TW201715701A - 半導體裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種半導體裝置及其製造方法。此半導體裝置包括半導體基板。此半導體基板上包括第一絕緣材料層及多條位元線位於第一絕緣材料層中，其中多條位元線彼此平行且沿著第一方向延伸。此半導體裝置亦包括第二絕緣材料條狀結構橫跨位元線，形成於第一絕緣材料層中且沿著垂直於第一方向的第二方向延伸。此半導體裝置亦包括兩列接觸窗溝槽，分別形成於第二絕緣材料條狀結構兩側。此兩列接觸窗溝槽係垂直於上述位元線且被上述位元線分隔成為多個接觸窗。上述接觸窗在第一方向上的兩側壁分別鄰接於第一絕緣材料層及第二絕緣材料條狀結構。

Description

半導體裝置及其製造方法

本揭露係有關於一種半導體記憶裝置及其製造方法，且特別係有關於一種接觸窗及其製造方法。

動態隨機存取記憶體(dynamic random access memory,DRAM)主要是由一個電容器和一個電晶體組成。隨著電子產品日漸小型化之趨勢，對於記憶體裝置亦有逐漸小型化的需求。

對習知動態隨機存取記憶體而言，接觸窗的底部與主動區接觸的面積越大，重刷新時間(refresh time)越短，有利於提升裝置反應速度。然而，接觸窗底部與主動區接觸的面積越大，接觸窗頂部的間距就越小，如此一來將導致相鄰接觸窗的短路，將不利於裝置體積的小型化。因此，仍有需要對動態隨機存取記憶體進行改良，以使其具有更小的臨界尺寸及更快的反應速度。

本揭露之一實施例係提供一種半導體裝置，包括：半導體基板，其中此半導體基板上包括第一絕緣材料層及多條位元線位於第一絕緣材料層中，其中位元線彼此平行且沿著第一方向延伸；第二絕緣材料條狀結構橫跨上述位元線，形 成於第一絕緣材料層中且沿著垂直於第一方向的第二方向延伸；兩列接觸窗溝槽，分別形成於第二絕緣材料條狀結構兩側，其中接觸窗溝槽係垂直於上述位元線且被位元線分隔成為多個接觸窗，且其中接觸窗在第一方向上的兩側壁分別鄰接於第一絕緣材料層及第二絕緣材料條狀結構。

本揭露之另一實施例係提供一種半導體裝置之形成方法，包括：提供半導體基板，其中半導體基板上包括第一絕緣材料層及多條位元線位於第一絕緣材料層中，其中位元線彼此平行且沿著第一方向延伸；沉積第二絕緣材料，以形成第二絕緣材料層於第一絕緣材料層上；形成犧牲層於第二絕緣材料層上；形成穿過上述犧牲層、第二絕緣材料層及第一絕緣材料層的溝槽，其中此溝槽沿著垂直於第一方向的第二方向延伸且橫跨上述位元線；沉積第二絕緣材料於溝槽中，以形成第二絕緣材料條狀結構於第一絕緣材料層中；進行蝕刻製程穿過第一絕緣材料層，以在上述第二絕緣材料條狀結構兩側分別形成一列接觸窗溝槽，其中接觸窗溝槽係垂直於上述位元線且被位元線分隔成為多個接觸窗；以及拓寬接觸窗溝槽底部的口徑，以使上述接觸窗在第一方向上的兩側壁分別鄰接於第一絕緣材料層及第二絕緣材料層。

本揭露之又一實施例係提供一種半導體裝置，包括：基板，此基板包括至少兩條位元線，其中位元線彼此平行且沿著第一方向延伸；以及接觸窗，設置於上述兩條位元線之間，其中此接觸窗在該第一方向上的兩側壁係為不同材質的第一絕緣層及第二絕緣層，且其中第二絕緣層具有朝向該基板逐 漸縮窄的下部。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，作詳細說明如下：

