TW202333353A - 半導體記憶體裝置 - Google Patents

半導體記憶體裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202333353A
TW202333353A TW112104781A TW112104781A TW202333353A TW 202333353 A TW202333353 A TW 202333353A TW 112104781 A TW112104781 A TW 112104781A TW 112104781 A TW112104781 A TW 112104781A TW 202333353 A TW202333353 A TW 202333353A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
unit
peripheral
cell
conductive
Prior art date
Application number
TW112104781A
Other languages
English (en)
Inventor
安濬爀
金成禹
李明東
崔珉豪
Original Assignee
南韓商三星電子股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 南韓商三星電子股份有限公司 filed Critical 南韓商三星電子股份有限公司
Publication of TW202333353A publication Critical patent/TW202333353A/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/50Peripheral circuit region structures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
    • H10B12/315DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor with the capacitor higher than a bit line
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/09Manufacture or treatment with simultaneous manufacture of the peripheral circuit region and memory cells
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C5/00Details of stores covered by group G11C11/00
    • G11C5/06Arrangements for interconnecting storage elements electrically, e.g. by wiring
    • G11C5/063Voltage and signal distribution in integrated semi-conductor memory access lines, e.g. word-line, bit-line, cross-over resistance, propagation delay
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
    • H10B12/0335Making a connection between the transistor and the capacitor, e.g. plug
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/48Data lines or contacts therefor
    • H10B12/482Bit lines
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/48Data lines or contacts therefor
    • H10B12/485Bit line contacts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

本發明提供一種半導體記憶體裝置,可包含:基底,包含單元區及沿著單元區的周邊的周邊區;單元區隔離層,沿著基底中的單元區的周邊且界定單元區;單元導電線,位於單元區上且包含單元區隔離層上的側壁;周邊閘極導電層,位於周邊區上且包含單元區隔離層上的側壁;以及隔離絕緣層,與單元區隔離層上的單元導電線的側壁及周邊閘極導電層的側壁接觸。

Description

半導體記憶體裝置
本揭露是關於一種半導體記憶體裝置。 相關申請案的交叉參考
本申請案主張2022年2月14日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案第10-2022-0018991號的優先權及自所述申請案產生的所有權益,所述申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。
隨著半導體元件愈來愈高度整合,個別電路圖案變得更小型化以便在同一區域中實施更多半導體元件。亦即,隨著半導體元件的整合程度增加,半導體元件的組件的設計規則逐漸減少。
在高度按比例縮放的半導體元件中,形成多條線路(wiring line)及插入於所述線路之間的多個內埋觸點BC的過程可能變得愈來愈複雜及困難。
本揭露的態樣提供一種能夠具有改良的產品可靠性的半導體記憶體裝置。
然而,本揭露的態樣不限於本文中所闡述的彼等態樣。藉由參考下文給出的本揭露的詳細描述,本揭露的上述及其他態樣對於與本揭露相關的所屬領域中具通常知識者將變得更顯而易見。
根據本發明概念的實施例,一種半導體記憶體裝置可包含:基底,包含單元區及沿著單元區的周邊的周邊區;單元區隔離層,位於基底中,單元區隔離層沿著單元區的周邊且界定基底的單元區;單元導電線,位於單元區上,單元導電線包含單元區隔離層上的側壁;周邊閘極導電層,位於周邊區上,周邊閘極導電層包含單元區隔離層上的側壁;以及隔離絕緣層,與單元區隔離層上的單元導電線的側壁及周邊閘極導電層的側壁接觸。
根據本發明概念的實施例,一種半導體記憶體裝置可包含:基底,包含單元區及沿著單元區的周邊的周邊區;單元導電線,位於單元區上;周邊閘極導電層,位於周邊區上,周邊閘極導電層包含在第一方向上與單元導電線相對的第一側壁及在第一方向上與第一側壁相對的第二側壁;周邊間隔件,不位於第一側壁上且安置於第二側壁上;以及隔離絕緣層,位於單元導電線與第一側壁之間。
根據本發明概念的實施例,一種半導體記憶體裝置可包含:基底,包含單元區及界定於單元區周圍的周邊區;單元區隔離層,界定基底中的單元區;位元線結構,位於單元區中的基底上,位元線結構包含在第一方向上延伸的單元導電線及單元導電線上的單元線頂蓋層;單元閘極電極,位於單元區中的基底中,單元閘極電極在第二方向上延伸以與單元導電線相交,第二方向與第一方向相交;周邊閘極結構,位於周邊區中的基底上,周邊閘極結構包含周邊閘極導電層及周邊閘極導電層上的周邊頂蓋層;隔離絕緣層,使位元線結構與周邊閘極結構彼此隔離,單元區隔離層上的隔離絕緣層位於位元線結構與周邊閘極結構之間,且隔離絕緣層為單層;位元線間隔件,位於位元線結構的面向第二方向的側壁上,且位元線間隔件不位於位元線結構的面向第一方向的側壁上;以及周邊間隔件,位於周邊閘極結構的面向第二方向的側壁及周邊閘極結構的面向第一方向的側壁上,隔離絕緣層不安置於所述第一方向上。周邊間隔件可不位於周邊閘極結構的面向第一方向的側壁上,隔離絕緣層安置於所述第一方向上。
