CN116053196A - 一种半导体器件的制备方法及半导体器件 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种半导体器件的制备方法,所述方法包括:提供衬底,衬底包括存储阵列区,存储阵列区上形成有多条位线,多条位线之间填充有第一绝缘材料,第一绝缘材料内具有多条与位线交叉的沟槽;其中,存储阵列区包括内部区域以及位于内部区域外的边界区域;在沟槽内填充第二绝缘材料形成间隔线,第二绝缘材料还沉积在位线、间隔线及第一绝缘材料的上方构成盖帽材料层;执行刻蚀工艺,形成节点接触孔,包括:刻蚀盖帽材料层形成盖帽层,盖帽层覆盖位于边界区域的位线、间隔线及第一绝缘材料;以盖帽层为掩膜,刻蚀移除内部区域的第一绝缘材料,形成节点接触孔。
Description
技术领域
本申请涉及半导体制造领域,尤其涉及一种半导体器件的制备方法及半导体器件。
背景技术
由于受刻蚀工艺中图案负载效应的影响,存储阵列区的边界区域的图案密度与内部区域的图案密度存在一定的差异,使得后续形成在边界区域的节点接触孔与形成在内部区域的节点接触孔的一致性较差。因此,现有技术在形成节点接触孔时,将原本要形成在边界区域的节点接触孔做成虚拟接触孔,不作为电路的组成部分,从而可以避免因节点接触孔一致性较差所带来的问题。
然而,采用上述现有技术的方法制造节点接触孔,其工艺流程过于复杂,芯片的产出效率不高。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种半导体器件的制备方法及半导体器件。
为达到上述目的,本申请的技术方案是这样实现的:
本申请实施例提供了一种半导体器件的制备方法,所述方法包括:提供衬底,所述衬底包括存储阵列区,所述存储阵列区上形成有多条位线,多条所述位线之间填充有第一绝缘材料,所述第一绝缘材料内具有多条与所述位线交叉的沟槽;其中,所述存储阵列区包括内部区域以及位于所述内部区域外的边界区域;
在所述沟槽内填充第二绝缘材料形成间隔线,所述第二绝缘材料还沉积在所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料的上方构成盖帽材料层;
执行刻蚀工艺,形成节点接触孔,包括:刻蚀所述盖帽材料层形成盖帽层,所述盖帽层覆盖位于所述边界区域的所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料;以所述盖帽层为掩膜,刻蚀移除所述内部区域的所述第一绝缘材料,形成所述节点接触孔。
上述方案中,所述执行刻蚀工艺,包括:采用等离子体刻蚀装置执行所述刻蚀工艺。
上述方案中,在所述执行刻蚀工艺之前,所述方法还包括:在所述边界区域的所述盖帽材料层上形成抗蚀剂层。
上述方案中,刻蚀所述盖帽材料层形成盖帽层,包括:以所述抗蚀剂层为掩膜,刻蚀减薄所述内部区域的所述盖帽材料层,使所述内部区域和所述边界区域上的盖帽材料层形成预设高度差;刻蚀移除所述抗蚀剂层;继续刻蚀所述盖帽材料层,移除位于所述内部区域的所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料上方的盖帽材料层,形成覆盖所述边界区域的所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料的盖帽层。
上述方案中,采用包含氟化碳的刻蚀气体刻蚀所述盖帽材料层;采用包含氧气的刻蚀气体刻蚀移除所述抗蚀剂层;采用包含氟化氢和三氟化氮的刻蚀气体刻蚀移除所述内部区域的所述第一绝缘材料。
上述方案中,所述预设高度差的范围在6-10nm之间。
上述方案中,所述盖帽材料层的厚度范围在12-20nm之间。
上述方案中,所述方法还包括:在所述节点接触孔内填充导电材料,形成节点接触插塞。
本申请实施例还提供了一种半导体器件,所述器件包括:衬底,所述衬底包括存储阵列区,所述存储阵列区包括内部区域以及位于所述内部区域外的边界区域;
多条位线,位于所述存储阵列区;
多条间隔线,位于所述存储阵列区且与所述多条位线相互交叉形成多个孔结构;其中,位于所述内部区域的孔结构为节点接触孔;