10‧‧‧第一方向

20‧‧‧第二方向

100‧‧‧半導體裝置

102‧‧‧基板

104‧‧‧接觸蝕刻停止層

106‧‧‧第一絕緣材料層

106a‧‧‧第一膜層

106b‧‧‧第二膜層

106c‧‧‧第三膜層

108‧‧‧位元線

110‧‧‧絕緣襯層

111‧‧‧蓋層

112‧‧‧第二絕緣材料層

112F‧‧‧第二絕緣材料柵狀膜層

112R‧‧‧第二絕緣材料條狀結構

112P‧‧‧突出部

112a‧‧‧上部分

112b‧‧‧下部分

114‧‧‧犧牲層

116‧‧‧碳化物層

118‧‧‧氮氧化矽層

120‧‧‧圖案化光阻層

122‧‧‧溝槽圖案

124‧‧‧溝槽圖案

126‧‧‧溝槽

128‧‧‧第三絕緣材料層

130‧‧‧罩幕層

135‧‧‧接觸窗溝槽

150‧‧‧接觸窗

150a‧‧‧第一側壁

150b‧‧‧第二側壁

第1圖為本揭露一些實施例之半導體裝置的上視示意圖。

第2A圖至第2O圖為本揭露一些實施例之半導體裝置的製程剖面示意圖。

第3A圖至第3K圖為本揭露一些實施例之半導體裝置的製程剖面示意圖。

第4圖為本揭露一些實施例之半導體裝置的上視示意圖。

為使本發明之上述和其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。然而，任何所屬技術領域中具有通常知識者將會瞭解本發明中各種特徵結構僅用於說明，並未依照比例描繪。事實上，為了使說明更加清晰，可任意增減各種特徵結構的相對尺寸比例。在說明書全文及所有圖式中，相同的參考標號是指相同的特徵結構。

本揭露提供一種半導體裝置及其製造方法，第1圖為本揭露一些實施例之半導體裝置100的上視示意圖。在一些實施例中，半導體裝置100可為記憶體裝置。在本實施例中，半導體裝置100為動態隨機存取記憶體，因此，在下文中半導體裝置100亦被稱為動態隨機存取記憶體100。

請參照第1圖，動態隨機存取記憶體100包括多條彼此平行且沿著第一方向10延伸的位元線108，以及多條彼此平行且沿著第二方向20延伸的接觸窗溝槽135，其中第一方向10垂直於第二方向20。如第1圖所示，接觸窗溝槽135橫跨位元線108且被位元線108分隔成多個接觸窗150。依據本揭露之一些實施例，動態隨機存取記憶體100可具有更小的臨界尺寸及更快的反應速度，此部分將於下文中詳細討論。

第2A圖至第2O圖與第3A圖至第3K圖為本揭露一些實施例之半導體裝置100的製程剖面示意圖。第2A圖至第2O圖係沿著第一方向10(即，第1圖的AA’剖線)所繪製；且第3A圖至第3K圖係沿著第二方向20(即，第1圖的BB’剖線)所繪製。

請參照第2A圖及第3A圖，提供基板102。基板102可由半導體材料所形成，因此亦可稱為半導體基板102。半導體基板102的材料可包括矽、砷化鎵、氮化鎵、矽化鍺、絕緣層上覆矽(silicon on insulator,SOI)、其他合適之材料或上述材料之組合。在一些實施例中，半導體基板102為矽基板。

仍請參照第2A圖及第3A圖，在半導體基板102上可具有接觸蝕刻停止層(contact etch stop layer,CESL)104及位於接觸蝕刻停止層104之上的第一絕緣材料層106。接觸蝕刻停止層104可包括氮化物、氮氧化物、其他合適的材料或上述材料之組合。在一些實施例中，接觸蝕刻停止層104可為氮化矽層，且可藉由化學氣相沉積(CVD)製程或其他合適的製程所形成。

第一絕緣材料層106可為單層結構或多層結構。此外，為了有利於後續形成接觸窗，第一絕緣材料層106可選用 與接觸蝕刻停止層104不同的第一絕緣材料。在一些實施例中，第一絕緣材料可包括硼磷矽玻璃(borophosphosilicate glass,BPSG)、磷矽玻璃(phosphosilicate glass,PSG)、旋塗玻璃(spin-on glass,SOG)、氧化物、低介電常數(low k)介電材料、其他合適的材料或上述材料之組合。在一些實施例中，第一絕緣材料層106為二氧化矽的單層結構，且可藉由合適的沉積製程所形成。在本實施例中，第一絕緣材料層106可包括由下而上依序堆疊的第一膜層106a、第二膜層106b及第三膜層106c，其中第一膜層106a、第二膜層106b及第三膜層106c分別包括由化學氣相沉積製程所形成的二氧化矽、旋塗玻璃及由化學氣相沉積製程所形成的二氧化矽。