當處於元件清單之前時,諸如「……中的至少一者」的表述修飾整個元件清單,而並不修飾清單的個別元件。舉例而言,「A、B以及C中的至少一者」及類似語言(例如,「由A、B以及C組成之群組中選出的至少一個」)可解釋為僅A、僅B、僅C,或A、B以及C中之兩者或大於兩者的任何組合,諸如(例如)ABC、AB、BC以及AC。
圖1為根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的示意性佈局圖。圖2為圖1的區R1的示意性佈局。圖3為圖1的區R2的示意性佈局。圖4為沿著圖3的線A-A'截取的實例橫截面圖。圖5為沿著圖3的線B-B'截取的實例橫截面圖。圖6為沿著圖3的線C-C'截取的實例橫截面圖。
在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的圖式中,示出動態隨機存取記憶體(dynamic random access memory;DRAM),但本揭露不限於此。
參考圖1至圖6,根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置可包含單元區20、單元區隔離層22以及周邊區24。
單元區隔離層22可沿著單元區20的周邊形成。單元區隔離層22可隔離單元區20及周邊區24。周邊區24可界定於單元區20周圍。
單元區20可包含多個單元主動區ACT。單元主動區ACT可由形成於基底100中的單元元件隔離層105界定。由於半導體記憶體裝置的設計規則減少,因此單元主動區ACT可以條形形狀的對角線或斜線安置,如所示出。舉例而言,單元主動區ACT可在第三方向D3上延伸。
可安置與單元主動區ACT交叉且在第一方向D1上延伸的多個閘極電極。多個閘極電極可彼此平行地延伸。多個閘極電極可為例如多個字元線WL。字元線WL可以相等間隔安置。可根據設計規則判定字元線WL的寬度或字元線WL之間的間隔。
字元線WL可延伸至單元區隔離層22。字元線WL的一部分可在第四方向D4上與單元區隔離層22重疊。
單元主動區ACT中的各者可藉由在第一方向D1上延伸的兩個字元線WL劃分成三個部分。單元主動區ACT可包含儲存連接區及位元線連接區。位元線連接區可定位於單元主動區ACT的中心部分處,且儲存連接區可定位於單元主動區ACT的末端部分處。
在與字元線WL正交的第二方向D2上延伸的多個位元線BL可安置於字元線WL上。多個位元線BL可彼此平行地延伸。位元線BL可以相等間隔安置。可根據設計規則判定位元線BL的寬度或位元線BL之間的間隔。
位元線BL可延伸至單元區隔離層22。位元線BL的一部分可在第四方向D4上與單元區隔離層22重疊。位元線BL在第二方向D2上的末端可安置於單元區隔離層22上。第四方向D4可與第一方向D1、第二方向D2以及第三方向D3正交。第四方向D4可為基底100的厚度方向。
根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置可包含形成於單元主動區ACT上的各種觸點配置。各種觸點配置可包含例如直接觸點DC、內埋觸點BC以及著陸襯墊LP。
此處,直接觸點DC可指將單元主動區ACT電連接至位元線BL的觸點。內埋觸點BC可指將單元主動區ACT連接至下部電極191的觸點。歸因於配置結構,內埋觸點BC與單元主動區ACT之間的接觸面積可能較小。因此,可引入導電著陸襯墊LP以增加與下部電極191的接觸面積,同時增加與單元主動區ACT的接觸面積。
著陸襯墊LP可安置於單元主動區ACT與內埋觸點BC之間,且亦可安置於內埋觸點BC與下部電極191之間。在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,著陸襯墊LP可安置於內埋觸點BC與下部電極191之間。藉由經由引入著陸襯墊LP來增加接觸面積,單元主動區ACT與下部電極191之間的接觸電阻可減小。
直接觸點DC可連接至位元線連接區。內埋觸點BC可連接至儲存連接區。由於內埋觸點BC安置於單元主動區ACT的兩個末端部分處,因此著陸襯墊LP可安置成鄰近於單元主動區ACT的兩個末端以與內埋觸點BC部分地重疊。換言之,內埋觸點BC可形成為在彼此鄰近的字元線WL之間及彼此鄰近的位元線BL之間與單元主動區ACT及單元元件隔離層105重疊。
字元線WL可形成於埋入基底100中的結構中。字元線WL可跨直接觸點DC或內埋觸點BC之間的單元主動區ACT而安置。如所示出,兩個字元線WL可安置成與一個單元主動區ACT交叉。由於單元主動區ACT在第三方向D3上延伸,因此字元線WL與單元主動區ACT可具有小於90度的角度。
直接觸點DC及內埋觸點BC可對稱地安置。因此,直接觸點DC及內埋觸點BC可在第一方向D1及第二方向D2上安置於一條直線上。同時,不同於直接觸點DC及內埋觸點BC,著陸襯墊LP可在位元線BL延伸的第二方向D2上以Z字形形狀安置。另外,著陸襯墊LP可安置成在字元線WL延伸的第一方向D1上與各位元線BL的相同側部分重疊。舉例而言,第一線的著陸襯墊LP中的各者可與對應位元線BL的左側重疊,且第二線的著陸襯墊LP中的各者可與對應位元線BL的右側重疊。
根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置可包含多個單元閘極結構110、多個位元線結構140ST、多個儲存觸點120、資訊儲存部分190以及周邊閘極結構240ST。
基底100可包含單元區20、單元區隔離層22以及周邊區24。基底100可為矽基底或絕緣層上矽(silicon-on-insulator;SOI)。替代地,基底100可包含矽鍺、絕緣層上矽鍺(silicon germanium on insulator;SGOI)、銻化銦、鉛碲化合物、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵,但不限於此。
多個單元閘極結構110、多個位元線結構140ST、多個儲存觸點120以及資訊儲存部分190可安置於單元區20中。周邊閘極結構240ST可安置於周邊區24中。
單元元件隔離層105可形成於單元區20的基底100中。單元元件隔離層105可具有具備極佳元件隔離特性的淺溝渠隔離(shallow trench isolation;STI)結構。單元元件隔離層105可界定單元區20中的單元主動區ACT。由單元元件隔離層105界定的單元主動區ACT可具有包含短軸及長軸的長島形狀,如圖1中所示出。單元主動區ACT可具有傾斜形狀,以相對於形成於單元元件隔離層105中的字元線WL具有小於90度的角度。另外,單元主動區ACT可具有傾斜形狀,以相對於形成於單元元件隔離層105上的位元線BL具有小於90度的角度。
單元元件隔離層105可包含例如氧化矽層、氮化矽層以及氮氧化矽層中的至少一者,但不限於此。單元元件隔離層105可取決於單元元件隔離層105的寬度而形成為一個絕緣層或多個絕緣層。
單元區隔離層22可具有STI結構。單元區20可由單元區隔離層22界定。單元區隔離層22可依序包含第一絕緣襯裡22A、第二絕緣襯裡22B以及第三絕緣襯裡22C。第一絕緣襯裡22A可包含氧化物層,第二絕緣襯裡22B可包含氮化物層,且第三絕緣襯裡22C可包含氧化物層。單元區隔離層22可取決於單元區隔離層22的寬度而形成為一個絕緣層或者三個或大於三個第三絕緣層。
在圖式中,單元元件隔離層105的頂部表面、基底100的頂部表面以及單元區隔離層22的頂部表面示出為在同一平面上,但此僅出於解釋方便起見,且本揭露不限於此。
單元閘極結構110形成於基底100及單元元件隔離層105中。單元閘極結構110可跨單元元件隔離層105及由單元元件隔離層105界定的單元主動區ACT而形成。單元閘極結構110可包含形成於基底100及單元元件隔離層105中的單元閘極溝渠115、單元閘極絕緣層111、單元閘極電極112、單元閘極頂蓋圖案113以及單元閘極頂蓋導電層114。此處,單元閘極電極112可對應於字元線WL。不同於圖式中所示出,單元閘極結構110可不包含單元閘極頂蓋導電層114。
