构，所述沟槽结构包括：

第一沟槽，所述第一沟槽位于所述半导体衬底内并从所述半导体衬底的上表面向下表面延伸，所述第一沟槽具有第一开口宽度；

第二沟槽，所述第二沟槽位于所述半导体衬底内并从所述第一沟槽的底部向所述半导体衬底的下表面延伸，所述第二沟槽具有第二开口宽度，所述第二开口宽度小于所述第一开口宽度；以及

栅极结构，所述栅极结构位于所述沟槽结构内。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一沟槽的深度不大于500nm，所述第一开口宽度介于0.1-100nm，所述第二沟槽的深度不大于100nm，所述第二开口宽度介于0.1-50nm。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述栅极结构包括栅介质层、栅电极层以及栅极隔离层，所述栅介质层覆盖在所述沟槽结构的侧壁和底表面上，所述栅电极层填充在具有所述栅介质层的沟槽结构中且顶表面低于所述第一沟槽的顶表面，所述栅极隔离层填满所述栅电极层上方的所述沟槽结构。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体结构，其特征在于，所述器件隔离结构包括沟槽隔离结构。

5.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底内形成器件隔离结构，以在所述半导体衬底上形成器件有源区，所述器件隔离结构包括沟槽隔离结构；

在所述半导体衬底内形成第三沟槽，所述第三沟槽从所述半导体衬底的上表面向下表面延伸，其具有第三开口宽度；

在所述第三沟槽上填充第一光刻胶层，图形化所述第一光刻胶层，以在所述第三沟槽上方形成第一开口，沿所述第一开口和所述第三沟槽向下蚀刻所述半导体衬底，形成沟槽结构；以及

在所述沟槽结构内填充栅极结构；

其中，所述沟槽结构包括：

第一沟槽，所述第一沟槽位于所述半导体衬底内并从半导体衬底的上表面向下表面延伸，其具有第一开口宽度；以及

第二沟槽，所述第二沟槽位于所述半导体衬底内并从所述第一沟槽的底部向所述半导体衬底的下表面延伸，其具有第二开口宽度；并且，所述第一开口宽度＞第二开口宽度＞第三开口宽度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，形成所述第三沟槽的过程如下：

在所述半导体衬底上涂布第一抗反射层；

在所述第一抗反射层上施加第一光刻胶并显影，形成暴露所述第一抗反射层的第四开口；

接着在第一光刻胶以及所述第四开口的底部和侧壁上沉积第一氧化层，并去除第一光刻胶表面以及所述第四开口底部的第一氧化层，保留所述第四开口的侧壁上的第一氧化层，从而形成宽度更小的第三开口；

以剩余的第一光刻胶和所述第四开口侧壁上的所述第一氧化层为掩膜，沿所述第三开口蚀刻所述第一抗反射层，并向下蚀刻所述半导体衬底以形成所述第三沟槽；以及

去除残留的光刻胶、侧壁氧化层、第一抗反射层。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三开口的宽度为大约0～30nm，所述第三沟槽的深度为0～100nm。