請參照第1圖及第3A圖，在第一絕緣材料層106中具有多條位元線結構。在本實施例中，第3A圖的第一絕緣材料層106相同於第2A圖的第一絕緣材料層106，係為三層結構，然而，為了簡化說明，第3A圖中僅標示106。如第3A圖所示，位元線結構可包括位元線108、位於位元線108側壁的絕緣襯層110、位於位元線108側壁的間隔物，以及位元線108上方的蓋層111。在一些實施例中，蓋層111及間隔物可包括與接觸蝕刻停止層104相同的材料，例如，氮化矽。如第1圖所示，基板102上可具有多條位元線108，位元線108彼此平行且沿著第一方向10延伸。

接著，請參照第2B圖及第3B圖，在第一絕緣材料層106之上依序形成第二絕緣材料層112、犧牲層114及蝕刻罩幕層。為了有利於後續形成接觸窗，第二絕緣材料層112可選 用與第一絕緣材料不同的第二絕緣材料。在一些實施例中，第二絕緣材料可包括氮化物、氮氧化物、其他合適的材料或上述材料之組合。在一些實施例中，第二絕緣材料相同於接觸蝕刻停止層104、蓋層111及間隔物的材料，例如，氮化矽。

為了有利於後續形成第二絕緣材料條狀結構112R，犧牲層114可選用與第二絕緣材料具有高蝕刻選擇比的材料。在第二絕緣材料層112為氮化物的實施例中，可選用氧化物作為犧牲層114。

蝕刻罩幕層可為單層結構或多層結構。在一些實施例中，蝕刻罩幕層可為雙層結構，其包括碳化物層116及其上方的氮氧化矽層118。在本實施例中，碳化物層116為類鑽碳膜。在其他實施例中，碳化物層116可為碳化矽或其他碳化物。

接著，形成圖案化光阻層120於蝕刻罩幕層之上。圖案化光阻層120在上視圖中具有多條溝槽圖案122，這些溝槽圖案122彼此平行且沿著垂直於第一方向10的第二方向20延伸。請參照第2B圖，在AA’剖線上可看出圖案化光阻層120具有多個溝槽圖案122，但在第3B圖中，由於BB’剖線是位於溝槽圖案122中，因此，在此位置的蝕刻罩幕層上沒有圖案化光阻層120。

請參照第2C圖，利用圖案化光阻層120為遮罩，進行第一蝕刻製程，以形成多條溝槽圖案124於碳化物層116及氮氧化矽層118中。另外，請參照第3C圖，由於沒有圖案化光阻層120在蝕刻罩幕層上，因此，碳化物層116及氮氧化矽層118在第一蝕刻製程中完全被移除。

請參照第2D圖，利用碳化物層116及氮氧化矽層118為遮罩，繼續進行第一蝕刻製程，以形成多條溝槽126於犧牲層114中。當溝槽126形成於犧牲層114中之後，移除犧牲層114上的碳化物層116及氮氧化矽層118。第一蝕刻製程可包括乾式蝕刻或其他合適的製程。在一些實施例中，第一蝕刻製程為脈衝式反應性離子蝕刻(pulsed reactive ion etching)製程，並且利用氟取代的烴類分子(例如，C₄F₆、C₅F₈、C₄F₈、C₃F₈或其他類似之分子)作為蝕刻氣體。使用脈衝式反應性離子蝕刻製程的優點在於能夠蝕刻出具有較高深寬比的溝槽，因而有利於降低裝置的臨界尺寸。另外，請參照第3D圖，由於碳化物層116及氮氧化矽層118已完全被移除，因此犧牲層114也完全被第一蝕刻製程移除。