單元閘極絕緣層111可沿著單元閘極溝渠115的側壁及底部表面延伸。單元閘極絕緣層111可沿著單元閘極溝渠115的至少一部分的輪廓延伸。單元閘極絕緣層111可包含例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽以及介電常數高於氧化矽的高k材料中的至少一者。高k材料可包含例如以下中的至少一者:氧化鉿、氧化鉿矽、氧化鉿鋁、氧化鑭、氧化鑭鋁、氧化鋯、氧化鋯矽、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋇鍶鈦、氧化鋇鈦、氧化鍶鈦、氧化釔、氧化鋁、氧化鉛鈧鉭、鈮酸鉛鋅以及其組合。
單元閘極電極112可形成於單元閘極絕緣層111上。單元閘極電極112可填充單元閘極溝渠115的一部分。單元閘極頂蓋導電層114可沿著單元閘極電極112的頂部表面延伸。
單元閘極電極112可包含以下中的至少一者:金屬、金屬合金、導電金屬氮化物、導電金屬碳氮化物、導電金屬碳化物、金屬矽化物、摻雜半導體材料、導電金屬氮氧化物以及導電金屬氧化物。單元閘極電極112可包含例如以下中的至少一者:TiN、TaC、TaN、TiSiN、TaSiN、TaTiN、TiAlN、TaAlN、WN、Ru、TiAl、TiAlC-N、TiAlC、TiC、TaCN、W、Al、Cu、Co、Ti、Ta、Ni、Pt、Ni-Pt、Nb、NbN、NbC、Mo、MoN、MoC、WC、Rh、Pd、Ir、Ag、Au、Zn、V、RuTiN、TiSi、TaSi、NiSi、CoSi、IrOx、RuOx以及其組合,但不限於此。單元閘極頂蓋導電層114可包含例如多晶矽或多晶矽鍺,但不限於此。
單元閘極頂蓋圖案113可安置於單元閘極電極112及單元閘極頂蓋導電層114上。單元閘極頂蓋圖案113可填充在形成單元閘極電極112及單元閘極頂蓋導電層114之後剩餘的單元閘極溝渠115。單元閘極絕緣層111示出為沿著單元閘極頂蓋圖案113的側壁延伸,但不限於此。單元閘極頂蓋圖案113可包含例如以下中的至少一者:氮化矽(SiN)、氮氧化矽(SiON)、氧化矽(SiO 2)、碳氮化矽(SiCN)、碳氮氧化矽(SiOCN)以及其組合。
儘管未示出,但雜質摻雜區可形成於單元閘極結構110的至少一側上。雜質摻雜區可為電晶體的源極/汲極區。雜質摻雜區可形成於儲存連接區及位元線連接區中。
位元線結構140ST可包含單元導電線140及單元線頂蓋層144。單元導電線140可形成於基底100及其中形成有單元閘極結構110的單元元件隔離層105上。單元導電線140可與單元元件隔離層105及由單元元件隔離層105界定的單元主動區ACT相交。單元導電線140可形成為與單元閘極結構110相交。此處,單元導電線140可對應於位元線BL。
單元導電線140可為多層。單元導電線140可包含例如第一單元導電層141、第二單元導電層142以及第三單元導電層143。第一單元導電層141、第二單元導電層142以及第三單元導電層143可依序堆疊於基底100及單元元件隔離層105上。單元導電線140示出為三層,但不限於此。
第一單元導電層141、第二單元導電層142以及第三單元導電層143中的各者可包含例如以下中的至少一者:摻雜有雜質的半導體材料、導電矽化物化合物、導電金屬氮化物、金屬以及金屬合金。舉例而言,第一單元導電層141可包含摻雜半導體材料,第二單元導電層142可包含導電矽化物化合物及導電金屬氮化物中的至少一者,且第三單元導電層143可包含金屬及金屬合金中的至少一者,但本揭露不限於此。
位元線觸點146可形成於單元導電線140與基底100之間。亦即,單元導電線140可形成於位元線觸點146上。舉例而言,位元線觸點146可形成於單元導電線140與具有長島形狀的單元主動區ACT的中心部分相交的點處。位元線觸點146可形成於位元線連接區與單元導電線140之間。
位元線觸點146可電連接單元導電線140及基底100。此處,位元線觸點146可對應於直接觸點DC。位元線觸點146可包含例如以下中的至少一者:摻雜有雜質的半導體材料、導電矽化物化合物、導電金屬氮化物以及金屬。
在圖4中,在與位元線觸點146的頂部表面重疊的區中,單元導電線140可包含第二單元導電層142及第三單元導電層143。在不與位元線觸點146的頂部表面重疊的區中,單元導電線140可包含第一單元導電層141、第二單元導電層142以及第三單元導電層143。
單元線頂蓋層144可安置於單元導電線140上。單元線頂蓋層144可沿著單元導電線140的頂部表面在第二方向D2上延伸。在此情況下,單元線頂蓋層144可包含例如以下中的至少一者:氮化矽層、氮氧化矽、碳氮化矽以及碳氮氧化矽。在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,單元線頂蓋層144可包含例如氮化矽層。單元線頂蓋層144示出為單層,但不限於此。亦即,如圖20中所示出,單元線頂蓋層144可為多層。然而,當構成多層的各層由相同材料製成時,單元線頂蓋層144可被視為單層。
單元絕緣層130可形成於基底100及單元元件隔離層105上。更具體而言,單元絕緣層130可安置於基底100及其上未形成有位元線觸點146的單元元件隔離層105上。單元絕緣層130可安置於基底100與單元導電線140之間以及單元元件隔離層105與單元導電線140之間。
單元絕緣層130可為單層,但如所示出,單元絕緣層130可為包含第一單元絕緣層131及第二單元絕緣層132的多層。舉例而言,第一單元絕緣層131可包含氧化矽層,且第二單元絕緣層132可包含氮化矽層,但本揭露不限於此。
在單元導電線140的其中形成有位元線觸點146的部分中,單元線間隔件150可形成於基底100及單元元件隔離層105上。單元線間隔件150可安置於單元導電線140、單元線頂蓋層144以及位元線觸點146的側壁上。
在單元導電線140的其中未形成有位元線觸點146的剩餘部分中,單元線間隔件150可安置於單元絕緣層130上。單元線間隔件150可安置於單元導電線140及單元線頂蓋層144的側壁上。
單元線間隔件150可為單層,但如所示出,單元線間隔件150可為包含第一單元線間隔件151、第二單元線間隔件152、第三單元線間隔件153以及第四單元線間隔件154的多層。舉例而言,第一單元線間隔件151、第二單元線間隔件152、第三單元線間隔件153以及第四單元線間隔件154可包含例如以下中的一者:氧化矽層、氮化矽層、氮氧化矽層(SiON)、碳氮氧化矽層(SiOCN)、空氣以及其組合,但不限於此。
舉例而言,第二單元線間隔件152可不安置於單元絕緣層130上,但可安置於位元線觸點146的側壁上。在單元閘極結構110的頂部表面上,第四單元線間隔件154可沿著在第一方向D1上鄰近的單元導電線140的側壁以及單元閘極頂蓋圖案113的頂部表面延伸。
單元導電線140可在第二方向D2上延伸得較長。單元導電線140可包含在第一方向D1上為彼此相對的長側壁的第一側壁S11及第二側壁S12,以及在第二方向D2上為彼此相對的短側壁的第三側壁S13及第四側壁。儘管圖式中未示出,但單元導電線140更包含在第二方向D2上與第三側壁S13相對的第四側壁。第三側壁S13及第四側壁可界定於單元區隔離層22上。
單元線間隔件150可安置於單元導電線140的側壁S11、側壁S12以及側壁S13中的至少一些上。單元線間隔件150安置於單元導電線140的第一側壁S11及第二側壁S12上,但可不安置於單元導電線140的第三側壁S13及第四側壁上。單元導電線140的第三側壁S13及第四側壁可藉由單元線間隔件150暴露。
柵欄圖案170可安置於基底100及單元元件隔離層105上。柵欄圖案170可形成為與形成於基底100及單元元件隔離層105中的單元閘極結構110重疊。柵欄圖案170可安置於在第二方向D2上延伸的位元線結構140ST之間。柵欄圖案170可包含例如以下中的至少一者:氧化矽、氮化矽、氮氧化矽以及其組合。