第一绝缘材料,填充于所述边界区域的所述孔结构内;
盖帽层,覆盖所述边界区域的所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料。
上述方案中,所述第一绝缘材料包括氧化硅;所述盖帽层的材料包括氮化硅。
上述方案中,所述盖帽层的厚度在6-10nm之间。
上述方案中,所述半导体器件还包括:外围区,所述外围区与所述存储阵列区的所述边界区域邻接;
所述盖帽层还覆盖所述外围区。
上述方案中,所述半导体器件还包括:埋设于所述衬底内的多条字线,所述字线位于所述间隔线的下方。
上述方案中,所述间隔线的材料与所述盖帽层的材料相同。
上述方案中,所述半导体器件还包括:导电材料,所述导电材料设置于所述节点接触孔内以构成节点接触插塞。
本申请实施例所提供的半导体器件的制备方法及半导体器件,其中,所述方法包括:提供衬底,所述衬底包括存储阵列区,所述存储阵列区上形成有多条位线,多条所述位线之间填充有第一绝缘材料,所述第一绝缘材料内具有多条与所述位线交叉的沟槽;其中,所述存储阵列区包括内部区域以及位于所述内部区域外的边界区域;在所述沟槽内填充第二绝缘材料形成间隔线,所述第二绝缘材料还沉积在所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料的上方构成盖帽材料层;执行刻蚀工艺,形成节点接触孔,包括:刻蚀所述盖帽材料层形成盖帽层,所述盖帽层覆盖位于所述边界区域的所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料;以所述盖帽层为掩膜,刻蚀移除所述内部区域的所述第一绝缘材料,形成所述节点接触孔。本申请实施例对节点接触孔的工艺流程进行优化,使得最后刻蚀形成节点接触孔的步骤可以在同一制程、同一机台内完成,可以节省机台采购成本,提高芯片的产出效率。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为示例性半导体器件的俯视示意图;
图2a-图2d为示例性半导体器件在制备过程中沿图1的B1-B2方向的细节剖视图;
图3为本申请实施例提供的半导体器件的制备方法的流程框图;
图4为本申请实施例提供的半导体器件的俯视示意图;
图5a、图6a、图7a、图8a、图9a、图10a为本申请实施例提供的半导体器件在制备过程中沿图4的A1-A2方向细节剖视图,图5b、图6b、图7b、图8b、图9b、图10b为本申请实施例提供的半导体器件在制备过程中沿图4的B1-B2方向的细节剖视图;
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本申请,而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请,并且能够将本申请公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本申请发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述;即,这里不描述实际实施例的全部特征,不详细描述公知的功能和结构。
在附图中,为了清楚,层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白,当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本申请教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时,并不表明本申请必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
在形成半导体器件,如存储器的工艺过程中,由于受到刻蚀工艺中图案负载效应(Pattern Loading Effects)的影响,存储阵列区的内部区域的图案密度与边界区域的图案密度存在一定的差异,使得最终形成在内部区域和边界区域的节点接触孔的一致性较差,影响器件的电性品质。