請參照第2E圖，利用犧牲層114為遮罩，繼續進行第一蝕刻製程，以使溝槽126穿過第二絕緣材料層112。應注意的是，為了有利於縮小裝置的臨界尺寸，溝槽126在犧牲層114中的兩側側壁必須儘可能垂直於半導體基板102的表面，此部分將於下文中詳細討論。

仍請參照第2E圖，當溝槽126穿過第二絕緣材料層112之後，接著進行第二蝕刻製程穿過第一絕緣材料層106，以加深溝槽126之深度。第二蝕刻製程可包括乾式蝕刻或其他合適的製程。在本實施例中，第二蝕刻製程與第一蝕刻製程相同，皆為脈衝式反應性離子蝕刻製程，並且可利用相同的氟取代的烴類分子作為蝕刻氣體。

另外，請參照第3E圖，在第一蝕刻製程完成之後， 第二絕緣材料層112已完全被移除，且在第二蝕刻製程完成之後，第一絕緣材料層106也完全被移除而暴露出位元線結構。應注意的是，在第3E圖中，為了避免殘留的第二絕緣材料層112導致第一絕緣材料層106殘留於位元線結構上，第一蝕刻製程須完全移除第二絕緣材料層112。再者，為了避免因移除位元線108側壁的間隔物及位元線108上方的蓋層111而使位元線結構受到損傷，第二蝕刻製程須對第一絕緣材料與蓋層111所使用的材料具有高蝕刻選擇比，也就是對第一絕緣材料的蝕刻速率大於對蓋層111的蝕刻速率。

如上文所述，當進行第一蝕刻製程時，提高蝕刻製程的偏壓以增加功率，同時提高氧氣流量以降低蝕刻氣體(即，上述氟取代的烴類分子)的濃度，藉此使蝕刻氣體的轟擊力道(bombardment)增強，並降低蝕刻製程對於氧化物與氮化物的選擇比。如此一來，能夠使犧牲層114中的溝槽126具有實質上垂直於基板102的側壁，並且能夠完全移除第3E圖中的第二絕緣材料層112。此處所述的「實質上垂直」係指溝槽126的側壁與基板102的上表面兩平面的夾角在85-95度的範圍之間。在一些實施例中，第一蝕刻製程對第一絕緣材料的蝕刻速率為R1，對第二絕緣材料的蝕刻速率為R2，且第一蝕刻製程具有蝕刻選擇比R1/R2為0.5-5。在本實施例中，第一蝕刻製程的蝕刻選擇比R1/R2為3~10。

在溝槽126的深度超過第二絕緣材料層112，且第3E圖中的第二絕緣材料層112完全被移除之後，即可進行第二蝕刻製程。此時，可降低蝕刻製程的偏壓以降低功率，並降低 氧氣流量以提升蝕刻氣體(即，上述氟取代的烴類分子)的濃度，藉此使蝕刻氣體的轟擊力道減弱，並提高蝕刻製程對於氧化物與氮化物的選擇比。如此一來，能夠使溝槽126的側壁具有朝向半導體基板102逐漸縮窄的下部分，並且能夠在不損傷位元線結構的前提下完全移除第3E圖中的第一絕緣材料層106。在一些實施例中，第二蝕刻製程對第一絕緣材料的蝕刻速率為R1，對第二絕緣材料的蝕刻速率為R2，且第二蝕刻製程具有蝕刻選擇比R1/R2為5-15。在本實施例中，第二蝕刻製程的蝕刻選擇比R1/R2為5~15。

相較於使用相同參數條件的單一步驟蝕刻製程，本實施之第一蝕刻製程與第二蝕刻製程的優點在於可使溝槽126的側壁具有垂直的上部分及逐漸縮窄的下部分，如第2E圖所示。上述溝槽126之剖面輪廓在後續製程中可有利於後續接觸窗的形成，並且能夠提升裝置的反應速度。再者，相較於選用不同蝕刻方法及/或不同蝕刻氣體的蝕刻製程，本實施例之第一與第二蝕刻製程使用相同的蝕刻方法與蝕刻氣體，僅需藉由簡單調整蝕刻製程參數，即可得到所需的溝槽126之剖面輪廓並完全移除第3E圖中的第一絕緣材料層106及第二絕緣材料層112，因此可降低生產成本並簡化製程複雜度。

