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半導(dǎo)體器件及其制造方法

文檔序號:7166948閱讀:142來源:國知局
專利名稱:半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法,更具體地說,本發(fā)明涉及包括埋入式柵極和存儲節(jié)點觸點的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)
最近,雖然對大容量半導(dǎo)體存儲器件(尤其是動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM))的需求已增加,但隨著DRAM技術(shù)進入30nm以下,因為難以制造特征尺寸顯著小于30nm的功能性DRAM單元(cell,又稱為晶胞),所以DRAM的容量的增加在不久的將來很可能達到極限。因此,已作出了很多研究努力以試圖減小存儲器單元尺寸以便在相同面積中安裝更多存儲器單元。此努力的一方面是為了提出更有效的單元布局,例如,將布局自傳統(tǒng)8F2變?yōu)?F2, 其中“F”指代特征尺寸。特征尺寸通常代表用以制造預(yù)定半導(dǎo)體芯片的最小圖案尺寸。用于將更多數(shù)目的存儲器單元擠入相同的芯片面積中并獲得更大存儲容量的另一種方法是使用具有形成于基板的凹陷部中的柵極的凹入式柵極結(jié)構(gòu)。溝道區(qū)沿著彎曲的凹陷部表面形成,這不同于具有水平溝道區(qū)的常規(guī)平坦柵極結(jié)構(gòu)。埋入式柵極結(jié)構(gòu)為用于縮小DRAM存儲器單元的另一種方法,其中柵極埋入在基板的凹陷部中。整個柵極形成于半導(dǎo)體基板的表面下方以獲得具有較長長度和較寬寬度的溝道,以便減小例如柵極(字線)與位線之間的寄生電容。實施埋入式柵極結(jié)構(gòu)技術(shù)的一個挑戰(zhàn)是存儲節(jié)點觸點與有源區(qū)之間的接觸面積相對較小。小的接觸面積會導(dǎo)致接觸電阻相對較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種具有相對較低接觸電阻的半導(dǎo)體器件。在一個實施例中,在器件隔離結(jié)構(gòu)上形成隔離圖案且在隔離圖案的側(cè)部處形成觸點插塞,以使得存儲節(jié)點觸點與有源區(qū)之間完全重疊以解決蝕刻工序中的覆蓋問題,并且增加了存儲節(jié)點的蝕刻寬度以
改善工序裕量。根據(jù)示例性實施例的一方面,一種半導(dǎo)體器件包括主柵極和器件隔離結(jié)構(gòu),這兩者布置于半導(dǎo)體基板中;隔離圖案,其布置于所述器件隔離結(jié)構(gòu)上;以及觸點插塞,其布置于所述隔離圖案的側(cè)部處。隔離圖案形成于器件隔離結(jié)構(gòu)上且觸點插塞形成于隔離圖案的側(cè)部處,以使得存儲節(jié)點觸點與有源區(qū)之間完全重疊以解決蝕刻工序中的覆蓋問題,并且增加了存儲電極的蝕刻線寬以提供工序裕量。所述器件隔離結(jié)構(gòu)可以包括下列各者中的至少一者隔離柵極,其在所述半導(dǎo)體基板中布置于所述主柵極附近;以及器件隔離膜,其包括埋入在溝槽內(nèi)的絕緣層,所述溝槽在所述半導(dǎo)體基板中蝕刻而成。所述隔離圖案可以包括蝕刻選擇性與氧化物層的蝕刻選擇性不同的絕緣層。所述隔離圖案可以包括氮化物層、氮氧化硅層和非晶碳層。所述主柵極和所述隔離柵極中的每一者均可以包括埋入式柵極,所述埋入式柵極包括凹陷部,其以預(yù)定深度形成于所述半導(dǎo)體基板中;柵極導(dǎo)電層,其埋入于所述凹陷部的下部中;以及覆蓋層,其在所述凹陷部內(nèi)形成于所述柵極導(dǎo)電層上。所述隔離圖案可以形成為使得所述隔離圖案的下部埋入于所述凹陷部的上部內(nèi),以防止所述隔離圖案崩塌。另外,所述主柵極和所述隔離柵極可以形成為使得兩個主柵極和一個隔離柵極以