为了提高节点接触孔的一致性,请参阅图1-图2d提供的示例性半导体器件的制备方法,该方法在形成节点接触孔时,将原本要形成在边界区域的节点接触孔做成虚拟接触孔,不作为电路的组成部分,从而可以提高节点接触孔的一致性。图1为示例性半导体器件的俯视示意图,图2a-图2d为示例性半导体器件在制备过程中沿图1的B1-B2方向的细节剖视图。
首先,如图1和图2a所示,提供衬底10,所述衬底10包括存储阵列区和外围区,所述存储阵列区包括内部区域和边界区域;所述存储阵列区内形成有多条位线13;所述多条位线13之间填充有第一绝缘材料18;所述存储阵列区和所述外围区上方还形成有盖帽材料层16。
接着,如图2b所示,对所述盖帽材料层16执行刻蚀工艺形成仅覆盖所述外围区上方的盖帽层16a。
接下来,在所述存储阵列区和所述外围区上方形成抗蚀剂材料层(图中未示出),并对所述抗蚀剂材料层(图中未示出)进行修整(trim),形成位于所述存储阵列区的所述边界区域和所述外围区上方的抗蚀剂层19,如图2c所示。
然后,以所述抗蚀剂层19为掩膜,对所述存储阵列区的所述内部区域执行刻蚀工艺,去除所述内部区域中的所述第一绝缘材料层18,以在所述内部区域中形成节点接触孔14,如图2c所示。
最后,如图2d所示,去除所述抗蚀剂层19。
可以看出,所述存储阵列区的所述边界区域内第一绝缘材料18未被移除,构成虚拟接触孔14a。
然而,上述示例性半导体器件的制备方法在形成节点接触孔时,刻蚀盖帽材料层需要在等离子体刻蚀装置中进行,形成抗蚀剂层需要在涂胶装置、光刻装置、显影装置中进行,移除第一绝缘材料层需要在等离子体刻蚀装置中进行,移除抗蚀剂层需要在湿法清洗装置中进行,即上述示例性半导体器件的制备方法需要在多个装置中进行及转移,增加了工艺制程的复杂性,降低了生产效率。
基于此,提出了本申请实施例的以下技术方案。
本申请实施例提供了一种半导体器件的制备方法,具体请参见图3。如图所示,所述方法包括了如下步骤:
步骤310:提供衬底,所述衬底包括存储阵列区,所述存储阵列区上形成有多条位线,多条所述位线之间填充有第一绝缘材料,所述第一绝缘材料内具有多条与所述位线交叉的沟槽;其中,所述存储阵列区包括内部区域以及位于所述内部区域外的边界区域;
步骤320:在所述沟槽内填充第二绝缘材料形成间隔线,所述第二绝缘材料还沉积在所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料的上方构成盖帽材料层;
步骤330:执行刻蚀工艺,形成节点接触孔,包括:刻蚀所述盖帽材料层形成盖帽层,所述盖帽层覆盖位于所述边界区域的所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料;以所述盖帽层为掩膜,刻蚀移除所述内部区域的所述第一绝缘材料,形成所述节点接触孔。
本申请实施例对节点接触孔的工艺流程进行优化,使得最后刻蚀形成节点接触孔的步骤可以在同一制程、同一机台内完成,可以节省机台采购成本,提高芯片的产出效率。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在详述本申请实施例时,为便于说明,示意图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本申请的保护范围。
图4为本申请实施例提供的半导体器件的俯视示意图;图5a、图6a、图7a、图8a、图9a、图10a为本申请实施例提供的半导体器件在制备过程中沿图4的A1-A2方向细节剖视图,图5b、图6b、图7b、图8b、图9b、图10b为本申请实施例提供的半导体器件在制备过程中沿图4的B1-B2方向的细节剖视图。
首先,如图4、图5a及图5b所示,执行步骤310,提供衬底20,所述衬底20包括存储阵列区,所述存储阵列区还包括内部区域以及位于所述内部区域外的边界区域。在所述存储阵列区上形成有多条位线23,所述多条位线23之间填充有第一绝缘材料28。其中,所述第一绝缘材料28包括但不限于硅氧化物等材料。
所述衬底20还可以包括临近所述存储阵列区的外围区。