請參照第2F圖，沉積第二絕緣材料於犧牲層114之上並填入溝槽126中，填入溝槽126中的第二絕緣材料與第二絕緣材料層112相連，因而形成第二絕緣材料柵狀膜層112F。另外，請參照第3F圖，在BB’剖線上第二絕緣材料沉積於位元線結構之上並覆蓋位元線結構。

請參照第2G圖，利用化學機械研磨製程或回蝕刻移除位於犧牲層114上的第二絕緣材料，以暴露出犧牲層114的表面。

請參照第2H圖，利用乾式或濕式蝕刻製程移除犧牲層114，以暴露出第二絕緣材料層112的上表面及第二絕緣材料柵狀膜層112F的多個突出部112P。另外，請參照第3G圖，當進行第2G圖及第2H圖的製程時，在BB’剖線上只有第二絕緣材料層112的厚度減少，其他元件並未受到影響。

請參照第2I圖，順應性地(conformably)沉積第三絕緣材料，以形成第三絕緣材料層128於第二絕緣材料柵狀膜層112F上。在後續的蝕刻製程中，第三絕緣材料與第二絕緣材料應具有高選擇比，以利於形成接觸窗溝槽。在本實施例中，第三絕緣材料可包括氧化物。

請參照第2J圖，沉積罩幕層130於第三絕緣材料層128上。接著，以化學機械研磨製程或回蝕刻移除部分的罩幕層130，直到暴露第三絕緣材料層128，如第2K圖所示。

請參照第2L圖，利用罩幕層130為遮罩，回蝕刻第三絕緣材料層128的暴露部分，以形成暴露出突出部112P及部分的第二絕緣材料層112的溝槽135。為了有利於溝槽135自對準地形成突出部112P的兩側，罩幕層130可選用蝕刻特性與第二絕緣材料相近的材料。在一些實施例中，罩幕層130可包括氮化物或多晶矽。在一些實施例中，形成溝槽135的回蝕刻製程可以是脈衝式反應性離子蝕刻製程，並且可利用相同的氟取代的烴類分子作為蝕刻氣體。

應注意的是，在第2E圖的製程步驟時，若溝槽126在犧牲層114中的兩側側壁並非垂直，而是朝向半導體基板102逐漸縮窄，則第2H圖到第2L圖的突出部112P的剖面將呈現倒梯形，而非矩形。如此一來，在沉積第三絕緣材料層128時，將使突出部112P兩側的第三絕緣材料層128厚度及緻密度不均勻，因而導致用以形成接觸窗之溝槽135的間距變大且口徑不均。因此，不利於降低記憶體裝置的臨界尺寸，也不利於提升產品良率。

另外，請參照第3H圖到3K圖，當進行第2I圖到第2L圖的製程時，在BB’剖線上只有第三絕緣材料層128及罩幕層130形成於第二絕緣材料層112上且接著被移除，其他元件並未受到影響。

請參照第2M圖，進行第三蝕刻製程移除突出部112P兩側的第二絕緣材料層112，以使溝槽135穿過第二絕緣材料層112的暴露部分，並形成第二絕緣材料條狀結構112R。在溝槽135的深度超過第二絕緣材料層112之後，即可進行第四蝕刻製程，以使溝槽135穿過第一絕緣材料層106，而形成接觸窗溝槽135。

在一些實施例中，形成接觸窗溝槽135的回蝕刻製程、第三蝕刻製程及第四蝕刻製程三者皆可以是脈衝式反應性離子蝕刻製程，並且可利用相同的氟取代的烴類分子作為蝕刻氣體。應注意的是，在這些實施例中，回蝕刻製程、第三蝕刻製程及第四蝕刻製程可相似於上述第一及第二蝕刻製程，僅簡單調整蝕刻製程參數(例如，蝕刻功率及/或蝕刻氣體濃度)，即 可有效控制接觸窗溝槽135的剖面輪廓。在這些實施例中，當進行回蝕刻製程及第三蝕刻製程時，可採用與第一蝕刻製程相似的製程條件，以利於形成垂直的側壁並移除第二絕緣材料層112的暴露部分；當進行第四蝕刻製程時，則可採用與第二蝕刻製程相似的製程條件，以保護第二絕緣材料條狀結構112R不會受到損傷。