儲存觸點120可安置於在第一方向D1上鄰近的單元導電線140之間。儲存觸點120可安置於在第二方向D2上鄰近的柵欄圖案170之間。儲存觸點120可在彼此鄰近的單元導電線140之間與基底100及單元元件隔離層105重疊。儲存觸點120可連接至單元主動區ACT的儲存連接區。此處,儲存觸點120可對應於內埋觸點BC。
儲存觸點120可包含例如以下中的至少一者:摻雜有雜質的半導體材料、導電矽化物化合物、導電金屬氮化物以及金屬。
儲存襯墊160可形成於儲存觸點120上。儲存襯墊160可電連接至儲存觸點120。此處,儲存襯墊160可對應於著陸襯墊LP。
儲存襯墊160可與位元線結構140ST的頂部表面的一部分重疊。儲存襯墊160可包含例如以下中的至少一者:摻雜有雜質的半導體材料、導電矽化物化合物、導電金屬氮化物、導電金屬碳化物、金屬以及金屬合金。
襯墊隔離絕緣層180可形成於儲存襯墊160及位元線結構140ST上。舉例而言,襯墊隔離絕緣層180可安置於單元線頂蓋層144上。襯墊隔離絕緣層180可界定儲存襯墊160的區,從而形成多個隔離區。另外,襯墊隔離絕緣層180可不覆蓋儲存襯墊160的頂部表面。
襯墊隔離絕緣層180可包含絕緣材料且可使多個儲存襯墊160彼此電隔離。舉例而言,襯墊隔離絕緣層180可包含例如以下中的至少一者:氧化矽層、氮化矽層、氮氧化矽層、碳氮氧化矽層以及碳氮化矽層。
資訊儲存部分190可安置於儲存襯墊160上。資訊儲存部分190可電連接至儲存襯墊160。資訊儲存部分190的一部分可安置於上部蝕刻終止層292中。資訊儲存部分190可包含例如電容器,但不限於此。資訊儲存部分190包含下部電極191、電容器介電層192以及上部電極193。
下部電極191可安置於儲存襯墊160上。下部電極191示出為具有柱形狀,但不限於此。下部電極191亦可具有圓柱形形狀。電容器介電層192形成於下部電極191上。電容器介電層192可沿著下部電極191的輪廓形成。上部電極193形成於電容器介電層192上。上部電極193可圍繞下部電極191的外側壁。
舉例而言,電容器介電層192可安置於與上部電極193豎直重疊的部分處。作為另一實例,不同於所示出,電容器介電層192可包含與上部電極193豎直重疊的第一部分及不與上部電極193豎直重疊的第二部分。亦即,電容器介電層192的第二部分為未由上部電極193覆蓋的部分。
下部電極191及上部電極193中的各者可包含例如摻雜半導體材料、導電金屬氮化物(例如,氮化鈦、氮化鉭、氮化鈮、氮化鎢或類似者)、金屬(例如,釕、銥、鈦、鉭或類似者)、導電金屬氧化物(例如,氧化銥、氧化鈮或類似者)以及類似者,但不限於此。
電容器介電層192可包含例如以下中的一者:氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、高k材料以及其組合,但不限於此。在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,電容器介電層192可包含依序堆疊有氧化鋯、氧化鋁以及氧化鋯的堆疊層結構。在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,電容器介電層192可包含介電層,所述介電層包含鉿(Hf)。在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,電容器介電層192可具有鐵電材料層及順電材料層的堆疊層結構。
周邊區24可包含多個周邊主動區ACTP。周邊主動區ACTP可由周邊裝置隔離層界定。
周邊閘極結構240ST可包含依序堆疊於基底100上的周邊閘極絕緣層230、周邊閘極導電層240以及周邊頂蓋層244。周邊閘極結構240ST可包含安置於周邊閘極導電層240的側壁及周邊頂蓋層244的側壁上的周邊間隔件245。
周邊閘極導電層240可包含依序堆疊於周邊閘極絕緣層230上的第一周邊導電層241、第二周邊導電層242以及第三周邊導電層243。舉例而言,可不在周邊閘極導電層240與周邊閘極絕緣層230之間安置額外導電層。作為另一實例,不同於所示出,可在周邊閘極導電層240與周邊閘極絕緣層230之間安置諸如功函數導電層的額外導電層。此處,周邊閘極導電層240可對應於周邊閘極PR_ST。
在第二方向D2上安置於單元區20的相對側壁上的周邊閘極PR_ST可構成子字元線驅動器區塊,且在第一方向D1上安置於單元區20的相對側壁上的周邊閘極PR_ST可構成感測放大器區塊。子字元線驅動器區塊可配置於字元線WL延伸的第一方向D1上,且感測放大器區塊可配置於位元線BL延伸的第二方向D2上。除此以外,諸如功率驅動器、接地驅動器、反相器鏈以及用於驅動位元線感測放大器的輸入/輸出電路的周邊電路可進一步形成於周邊區24中。
周邊閘極導電層240可具有與單元導電線140相同的堆疊結構。第一周邊導電層241可包含與第一單元導電層141相同的材料。第二周邊導電層242可包含與第二單元導電層142相同的材料。第三周邊導電層243可包含與第三單元導電層143相同的材料。
周邊閘極絕緣層230可包含例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或介電常數高於氧化矽的高k材料。周邊間隔件245可包含例如以下中的至少一者:氮化矽、氮氧化矽、氧化矽、碳氮化矽、碳氮氧化矽以及其組合。周邊頂蓋層244可包含例如氮化矽層、氮氧化矽以及氧化矽中的至少一者。
周邊閘極導電層240可包含在第一方向D1上彼此相對的第五側壁S21及第六側壁S22,以及在第二方向D2上彼此相對的第七側壁S23及第八側壁S24。最靠近單元導電線140且與單元導電線140相對的周邊閘極導電層240的側壁可界定於單元區隔離層22上。舉例而言,最靠近單元導電線140的周邊閘極導電層240的第八側壁S24可界定於單元區隔離層22上。另外,彼此最靠近的單元導電線140的第三側壁S13及周邊閘極導電層240的第八側壁S24可在第二方向D2上彼此相對。
最靠近單元導電線140的周邊閘極導電層240可延伸至單元區隔離層22。周邊閘極導電層240的一部分可在第四方向D4上與單元區隔離層22重疊。最靠近單元導電線140的周邊閘極導電層240的末端可安置於單元區隔離層22上。
周邊間隔件245可安置於並非最靠近單元導電線140的周邊閘極導電層240的側壁S21、側壁S22、側壁S23以及側壁S24上,且可安置於最靠近單元導電線140的周邊閘極導電層240的側壁S21、側壁S22、側壁S23以及側壁S24中的至少一些上。周邊間隔件245可不安置於單元導電線140與最靠近單元導電線140的周邊閘極導電層240之間。周邊間隔件245可安置於單元導電線140的側壁上,不包含與所述單元導電線140的第三側壁S13及第四側壁相對的側壁。舉例而言,周邊間隔件245安置於鄰近於單元導電線140的周邊閘極導電層240的第五側壁S21、第六側壁S22以及第七側壁S23上,但不可安置於所述周邊閘極導電層240的第八側壁S24上。最靠近單元導電線140且與單元導電線140相對的周邊閘極導電層240的側壁可藉由周邊間隔件245暴露。
下部蝕刻終止層250可安置於基底100上。可沿著周邊閘極結構240ST的輪廓及周邊間隔件245的輪廓形成下部蝕刻終止層250。下部蝕刻終止層250可沿著位元線結構140ST的頂部表面的一部分延伸。下部蝕刻終止層250可例如沿著單元區隔離層22上的位元線結構140ST的頂部表面延伸。下部蝕刻終止層250可包含例如以下中的至少一者:氮化矽層、氮氧化矽、碳氮化矽以及碳氮氧化矽。
第一周邊層間絕緣層291可安置於下部蝕刻終止層250上。第一周邊層間絕緣層291可安置於周邊閘極結構240ST周圍。第一周邊層間絕緣層291可不安置於最靠近單元導電線140且與單元導電線140相對的周邊閘極結構240ST的側壁上。舉例而言,第一周邊層間絕緣層291可不安置於與單元導電線140的第三側壁S13相對的周邊閘極導電層240的第八側壁S24上。