这里,所述衬底可以为半导体衬底;具体包括至少一个单质半导体材料(例如为硅(Si)衬底、锗(Ge)衬底等)、至少一个III-V化合物半导体材料(例如为氮化镓(GaN)衬底、砷化镓(GaAs)衬底、磷化铟(InP)衬底等)、至少一个II-VI化合物半导体材料、至少一个有机半导体材料或者在本领域已知的其他半导体材料。在一具体实施例中,所述衬底为硅衬底。
所述衬底20中设置有多个有源区201,多个有源区201之间填充有绝缘间隔物21,其中,所述绝缘间隔物21包括但不限于硅氧化物等材料。
在一实施例中,所述位线23可以包括从下往上依次层叠的多晶硅层231、防扩散阻挡层232及金属层233。其中,形成所述防扩散阻挡层232的材料包括但不限于氮化钛;形成所述金属层233的材料包括但不限于金属钨、金属硅化物及氮化钨等。
应当理解,在形成所述位线23之前,还可以在所述衬底20上方先形成介质层22,所述介质层22用于电隔离所述衬底20及形成于所述衬底20上的其他结构。
在实际工艺中,所述位线23还可以包括位于所述金属层233顶部的位线盖层234及覆盖所述多晶硅层231、防扩散阻挡层232、金属层233及所述位线盖层234表面的侧墙235,所述位线盖层234及所述侧墙235可用于保持多晶硅层231、防扩散阻挡层232及金属层233与其他结构之间的电绝缘。这里,形成所述位线盖层234和所述侧墙235的材料可以相同。具体的,形成所述位线盖层234和所述侧墙235的包括但不限于氮化硅、碳化硅等。
在一些实施例中,所述存储阵列区还可以包括字线27,所述字线27埋设在衬底20中。所述字线27的结构包括从下往上依次层叠的栅极介质层271、导电层272及字线盖层273。其中,形成所述导电层272的材料包括但不限于多晶硅层及金属层,形成所述金属层的材料包括但不限于金属钨、金属硅化物及氮化钨等;形成所述字线盖层273的材料可以与形成所述位线盖层234的材料相同,在此不做赘述。
继续参见图5a,所述第一绝缘材料28内具有多条沟槽211。在实际工艺中,所述沟槽211与所述位线23交叉且位于所述字线27上方。
接着,执行步骤320,如图6a至图6b所示,在所述沟槽211内填充第二绝缘材料形成间隔线274,所述第二绝缘材料还沉积在所述位线23、所述间隔线274及所述第一绝缘材料28的上方构成盖帽材料层26。可选的,所述盖帽材料层26的厚度范围在12nm-20nm之间,例如15nm-18nm之间。
可以理解,所述盖帽材料层26还可以沉积在所述外围区的上方。
所述第二绝缘材料包括但不限于氧化硅、氮化硅、碳化硅等。在一具体实施例中,所述第二绝缘材料为氮化硅。
所述第二绝缘材料的沉积工艺包括但不限于化学气相沉积(CVD)工艺、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、原子层沉积(ALD)工艺或其组合。
至此,所述位线23和所述间隔线274在存储阵列区中交叉限定出了第一绝缘材料28所在的区域。
继续执行步骤330,如图8a至图10b所示,执行刻蚀工艺,形成节点接触孔24,包括:刻蚀所述盖帽材料层26形成盖帽层26a,所述盖帽层26a位于所述边界区域的所述位线23、所述间隔线274及所述第一绝缘材料28的上方,如图8a至图9b所示;以所述盖帽层26a为掩膜,对所述第一绝缘材料28执行刻蚀工艺,以移除所述内部区域的所述第一绝缘材料28,形成所述节点接触孔24,如图10a和图10b所示。
其中,所述存储阵列区的所述边界区域内第一绝缘材料28未被移除,构成虚拟接触孔24a。
在该步骤中,所述节点接触孔仅形成在存储阵列区的内部区域,因该区域受图案负载效应(Pattern Loading Effects)的影响较小,因此形成的节点接触孔的一致性较好,有利于后续形成具有良好电性品质的半导体器件。同时,该步骤可以在同一制程、同一机台内执行,可以节省机台采购成本,提高芯片的产出效率。在本实施例中,所述同一机台例如可以是等离子体刻蚀装置。换句话说,本申请实施例中,在等离子体刻蚀装置中完成所述盖帽材料层及所述第一绝缘材料的刻蚀工艺。可以理解地,当刻蚀的材料不同时,只需要改变通入所述等离子体刻蚀装置内的刻蚀气体的种类、优化刻蚀参数即可。例如,当所述盖帽材料层的材料为氮化硅,所述第一绝缘材料为氧化硅时,采用包含氟化碳(CF4)和氩气(Ar)的混合气体来刻蚀所述盖帽材料层,采用包含氟化氢(HF)和三氟化氮(NF3)的混合气体来移除所述第一绝缘材料。