請參照第2N圖，形成接觸窗溝槽135之後，蝕刻移除罩幕層130。如第1圖所示，沿著第二方向20延伸的接觸窗溝槽135橫跨位元線108且被位元線108分隔成多個接觸窗150。因此，為簡化圖式，在第2O圖中並未標示接觸窗溝槽135，而是標示接觸窗150。

請參照第2O圖，進行濕式蝕刻製程以拓寬接觸窗150底部的口徑，並且移除剩餘的第三絕緣材料層128。在一些實施例中，濕式蝕刻製程對第一絕緣材料及第三絕緣材料的蝕刻速率為R1’，對第二絕緣材料的蝕刻速率為R2’，且濕式蝕刻製程具有蝕刻選擇比R1’/R2’大於10。因此，可拓寬接觸窗150底部的口徑，同時保護第二絕緣材料條狀結構112R不會受到損傷。經過拓寬的接觸窗150可具有高深寬比。在一些實施例中，接觸窗150的深寬比為2-40。在一些實施例中，接觸窗150的深寬比為10-30。在一些實施例中，接觸窗150的深寬比為4-20。

仍請參照第2O圖，在拓寬接觸窗150底部的口徑之後，移除位於接觸窗150底部的接觸蝕刻停止層104，以暴露出半導體基板102的表面。在後續的製程中，半導體基板102可與填入接觸窗150的導電材料電性連接。應注意的是，填入接觸 窗150的導電材料將形成接觸插塞，且此接觸插塞將電性連接至半導體基板102之主動區域(active area)中的各種結構。在一些實施例中，主動區域可包括源極結構、汲極結構、N型或P型摻雜區域、埋入式字元線結構或其他類似的結構。

本揭露所提供之半導體裝置100如第1、4圖之上視及示意圖第2O圖之剖面示意圖所示。

請同時參照第1圖及第2O圖，動態隨機存取記憶體100包括基板102、接觸蝕刻停止層104、第一絕緣材料層106、第二絕緣材料層112、多條位元線108、多條第二絕緣材料條狀結構112R以及多個接觸窗150。基板102、接觸蝕刻停止層104、第一絕緣材料層106及第二絕緣材料層112依序由下往上堆疊。位元線108彼此平行且沿著第一方向10延伸。第二絕緣材料條狀結構112R橫跨位元線108，且沿著垂直於第一方向10的第二方向20延伸。接觸窗150位於第二絕緣材料條狀結構112R的兩側且沿著第二方向20排列。

再者，請參照第4圖，其繪示本揭露一些實施例之半導體裝置100的上視示意圖。接觸窗150在沿著第一方向10的兩側分別鄰接於第一絕緣層106及第二絕緣材料條狀結構112R，其中第一絕緣層與第二絕緣材料條狀結構112R各自包括不同材質。

在習知技術中，並未形成本揭露的第二絕緣材料條狀結構112R，而是直接在第一絕緣材料層中形成接觸窗溝槽或接觸窗。然而，當高深寬比的接觸窗時，所形成的接觸窗將具有倒梯形的剖面輪廓。為了縮短重刷新時間，需要增加接觸 窗底部與半導體基板的接觸面積。如此一來，將導致接觸窗頂部的間距太小，因而使裝置因短路而電性失效。此外，為了避免短路，需要增加接觸窗頂部的間距。如此一來，將增加裝置的臨界尺寸，不利於裝置的小型化。

請參照第2O圖，接觸窗150在第一方向10的兩側壁150a及150b分別鄰接於由不同材質所組成的第一絕緣材料層106及第二絕緣材料條狀結構112R。亦即，接觸窗150在第一方向10的兩側壁係為不同的材質。由於第一絕緣材料與第二絕緣材料具有高蝕刻選擇比，因此當蝕刻或拓寬接觸窗溝槽時，第二絕緣材料條狀結構不後受到蝕刻。如此一來，可藉由調整第二絕緣材料條狀結構的口徑有效地控制接觸窗頂部的間距，因而可避免短路所造成的裝置失效。