隔離絕緣層260可包含第一部分261及第二部分262。
第一部分261可安置於單元區隔離層22上。第一部分261可安置於單元導電線140與周邊閘極導電層240之間。第一部分261可安置於單元導電線140的末端與最靠近單元導電線140且與單元導電線140的末端相對的周邊閘極導電層240的末端之間。第一部分261可與單元導電線140的末端及最靠近單元導電線140且與單元導電線140的末端相對的周邊閘極導電層240的末端接觸。舉例而言,第一部分261可與單元導電線140的第三側壁S13以及最靠近單元導電線140的周邊閘極導電層240的第八側壁S24接觸。因此,第一部分261可使單元導電線140與周邊閘極導電層240彼此隔離。
在一些實例實施例中,隔離絕緣層260的第一部分261可與周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281間隔開。第一部分261可不與周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281接觸。
第一部分261的底部表面可安置於基底100的頂部表面下方。替代地,第一部分261的底部表面可與基底100的頂部表面位於同一平面上。
第二部分262可連接至第一部分261,且可覆蓋單元導電線140及周邊閘極結構240ST的末端。第二部分262可沿著下部蝕刻終止層250的頂部表面及第一周邊層間絕緣層291的頂部表面延伸。
隔離絕緣層260可為單層。隔離絕緣層260可包含絕緣材料以使單元導電線140與最靠近單元導電線140的周邊閘極導電層240彼此電隔離。隔離絕緣層260可包含除氧化物層以外的絕緣材料。舉例而言,隔離絕緣層260可包含氮化矽層、氮氧化矽層、碳氮氧化矽層以及碳氮化矽層。
周邊閘極接觸插塞271可穿過隔離絕緣層260、下部蝕刻終止層250以及周邊頂蓋層244以電連接至周邊閘極導電層240。周邊閘極接觸插塞271可穿過隔離絕緣層260的第二部分262。周邊閘極接觸插塞271的底部表面可安置於例如第二周邊導電層242上,但不限於此。周邊閘極接觸插塞271的底部表面可安置於第一周邊導電層241或第三周邊導電層243上。周邊連接佈線272可連接至周邊閘極接觸插塞271。
位元線接觸插塞281可穿過隔離絕緣層260、下部蝕刻終止層250以及單元線頂蓋層144以電連接至單元導電線140。位元線接觸插塞281可穿過隔離絕緣層260的第二部分262。位元線接觸插塞281的底部表面可安置於例如第二單元導電層142上,但不限於此。位元線接觸插塞281的底部表面可安置於第一單元導電層141或第三單元導電層143上。單元連接佈線282可安置於隔離絕緣層260上。單元連接佈線282可連接至位元線接觸插塞281。
周邊閘極接觸插塞271、周邊連接佈線272、位元線接觸插塞281以及單元連接佈線282可包含例如以下中的至少一者:氧化矽層、氮化矽層、氮氧化矽層、碳氮氧化矽層以及碳氮化矽層。
周邊連接佈線272及單元連接佈線282可藉由例如襯墊隔離絕緣層180彼此隔離。周邊連接佈線272及單元連接佈線282可藉由例如除襯墊隔離絕緣層180以外的單獨隔離絕緣層彼此隔離。
上部蝕刻終止層292可安置於襯墊隔離絕緣層180及儲存襯墊160上。上部蝕刻終止層292不僅可延伸至單元區20,且亦可延伸至周邊區24。上部蝕刻終止層292可安置於周邊連接佈線272及單元連接佈線282上。上部蝕刻終止層292可包含以下中的至少一者:氮化矽層、碳氮化矽層、氮化矽硼層(SiBN)、氮氧化矽層以及碳氧化矽層。
第二周邊層間絕緣層293可安置於上部蝕刻終止層292上。第二周邊層間絕緣層293可覆蓋上部電極193的側壁。第二周邊層間絕緣層293可包含絕緣材料。
當單元導電線140與周邊閘極導電層240之間的層包含氧化矽時,由於對乾式蝕刻製程具有較差抗性,可在圖案化單元導電線140的製程(圖案化位元線BL的製程)中將所述層一起蝕刻。舉例而言,如圖2或圖3中所示出,在蝕刻預單元導電線以形成在第二方向D2上延伸得較長的單元導電線140的製程中,可將所述層一起蝕刻。另外,可在形成周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281的製程中將所述層一起蝕刻。因此,彼此鄰近的接觸插塞271及接觸插塞281可彼此電連接,且半導體記憶體裝置的可靠性可能降低。
然而,在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,單元導電線140及周邊閘極導電層240藉由包含除氧化物層以外的絕緣材料的隔離絕緣層260彼此隔離。因此,由於隔離絕緣層260對乾式蝕刻製程具有抗性,因此在圖案化單元導電線140的製程或形成周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281的製程中,可不將隔離絕緣層260一起蝕刻。因此,可改良或增加半導體記憶體裝置的可靠性。
另外,在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,在彼此最靠近的單元導電線140與周邊閘極導電層240之間,僅安置作為單層的隔離絕緣層260,且不安置單元線間隔件150及周邊間隔件245。因此,與單元線間隔件150及周邊間隔件245安置於彼此最靠近的單元導電線140與周邊閘極導電層240之間的情況相比,彼此最靠近的單元導電線140與周邊閘極導電層240之間的距離可減小。因此,可減小半導體記憶體裝置的大小。
圖7至圖10為用於描述根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的視圖。為方便解釋起見,將主要描述與參考圖1至圖6所描述的點不同的點。為了參考,圖7至圖10為沿著圖3的線A-A'截取的橫截面圖。
參考圖7,在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,隔離絕緣層260的第一部分261可與周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281中的任一者接觸。舉例而言,隔離絕緣層260的第一部分261可與周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281中的任一者的側壁的至少一部分接觸。
舉例而言,第一部分261可與位元線接觸插塞281的側壁的至少一部分接觸。
參考圖8,在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,隔離絕緣層260的第一部分261可與周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281接觸。舉例而言,隔離絕緣層260的第一部分261可與周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281的側壁中的至少一些接觸。
舉例而言,第一部分261可與周邊閘極接觸插塞271的側壁的至少一部分及位元線接觸插塞281的側壁的至少一部分接觸。
參考圖9,在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,隔離絕緣層260的第一部分261可與周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281中的任一者的側壁的至少一部分及底部表面的至少一部分接觸。
舉例而言,第一部分261可與位元線接觸插塞281的側壁的至少一部分及底部表面的至少一部分接觸。