在一实施例中,在所述执行刻蚀工艺之前,如图7a至图7b所示,所述方法还包括:在所述边界区域的所述盖帽材料层26上方形成抗蚀剂层29。具体的,所述抗蚀剂层29可以为光刻胶层。在一些实施例中,所述抗蚀剂层29还形成在所述外围区上方。
下面结合图8a至图9b,详细描述所述盖帽层26a的形成过程。
首先,如图8a至图8b所示,以所述抗蚀剂层29为掩膜,通过刻蚀工艺减薄位于所述内部区域的盖帽材料层26,使所述内部区域和所述边界区域上的盖帽材料层26形成预设高度差h。具体的,采用等离子体刻蚀工艺减薄所述盖帽材料层26。在一具体的实施例中,采用包含氟化碳(CF4)及氩气(Ar)的等离子刻蚀气体来减薄所述盖帽材料层。可选的,所述氟化碳(CF4)的流速为200sccm,所述氩气的流速为400sccm。
接着,如图9a至图9b所示,刻蚀移除所述抗蚀剂层29。具体的,采用等离子体刻蚀工艺移除所述抗蚀剂层29。在一个具体的实施例中,在200℃温度下,采用包含氧气(O2)的等离子体刻蚀气体来移除所述抗蚀剂层29。
然后,继续刻蚀所述盖帽材料层26,移除位于所述内部区域的所述位线23、所述间隔线274及所述第一绝缘材料28上方的盖帽材料层26,形成覆盖所述边界区域的所述位线23、所述间隔线274及所述第一绝缘材料28的盖帽层26a。具体的,采用等离子体刻蚀工艺刻蚀所述盖帽材料层26。在一具体的实施例中,采用包含氟化碳(CF4)及氩气(Ar)的等离子刻蚀气体来形成刻蚀形成所述盖帽材料层26a。可选的,所述氟化碳(CF4)的流速为200sccm,所述氩气的流速为400sccm。
可以理解地,在形成盖帽层26a后,以所述盖帽层26a为掩膜,移除所述内部区域的所述第一绝缘材料28。具体的,采用等离子体刻蚀工艺移除所述第一绝缘材料28。在一个具体的实施例中,在80℃温度下,采用包含氟化氢(HF)和三氟化氮(NF3)的等离子刻蚀气体来移除所述第一绝缘材料28。
在一些实施例中,所述预设高度差的范围在6nm-10nm之间,所述预设高度差可用于保证后续刻蚀所述盖帽材料层时,位于所述边界区域内的第一绝缘材料28不被暴露出来。
根据一些实施例,所述方法还包括:在所述节点接触孔24内填充导电材料,形成节点接触插塞。所述形成节点接触插塞的导电材料包括但不限于多晶硅层及金属层,用于形成所述金属层的材料包括但不限于金属钨、金属硅化物(如TiSi2、CoSi2、NISi2等)及氮化钨等。
本申请实施例在刻蚀形成节点接触孔的步骤中,刻蚀移除抗蚀剂层、刻蚀形成盖帽层和刻蚀形成节点接触孔的工艺过程可以在同一机台、同一制程内完成。因此,本申请实施例优化了形成节点接触孔的工艺流程,提高了机台的利用率从而节省机台采购成本,并且可以提高芯片的产出效率。
本申请实施例还提供了一种半导体器件,如图10a至图10b所示,所述半导体器件包括:
衬底20,所述衬底20包括存储阵列区,所述存储阵列区包括内部区域以及位于所述内部区域外的边界区域;多条位线23,位于所述存储阵列区;多条间隔线274,位于所述存储阵列区且与所述多条位线23相互交叉形成多个孔结构;其中,位于所述内部区域的孔结构为节点接触孔24;第一绝缘材料28,填充于所述边界区域的所述孔结构内;盖帽层26a,覆盖所述边界区域的所述位线23、所述间隔线274及所述第一绝缘材料28。
所述第一绝缘材料28填充在所述边界区域的所述孔结构内构成虚拟接触孔24a。所述第一绝缘材料28包括但不限于硅氧化物等材料,可选的,所述第一绝缘材料28为氧化硅。
根据一些实施例,所述盖帽层26a的厚度在6nm-10nm之间。形成所述盖帽层26a的材料包括但不限于氧化硅、氮化硅、碳化硅等,具体的,所述材料为氮化硅。