仍請參照第2O圖，第二絕緣材料條狀結構112R在第一方向10包括垂直的上部分112a及朝向半導體基板102逐漸縮窄的下部分112b。因此，與第二絕緣材料條狀結構112R鄰接的接觸窗150在第一方向10亦具有上部分及下部分，其中接觸窗150的上部分具有均一的口徑，且下部分具有朝向上部分逐漸縮窄的口徑。如此一來，不需要拓寬接觸窗頂部的間距，即可增加接觸窗底部與半導體基板102的接觸面積，因而能夠降低阻抗，縮短重刷新時間。因此能夠提升裝置的反應速度，並且有利於裝置的小型化。

此外，第二絕緣材料條狀結構112R的下部分112b朝向半導體基板102逐漸縮窄，若無其他結構的支撐，則第二絕緣材料條狀結構112R容易傾斜或倒塌，進而降低產品良率。 請同時參照第2O圖及第3K圖，由於第二絕緣材料條狀結構112R橫跨位元線108，因此可得到位元線108的支撐而不會傾倒，如此一來可改善產品良率。

綜上所述，相較於習知技術，本揭露所提供之半導體裝置及其形成方法至少具有下述優點：

(1)藉由形成第二絕緣材料條狀結構，並在第二絕緣材料條狀結構兩側形成接觸窗，可控制接觸窗的間距在所需的範圍之內，藉以避免短路所造成的裝置失效。

(2)藉由使接觸窗的上部分具有均一的口徑，且下部分具有朝向上部分逐漸縮窄的口徑，有助於裝置的反應速度與裝置的小型化。

(3)利用位元線108支撐第二絕緣材料條狀結構112R，以改善產品良率。

(4)利用相同的蝕刻步驟形成第二絕緣材料條狀結構的蝕刻步驟與接觸窗溝槽，可在不增加製程設備的前提下，將形成第二絕緣材料條狀結構的步驟輕易整合到原有的製程中。因此，不會對製程的複雜度及成本造成太大的影響。

(5)用以形成第二絕緣材料條狀結構的蝕刻步驟與接觸窗溝槽的蝕刻步驟，僅需藉由簡單調整蝕刻製程參數，即可得到所需的剖面輪廓，有利於降低生產成本並簡化製程複雜度。

雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為 準。

100‧‧‧半導體裝置

102‧‧‧基板

104‧‧‧接觸蝕刻停止層

106‧‧‧第一絕緣材料層

106a‧‧‧第一膜層

106b‧‧‧第二膜層

106c‧‧‧第三膜層

112‧‧‧第二絕緣材料層

112R‧‧‧第二絕緣材料條狀結構

112a‧‧‧上部分

112b‧‧‧下部分

150‧‧‧接觸窗

150a‧‧‧第一側壁

150b‧‧‧第二側壁

Claims (11)