替代地,隔離絕緣層260的第一部分261可與周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281中的各者的側壁的至少一部分以及周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281中的各者的底部表面的至少一部分接觸。替代地,隔離絕緣層260的第一部分261可與周邊閘極接觸插塞271及位元線接觸插塞281中的任一者的側壁的至少一部分接觸,且可與另一者的側壁的至少一部分及底部表面的至少一部分接觸。
參考圖10,在根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置中,隔離絕緣層260的第二部分262的頂部表面可包含朝向基底100的凹入部分260C。舉例而言,凹入部分260C可形成於第一部分261上,但不限於此。凹入部分260C可不在第四方向D4上與第一部分261重疊。
周邊連接佈線272或單元連接佈線282可填充凹入部分260C。
圖11至圖18為用於描述用於製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法的中間操作圖。將簡要地描述或省略與參考圖1至圖10所描述的內容重疊的內容。為了參考,圖11及圖14至圖18為沿著圖3的線A-A'截取的橫截面圖,圖12為沿著圖3的線B-B'截取的橫截面圖,且圖13為沿著圖3的線C-C'截取的橫截面圖。
參考圖11至圖13,提供包含單元區20、周邊區24以及單元區隔離層22的基底100。
單元閘極結構110可形成於單元區20的基底100中。單元閘極結構110可在第一方向D1上延伸得較長。單元閘極結構110可包含單元閘極溝渠115、單元閘極絕緣層111、單元閘極電極112、單元閘極頂蓋圖案113以及單元閘極頂蓋導電層114。
隨後,單元絕緣層130可形成於單元區20上。單元絕緣層130可暴露周邊區24的基底100。
隨後,單元導電層結構140p_ST可形成於單元區20的基底100上。單元導電層結構140p_ST可形成於單元絕緣層130上。另外,預位元線觸點146p可形成於單元導電層結構140p_ST與基底100之間。預位元線觸點146p可將單元導電層結構140p_ST與基底100彼此連接。
單元導電層結構140p_ST可包含依序堆疊於單元絕緣層130上的預單元導電線140p及預單元頂蓋層144p。預單元導電線140p可包含依序堆疊於單元絕緣層130上的第一預單元導電層141p、第二預單元導電層142p以及第三預單元導電層143p。預單元頂蓋層144p可形成於第三預單元導電層143p上。
周邊閘極絕緣層230可形成於周邊區24的基底100上。最靠近的周邊閘極絕緣層230可在單元區隔離層22上延伸。舉例而言,最靠近單元導電層結構140p_ST的周邊閘極絕緣層230可與單元絕緣層130接觸。單元導電層結構140p_ST可在周邊閘極絕緣層230及周邊區24的基底100上延伸。
隨後,可蝕刻形成於周邊區24的基底100上的單元導電層結構140p_ST以形成周邊閘極導電層及周邊頂蓋層。可形成圍繞周邊閘極導電層及周邊頂蓋層的周邊間隔件。因此,周邊閘極結構可形成於周邊區24上。在此情況下,可不蝕刻在單元區隔離層22上延伸的單元導電層結構140p_ST。因此,單元導電層結構140p_ST在最靠近單元導電層結構140p_ST的周邊閘極絕緣層230上延伸,且周邊間隔件245形成於單元導電層結構140p_ST的側壁上。
隨後,下部蝕刻終止層250可形成於基底100、單元導電層結構140p_ST以及周邊區24上的周邊閘極結構上。下部蝕刻終止層250可沿著單元導電層結構140p_ST的頂部表面、形成於單元導電層結構140p_ST的側壁上的周邊間隔件245以及周邊區24上的周邊閘極結構的輪廓延伸。
隨後,第一周邊層間絕緣層291可形成於下部蝕刻終止層250上。在形成覆蓋下部蝕刻終止層250的第一周邊層間絕緣層291之後,可藉由使用化學機械研磨(chemical mechanical polishing;CMP)製程來移除單元導電層結構140p_ST的頂部表面及周邊閘極結構的頂部表面上的第一周邊層間絕緣層291。因此,暴露單元導電層結構140p_ST的頂部表面及周邊閘極結構的頂部表面上的下部蝕刻終止層250。
參考圖14,多個硬遮罩圖案301、硬遮罩圖案302以及硬遮罩圖案303可形成於下部蝕刻終止層250及第一周邊層間絕緣層291上。多個硬遮罩圖案301、硬遮罩圖案302以及硬遮罩圖案303可包含例如依序堆疊的第一硬遮罩圖案301、第二硬遮罩圖案302以及第三硬遮罩圖案303。第三硬遮罩圖案303可包含開口304。開口304可與單元絕緣層130及周邊閘極絕緣層230在第四方向D4上彼此接觸的部分重疊。
隨後,可使用多個硬遮罩圖案301、硬遮罩圖案302以及硬遮罩圖案303來執行圖案化製程。
參考圖15,可產生具有對應於圖14的開口304的開口的第一硬遮罩圖案301。可使用第一硬遮罩圖案301來蝕刻下部蝕刻終止層250、單元導電層結構140p_ST、單元絕緣層130以及周邊閘極絕緣層230。
參考圖16,可藉由使用圖15的第一硬遮罩圖案301的蝕刻製程來隔離單元導電層結構140p_ST。因此,可形成最靠近單元導電層結構140p_ST的周邊閘極結構240ST。周邊閘極結構240ST可包含周邊閘極絕緣層230、周邊閘極導電層240以及周邊間隔件245。
隨後,可形成覆蓋單元導電層結構140p_ST及周邊閘極結構240ST的隔離絕緣層260。可藉由蝕刻製程形成隔離絕緣層260,以填充使單元導電層結構140p_ST與周邊閘極結構240ST彼此隔離的溝渠。因此,可形成使單元導電層結構140p_ST與最靠近單元導電層結構140p_ST的周邊閘極結構240ST彼此隔離的隔離絕緣層260。
在此情況下,根據一些實施例,凹入部分260C可形成於隔離絕緣層260的頂部表面上。可根據隔離絕緣層260的寬度形成凹入部分260C,所述隔離絕緣層260使單元導電層結構140p_ST與最靠近單元導電層結構140p_ST的周邊閘極結構240ST彼此隔離。在此情況下,可形成如圖10中所示出的隔離絕緣層260。
參考圖16及圖17,根據一些實例實施例,凹入部分260C可不形成於隔離絕緣層260的頂部表面上。替代地,根據一些實例實施例,隔離絕緣層260的一部分可經蝕刻以移除凹入部分260C。
參考圖18,可形成穿過隔離絕緣層260的第一通孔271H及第二通孔281H。第一通孔271H可形成於單元導電層結構140p_ST的末端側處,且第二通孔281H可形成於最靠近單元導電層結構140p_ST的周邊閘極導電層240的末端側處。第一通孔271H可穿過隔離絕緣層260及單元導電層結構140p_ST,且第二通孔281H可穿過隔離絕緣層260及周邊閘極導電層240。
第一通孔271H的底部表面可安置於第一預單元導電層141p、第二預單元導電層142p以及第三預單元導電層143p中,且第二通孔281H的底部表面可安置於第一周邊導電層241、第二周邊導電層242以及第三周邊導電層243中。
接著,參考圖4至圖6,可藉由圖案化單元導電層結構140p_ST及下部蝕刻終止層250來形成在第二方向D2上延伸得較長的位元線結構140ST。當形成位元線結構140ST時,可形成位元線觸點146。
在形成單元線間隔件150之後,可形成柵欄圖案170、儲存觸點120以及儲存襯墊160。
可形成填充第二通孔281H的周邊閘極接觸插塞271及連接至隔離絕緣層260上的周邊閘極接觸插塞271的周邊連接佈線272。可形成填充第一通孔271H的位元線接觸插塞281及連接至隔離絕緣層260上的位元線接觸插塞281的單元連接佈線282。
隨後,可形成上部蝕刻終止層292。另外,可形成資訊儲存部分190。
亦即,在製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法中,可在形成位元線結構140ST之前執行參考圖14至圖18描述的製造製程。