所述盖帽层26a的存在可以保护其下方的结构免受后续工艺的损伤和污染。此外,所述内部区域后续会形成节点接触插塞和位于节点接触插塞上方的着落垫,所述盖帽层26a的存在可以降低所述内部区域和所述边界区域的的高度差,有利于后续制程稳定执行。
应当理解,形成所述间隔线274所用的材料可以与形成所述盖帽层26a所用的材料相同,比如,氧化硅、氮化硅、碳化硅等,可选的,所述材料为氮化硅。
在实际工艺中,所述盖帽层26a及所述间隔线274的形成可以使用一种或多种薄膜沉积工艺形成;所述多种薄膜沉积工艺包括但不限于化学气相沉积(CVD)工艺、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、原子层沉积(ALD)工艺或其组合。
另外,所述半导体器件还包括外围区,所述外围区与所述存储阵列区的所述边界区域相邻接。在实际工艺中,所述盖帽层26a还覆盖在所述外围区上方。
所述衬底20中还包括多个有源区201以及填充在所述有源区201之间的绝缘间隔物21,其中,所述绝缘间隔物21包括但不限于硅氧化物等材料。
参考图10b所示,所述位线23可以包括从下往上依次层叠的多晶硅层231、防扩散阻挡层232及金属层233,其中,形成所述防扩散阻挡层232的材料包括但不限于氮化钛等;形成所述金属层233的材料包括但不限于金属钨、金属硅化物及氮化钨等。
在一些实施例中,所述位线23还可以包括位于所述金属层233顶部的位线盖层234及覆盖所述多晶硅层231、防扩散阻挡层232、金属层233及位线盖层234表面的侧墙235,所述位线盖层234及所述侧墙235可用于保持多晶硅层231、防扩散阻挡层232及金属层233与其他结构之间的电绝缘。其中,所述侧墙235的材料包括但不限于氮化硅、碳化硅等。
应当理解,所述位线23和所述衬底20之间还形成有介质层22,所述介质层22用于电隔离所述位线23与所述衬底20。
在一些实施例中,如图10a所示,所述半导体器件还可以包括字线27,所述字线27埋设在所述衬底20中,且所述字线27位于所述间隔线274的下方。所述字线27包括从下往上依次层叠的栅极介质层271、导电层272及字线盖层273,其中,形成所述导电层272的材料包括但不限于多晶硅层及金属层等,形成所述金属层的材料包括但不限于金属钨、金属硅化物及氮化钨等。
根据一些实施例,可将导电材料设置于所述节点接触孔24内以构成节点接触插塞,所述节点接触插塞用于实现信息存储结构与有源区201之间的电连接。所述形成节点接触插塞的导电材料包括但不限于多晶硅层及金属层,用于形成所述金属层的材料包括但不限于金属钨、金属硅化物(如,TiSi2、CoSi2及NISi2等)及氮化钨等。
需要说明的是,本申请实施例提供的半导体器件的制备方法可应用于DRAM结构或其他半导体器件中,在此不做过多限定。本申请提供的半导体器件制备方法的实施例与半导体器件的实施例属于同一构思;各实施例所记载的技术方案中各技术特征之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
以上所述,仅为本申请的较佳实施例而已,并非用于限定本申请的保护范围,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种半导体器件的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
提供衬底,所述衬底包括存储阵列区,所述存储阵列区上形成有多条位线,多条所述位线之间填充有第一绝缘材料,所述第一绝缘材料内具有多条与所述位线交叉的沟槽;其中,所述存储阵列区包括内部区域以及位于所述内部区域外的边界区域;
在所述沟槽内填充第二绝缘材料形成间隔线,所述第二绝缘材料还沉积在所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料的上方构成盖帽材料层;