1. 一種半導體裝置，包括：一半導體基板，其中該半導體基板上包括一第一絕緣材料層及多條位元線位於該第一絕緣材料層中，其中該等位元線彼此平行且沿著一第一方向延伸；一第二絕緣材料條狀結構橫跨該等位元線，形成於該第一絕緣材料層中且沿著垂直於該第一方向的一第二方向延伸；兩列接觸窗溝槽，分別形成於該第二絕緣材料條狀結構兩側，其中該等接觸窗溝槽係垂直於該等位元線且被該等位元線分隔成為多個接觸窗，且其中該等接觸窗在該第一方向上的兩側壁分別鄰接於該第一絕緣材料層及該第二絕緣材料條狀結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中該第一絕緣材料層包括一第一絕緣材料，該第二絕緣材料條狀結構包括一第二絕緣材料，且該第一絕緣材料不同於該第二絕緣材料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中該等接觸窗在該第一方向上具有鄰接於該第一絕緣材料層的一第一側壁，其中該第一側壁垂直於該半導體基板。
4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中該等接觸窗在該第一方向上具有一上部分及一下部分，其中該上部分具有一均一的口徑，且其中該下部分具有一朝向該上部分逐漸縮窄的口徑。
5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中該等接觸窗之深寬比為2-40。
6. 一種半導體裝置之形成方法，包括：提供一半導體基板，其中該半導體基板上包括一第一絕緣材料層及多條位元線位於該第一絕緣材料層中，其中該等位元線彼此平行且沿著一第一方向延伸；沉積一第二絕緣材料，以形成一第二絕緣材料層於該第一絕緣材料層上；形成一犧牲層於該第二絕緣材料層上；形成穿過該犧牲層、該第二絕緣材料層及該第一絕緣材料層的一溝槽，其中該溝槽沿著垂直於該第一方向的一第二方向延伸且橫跨該等位元線；沉積該第二絕緣材料於該溝槽中，以形成一第二絕緣材料條狀結構於該第一絕緣材料層中；進行一蝕刻製程穿過該第一絕緣材料層，以在該第二絕緣材料條狀結構兩側分別形成一列接觸窗溝槽，其中該等接觸窗溝槽係垂直於該等位元線且被該等位元線分隔成為多個接觸窗；以及拓寬該等接觸窗溝槽底部的口徑，以使該等接觸窗在該第一方向上的兩側壁分別鄰接於該第一絕緣材料層及該第二絕緣材料層。
7. 如申請專利範圍第6項所述之半導體裝置之形成方法，其中形成穿過該犧牲層、該第二絕緣材料層及該第一絕緣材料層的該溝槽的步驟包括： 進行一第一蝕刻製程穿過該犧牲層及該第二絕緣材料層，以在該犧牲層中形成一溝槽；以及進行一第二蝕刻製程穿過該第一絕緣材料層，以加深該溝槽之深度，其中該第一蝕刻製程的製程參數不同於第二蝕刻製程的製程參數，以使該溝槽具有垂直於該半導體基板的一上部分及朝向該半導體基板逐漸縮窄的一下部分。
8. 如申請專利範圍第7項所述之半導體裝置之形成方法，其中該第一蝕刻製程及該第二蝕刻製程為脈衝式反應性離子蝕刻製程，其中該第一蝕刻製程的蝕刻偏壓大於該第二蝕刻製程的蝕刻偏壓。
9. 如申請專利範圍第6項所述之半導體裝置之形成方法，其中形成該第二絕緣材料條狀結構於該第一絕緣材料層中的步驟包括：沉積該第二絕緣材料於該犧牲層上並填入該溝槽中，以形成一第二絕緣材料柵狀膜層；移除該犧牲層，以暴露出該第二絕緣材料柵狀膜層的一突出部分，其中該突出部分之側壁垂直於該半導體基板；順應性地沉積一第三絕緣材料，以形成一第三絕緣材料層於該第二絕緣材料柵狀膜層上；沉積一罩幕層於該第三絕緣材料層上；回蝕刻該罩幕層，以暴露部分的該第三絕緣材料層；以該罩幕層為遮罩，回蝕刻該第三絕緣材料層的該暴露部分，以暴露出該突出部分及位於該突出部分兩側的該第二絕緣材料層；以及 以該罩幕層及該第二絕緣材料柵狀膜層的突出部分為遮罩，進行一第三蝕刻製程移除位於該突出部分兩側的該第二絕緣材料層，以形成該第二絕緣材料條狀結構於該第一絕緣材料層中。
10. 如申請專利範圍第6項所述之半導體裝置之形成方法，其中該第一絕緣材料層包括一第一絕緣材料，且該蝕刻製程對該第一絕緣材料及該第二絕緣材料具有一蝕刻選擇比R1/R2，其中R1/R2為5-15。
11. 一種半導體裝置，包括：一基板，該基板包括至少兩條位元線，其中該等位元線彼此平行且沿著一第一方向延伸；以及一接觸窗，設置於該兩條位元線之間，其中該接觸窗在該第一方向上的兩側壁係為不同材質的一第一絕緣層及一第二絕緣層，且其中該第二絕緣層具有一朝向該基板逐漸縮窄的下部。