圖19至圖26為用於描述用於製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法的中間操作圖。將簡要地描述或省略與參考圖1至圖18所描述的內容重疊的內容。為了參考,圖19、圖21、圖23以及圖25為沿著圖3的線B-B'截取的橫截面圖,且圖20、圖22、圖24以及圖26為沿著圖3的線C-C'截取的橫截面圖。
在製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法中,可在形成資訊儲存部分190之前執行參考圖14至圖18描述的製造製程。
在製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法中,可在形成位元線結構140ST及形成單元線間隔件150之前執行參考14至圖18描述的製造製程。
舉例而言,參考圖11、圖19以及圖20,可藉由圖案化單元導電層結構140p_ST及下部蝕刻終止層250來形成在第二方向D2上延伸得較長的位元線結構140ST。當形成位元線結構140ST時,可形成位元線觸點146。隨後,可執行參考圖14至圖18描述的製造製程。隨後,可形成單元線間隔件150、柵欄圖案170、儲存觸點120、儲存襯墊160、周邊閘極接觸插塞271、周邊連接佈線272、位元線接觸插塞281、單元連接佈線282、上部蝕刻終止層292以及資訊儲存部分190。
在製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法中,可在形成單元線間隔件150及形成柵欄圖案170之前執行參考圖14至圖18描述的製造製程。
舉例而言,參考圖11、圖21以及圖22,在如圖19及圖20中所示出形成位元線結構140ST及位元線觸點146之後,可形成單元線間隔件150。隨後,可執行參考圖14至圖18描述的製造製程。隨後,可形成柵欄圖案170、儲存觸點120、儲存襯墊160、周邊閘極接觸插塞271、周邊連接佈線272、位元線接觸插塞281、單元連接佈線282、上部蝕刻終止層292以及資訊儲存部分190。
在製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法中,可在形成柵欄圖案170及形成儲存觸點120之前執行參考圖14至圖18描述的製造製程。
舉例而言,參考圖11、圖23以及圖24,在如圖21及圖22中所示出形成位元線結構140ST、位元線觸點146以及單元線間隔件150之後,可形成柵欄圖案170。隨後,可執行參考圖14至圖18描述的製造製程。隨後,可形成儲存觸點120、儲存襯墊160、周邊閘極接觸插塞271、周邊連接佈線272、位元線接觸插塞281、單元連接佈線282、上部蝕刻終止層292以及資訊儲存部分190。
在製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法中,可在形成儲存觸點120及形成儲存襯墊160之前執行參考圖14至圖18描述的製造製程。
舉例而言,參考圖11、圖25以及圖26,在如圖23及圖24中所示出形成位元線結構140ST、位元線觸點146、單元線間隔件150以及柵欄圖案170之後,可形成儲存觸點120。隨後,可執行參考圖14至圖18描述的製造製程。隨後,可形成儲存襯墊160、周邊閘極接觸插塞271、周邊連接佈線272、位元線接觸插塞281、單元連接佈線282、上部蝕刻終止層292以及資訊儲存部分190。
圖27及圖28為用於描述圖14的硬遮罩圖案的視圖。
參考圖14、圖15以及圖17,在製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法中,第三硬遮罩圖案303可包含開口304。開口304可具有環形形狀。開口304可沿著單元區20的周邊形成。開口304可形成於單元區20與稍後將形成的周邊閘極導電層240之間。隔離絕緣層260可形成於蝕刻穿過開口304的部分中。亦即,隔離絕緣層260可沿著單元區20的周邊形成。
參考圖14、圖15以及圖28,在製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法中,第三硬遮罩圖案303的開口304可具有狹縫形狀。開口304可形成於單元區20的相對側壁上。開口304可形成於單元區20的在第二方向D2上彼此相對的兩個側壁之間,所述第二方向D2為位元線結構140ST稍後延伸得較長及周邊閘極導電層240稍後將形成的方向。單元區20的在第一方向D1上彼此相對的兩個側壁及周邊閘極導電層240可與周邊閘極導電層在周邊區24的基底100上的形成同時形成。
儘管上文已參考隨附圖式描述本揭露的一些實例實施例,但本發明概念可以各種不同形式實施。本揭露涉及的所屬領域中具通常知識者可理解,可在不脫離本發明概念的精神及範疇的情況下以其他特定形式實施本發明概念的實施例。因此,應理解,上文所描述的實例實施例在所有態樣中均為說明性的而非限制性的。
20:單元區 22:單元區隔離層 22A:第一絕緣襯裡 22B:第二絕緣襯裡 22C:第三絕緣襯裡 24:周邊區 100:基底 105:單元元件隔離層 110:單元閘極結構 111:單元閘極絕緣層 112:單元閘極電極 113:單元閘極頂蓋圖案 114:單元閘極頂蓋導電層 115:單元閘極溝渠 120:儲存觸點 130:單元絕緣層 131:第一單元絕緣層 132:第二單元絕緣層 140:單元導電線 140p:預單元導電線 140p_ST:單元導電層結構 140ST:位元線結構 141:第一單元導電層 141p:第一預單元導電層 142:第二單元導電層 142p:第二預單元導電層 143:第三單元導電層 143p:第三預單元導電層 144:單元線頂蓋層 144p:預單元頂蓋層 146:位元線觸點 146p:預位元線觸點 150:單元線間隔件 151:第一單元線間隔件 152:第二單元線間隔件 153:第三單元線間隔件 154:第四單元線間隔件 160:儲存襯墊 170:柵欄圖案 180:襯墊隔離絕緣層 190:資訊儲存部分 191:下部電極 192:電容器介電層 193:上部電極 230:周邊閘極絕緣層 240:周邊閘極導電層 240ST:周邊閘極結構 241:第一周邊導電層 242:第二周邊導電層 243:第三周邊導電層 244:周邊頂蓋層 245:周邊間隔件 250:下部蝕刻終止層 260:隔離絕緣層 260C:凹入部分 261:第一部分 262:第二部分 271:周邊閘極接觸插塞 271H:第一通孔 272:周邊連接佈線 281:位元線接觸插塞 281H:第二通孔 282:單元連接佈線 291:第一周邊層間絕緣層 292:上部蝕刻終止層 293:第二周邊層間絕緣層 301:第一硬遮罩圖案 302:第二硬遮罩圖案 303:第三硬遮罩圖案 304:開口 A-A'、B-B'、C-C':線 ACT:單元主動區 ACTP:周邊主動區 BC:內埋觸點 BL:位元線 D1:第一方向 D2:第二方向 D3:第三方向 D4:第四方向 DC:直接觸點 LP:著陸襯墊 PR_ST:周邊閘極 R1、R2:區 S11:第一側壁 S12:第二側壁 S13:第三側壁 S21:第五側壁 S22:第六側壁 S23:第七側壁 S24:第八側壁 WL:字元線
本揭露的上述及其他態樣及特徵將藉由參考附圖詳細描述其實例實施例而變得更顯而易見,其中: 圖1為根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的示意性佈局圖。 圖2為圖1的區R1的示意性佈局。 圖3為圖1的區R2的示意性佈局。 圖4為沿著圖3的線A-A'截取的實例橫截面圖。 圖5為沿著圖3的線B-B'截取的實例橫截面圖。 圖6為沿著圖3的線C-C'截取的實例橫截面圖。 圖7至圖10為用於描述根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的視圖。 圖11至圖18為用於描述用於製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法的中間操作圖。 圖19至圖26為用於描述用於製造根據一些實例實施例的半導體記憶體裝置的方法的中間操作圖。 圖27及圖28為用於描述圖14的硬遮罩圖案的視圖。