执行刻蚀工艺,形成节点接触孔,包括:刻蚀所述盖帽材料层形成盖帽层,所述盖帽层覆盖位于所述边界区域的所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料;以所述盖帽层为掩膜,刻蚀移除所述内部区域的所述第一绝缘材料,形成所述节点接触孔。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述执行刻蚀工艺,包括:采用等离子体刻蚀装置执行所述刻蚀工艺。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述执行刻蚀工艺之前,所述方法还包括:在所述边界区域的所述盖帽材料层上形成抗蚀剂层。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,刻蚀所述盖帽材料层形成盖帽层,包括:以所述抗蚀剂层为掩膜,刻蚀减薄所述内部区域的所述盖帽材料层,使所述内部区域和所述边界区域上的盖帽材料层形成预设高度差;刻蚀移除所述抗蚀剂层;继续刻蚀所述盖帽材料层,移除位于所述内部区域的所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料上方的盖帽材料层,形成覆盖所述边界区域的所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料的盖帽层。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,采用包含氟化碳的刻蚀气体刻蚀所述盖帽材料层;采用包含氧气的刻蚀气体刻蚀移除所述抗蚀剂层;采用包含氟化氢和三氟化氮的刻蚀气体刻蚀移除所述内部区域的所述第一绝缘材料。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述预设高度差的范围在6-10nm之间。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述盖帽材料层的厚度范围在12-20nm之间。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在所述节点接触孔内填充导电材料,形成节点接触插塞。
9.一种半导体器件,其特征在于,包括:
衬底,所述衬底包括存储阵列区,所述存储阵列区包括内部区域以及位于所述内部区域外的边界区域;
多条位线,位于所述存储阵列区;
多条间隔线,位于所述存储阵列区且与所述多条位线相互交叉形成多个孔结构;其中,位于所述内部区域的孔结构为节点接触孔;
第一绝缘材料,填充于所述边界区域的所述孔结构内;
盖帽层,覆盖所述边界区域的所述位线、所述间隔线及所述第一绝缘材料。
10.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,所述第一绝缘材料包括氧化硅;所述盖帽层的材料包括氮化硅。
11.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,所述盖帽层的厚度在6-10nm之间。
12.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,所述半导体器件还包括:外围区,所述外围区与所述存储阵列区的所述边界区域邻接;
所述盖帽层还覆盖所述外围区。
13.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,所述半导体器件还包括:埋设于所述衬底内的多条字线,所述字线位于所述间隔线的下方。
14.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,所述间隔线的材料与所述盖帽层的材料相同。
15.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,所述半导体器件还包括:导电材料,所述导电材料设置于所述节点接触孔内以构成节点接触插塞。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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