22:單元區隔離層
22A:第一絕緣襯裡
22B:第二絕緣襯裡
22C:第三絕緣襯裡
100:基底
105:單元元件隔離層
110:單元閘極結構
111:單元閘極絕緣層
112:單元閘極電極
113:單元閘極頂蓋圖案
114:單元閘極頂蓋導電層
115:單元閘極溝渠
130:單元絕緣層
131:第一單元絕緣層
132:第二單元絕緣層
140:單元導電線
140ST:位元線結構
141:第一單元導電層
142:第二單元導電層
143:第三單元導電層
144:單元線頂蓋層
146:位元線觸點
180:襯墊隔離絕緣層
192:電容器介電層
193:上部電極
230:周邊閘極絕緣層
240:周邊閘極導電層
240ST:周邊閘極結構
241:第一周邊導電層
242:第二周邊導電層
243:第三周邊導電層
244:周邊頂蓋層
245:周邊間隔件
250:下部蝕刻終止層
260:隔離絕緣層
261:第一部分
262:第二部分
271:周邊閘極接觸插塞
272:周邊連接佈線
281:位元線接觸插塞
282:單元連接佈線
291:第一周邊層間絕緣層
292:上部蝕刻終止層
293:第二周邊層間絕緣層
A-A':線
D2:第二方向
D4:第四方向

Claims (10)

  1. 一種半導體記憶體裝置,包括: 基底,包含單元區及沿著所述單元區的周邊的周邊區; 單元區隔離層,在所述基底中,所述單元區隔離層沿著所述單元區的所述周邊且界定所述基底的所述單元區; 單元導電線,在所述單元區上,所述單元導電線包含在所述單元區隔離層上的側壁; 周邊閘極導電層,在所述周邊區上,所述周邊閘極導電層包含在所述單元區隔離層上的側壁;以及 隔離絕緣層,與所述單元區隔離層上的所述單元導電線的所述側壁及所述周邊閘極導電層的所述側壁接觸。
  2. 如請求項1所述的半導體記憶體裝置,其中所述隔離絕緣層為單層。
  3. 如請求項1所述的半導體記憶體裝置,其中所述單元導電線的所述側壁及所述周邊閘極導電層的所述側壁面向彼此。
  4. 如請求項1所述的半導體記憶體裝置,其中 所述單元導電線包含面向所述單元導電線延伸的方向的第一側壁,且 所述隔離絕緣層與所述第一側壁接觸。
  5. 如請求項1所述的半導體記憶體裝置,更包括: 周邊間隔件,其中 所述周邊閘極導電層包含與所述隔離絕緣層接觸的第一側壁及與所述第一側壁相對的第二側壁, 所述周邊間隔件在所述周邊閘極導電層的所述第二側壁上,且 所述周邊間隔件不在所述周邊閘極導電層的所述第一側壁上。
  6. 如請求項1所述的半導體記憶體裝置,更包括: 位元線接觸插塞;以及 周邊閘極接觸插塞,其中 所述隔離絕緣層包含第一部分及第二部分, 所述隔離絕緣層的所述第一部分與所述單元導電線的所述側壁及所述周邊閘極導電層的所述側壁接觸, 所述隔離絕緣層的所述第二部分沿著所述單元導電線的頂部表面的至少一部分及所述周邊閘極導電層的頂部表面的至少一部分延伸, 所述位元線接觸插塞穿過所述隔離絕緣層的所述第二部分且電連接至所述單元導電線,且 所述周邊閘極接觸插塞穿過所述隔離絕緣層的所述第二部分且電連接至所述周邊閘極導電層。
  7. 如請求項6所述的半導體記憶體裝置,其中所述隔離絕緣層的所述第一部分與所述位元線接觸插塞及所述周邊閘極接觸插塞間隔開。
  8. 如請求項6所述的半導體記憶體裝置,其中所述隔離絕緣層的所述第一部分與所述位元線接觸插塞及所述周邊閘極接觸插塞中的至少一者接觸。
  9. 如請求項1所述的半導體記憶體裝置,其中所述隔離絕緣層沿著所述單元區的所述周邊。
  10. 一種半導體記憶體裝置,包括: 基底,包含單元區及沿著所述單元區的周邊的周邊區; 單元導電線,在所述單元區上; 周邊閘極導電層,在所述周邊區上,所述周邊閘極導電層包含在第一方向上與所述單元導電線相對的第一側壁及在所述第一方向上與所述第一側壁相對的第二側壁; 周邊間隔件,不在所述第一側壁上且安置於所述第二側壁上;以及 隔離絕緣層,在所述單元導電線與所述第一側壁之間。
TW112104781A 2022-02-14 2023-02-10 半導體記憶體裝置 TW202333353A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220018991A KR20230122385A (ko) 2022-02-14 2022-02-14 반도체 메모리 장치
KR10-2022-0018991 2022-02-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202333353A true TW202333353A (zh) 2023-08-16

Family

ID=87558441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112104781A TW202333353A (zh) 2022-02-14 2023-02-10 半導體記憶體裝置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230262967A1 (zh)
KR (1) KR20230122385A (zh)
CN (1) CN116600562A (zh)
TW (1) TW202333353A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
CN116600562A (zh) 2023-08-15
US20230262967A1 (en) 2023-08-17
KR20230122385A (ko) 2023-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI788106B (zh) 半導體裝置
TWI808811B (zh) 半導體記憶體裝置
TWI771256B (zh) 半導體裝置
US20240057323A1 (en) Semiconductor memory device with buried contacts and a fence
TWI783765B (zh) 半導體記憶體裝置
US20220139927A1 (en) Semiconductor memory devices and methods for fabricating the same
TW202333353A (zh) 半導體記憶體裝置
TWI836976B (zh) 半導體記憶體裝置
US20240107751A1 (en) Semiconductor memory device
US20230139252A1 (en) Semiconductor device
US20240121944A1 (en) Semiconductor memory device
KR20230047968A (ko) 반도체 장치 및 그 제조 방법
TW202415231A (zh) 半導體記憶體裝置
KR20240010162A (ko) 반도체 메모리 장치 및 이의 제조 방법
KR20240050249A (ko) 반도체 메모리 장치
KR20230056990A (ko) 반도체 장치
KR20240084818A (ko) 반도체 장치
CN117881182A (zh) 半导体存储器件
TW202341426A (zh) 半導體記憶體裝置
TW202341435A (zh) 半導體記憶體裝置
KR20240025974A (ko) 반도체 메모리 장치 및 이의 제조 방법