重復(fù)方式布置。所述半導(dǎo)體器件還可以包括位線觸點,其布置于所述兩個主柵極之間的位線觸點區(qū)域上方;以及位線,其布置于所述位線觸點上。所述觸點插塞可以包括存儲節(jié)點觸點插塞。根據(jù)另一示例性實施例的另一方面,一種半導(dǎo)體器件包括有源區(qū),其在半導(dǎo)體基 板中形成為線型;主柵極,其相對于所述有源區(qū)傾斜地延伸;隔離柵極,其位于所述半導(dǎo)體基板中;線型的隔離圖案,其布置于所述隔離柵極上;以及觸點插塞,其沿著所述隔離圖案的兩側(cè)延伸。隔離圖案形成于器件隔離結(jié)構(gòu)上且觸點插塞形成于隔離圖案的兩側(cè)處。從而,提供存儲節(jié)點觸點與有源區(qū)之間的完全重疊以改善蝕刻工序中的覆蓋問題,且增加了存儲節(jié)點的蝕刻線寬以改善工序裕量。所述主柵極和所述隔離柵極可以形成為使得兩個主柵極和一個隔離柵極以交替方式布置。所述半導(dǎo)體器件還可以包括介于所述兩個主柵極之間的位線觸點插塞。所述半導(dǎo)體器件還可以包括布置于所述位線觸點插塞上且跨越所述主柵極延伸的線型的位線。所述位線可以垂直地跨越穿過所述主柵極,且所述觸點插塞可以包括存儲節(jié)點觸
點插塞。根據(jù)另一示例性實施例的另一方面,一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括在半導(dǎo)體基板中形成主柵極和器件隔離結(jié)構(gòu);在所述器件隔離結(jié)構(gòu)上形成隔離圖案;以及在所述隔離圖案的兩側(cè)處形成觸點插塞。隔離圖案形成于器件隔離結(jié)構(gòu)上,且觸點插塞形成于隔離圖案的兩側(cè)處。從而,提供存儲節(jié)點觸點與有源區(qū)之間的完全重疊以改善蝕刻工序中的覆蓋問題,且增加了存儲節(jié)點的蝕刻線寬以改善工序裕量。形成所述器件隔離結(jié)構(gòu)的步驟可以包括如下步驟中的至少一個在半導(dǎo)體基板中形成與所述主柵極相鄰布置的隔離柵極;以及形成包括絕緣層的器件隔離膜,所述絕緣層埋入在所述半導(dǎo)體基板中蝕刻而成的溝槽內(nèi)。形成所述隔離圖案的步驟可以包括在所述半導(dǎo)體基板上形成層間介電層;以界定所述隔離圖案的方式蝕刻所述層間介電層;在包括經(jīng)蝕刻的層間介電層在內(nèi)的所述半導(dǎo)體基板的整個表面上沉積隔離圖案層;對所述隔離圖案層進行回蝕以使得所述隔離圖案保留在所述層間介電層的側(cè)壁上;以及移除所述層間介電層。形成所述主柵極和所述隔離柵極的步驟可以包括在所述半導(dǎo)體基板中形成具有預(yù)定深度的凹陷部;將柵極導(dǎo)電層埋入在所述凹陷部的下部中;以及在所述凹陷部內(nèi)在所述柵極導(dǎo)電層上埋入覆蓋層。所述隔離圖案可以形成為使得所述隔離圖案的下部埋入于所述凹陷部的上部內(nèi)。所述方法還可以包括蝕刻所述覆蓋層至預(yù)定深度;以及在包括經(jīng)蝕刻的覆蓋層在內(nèi)的所述半導(dǎo)體基板上形成隔離圖案層。形成所述觸點插塞的步驟可以包括在包括所述隔離圖案在內(nèi)的所述半導(dǎo)體基板上形成層間介電層;以界定所述主柵極的方式蝕刻所述層間介電層以形成觸點孔;在包括所述觸點孔在內(nèi)的所述半導(dǎo)體基板的整個表面上沉積導(dǎo)電材料;以及對所述層間介電層上的導(dǎo)電材料進行平坦化蝕刻。所述隔離圖案可以包括蝕刻選擇性與氧化物層的蝕刻選擇性不同的絕緣層。所述隔離圖案可以包括氮化硅層、氮氧化硅層或非晶碳層。形成所述主柵極和所述隔離柵極的步驟可以包括形成以交替方式布置的兩個主柵極和一個隔尚柵極。所述方法還可以包括在所述兩個主柵極之間的位線觸點區(qū)域上形成位線觸點;以及在所述位線觸點上形成位線。所述觸點插塞可以包括存儲節(jié)點觸點插塞。根據(jù)另一示例性實施例的另一方面,一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括在半導(dǎo)體基板中形成線型的有源區(qū);形成相對于所述有源區(qū)傾斜延伸的主柵極并在所述半導(dǎo)體基板中形成隔離柵極;在所述隔離柵極上形成線圖案的隔離圖案;以及形成沿所述隔離圖案的兩個邊緣延伸的觸點插塞。形成所述主柵極和所述隔離柵極的步驟可以包括形成以交替方式布置的兩個主柵極和一個隔尚柵極。所述方法還可以包括在所述兩個主柵極之間形成觸點插塞。所述方法還可以包括形成布置于位線觸點插塞上的線型的位線,使得所述位線連接至所述位線觸點插塞且延伸穿過所述主柵極。所述位線可以形成為垂直地跨越穿過所述主柵極。所述觸點插塞可以包括存儲節(jié)點觸點插塞。在以下具體實施方式
部分將描述這些和其它特征、方面和實施例。


從結(jié)合附圖的以下詳細描述中可以更清楚地理解以上和其它方面、特征以及本發(fā)明的其它優(yōu)點和主題,其中圖I為根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體器件的平面圖。圖2為沿著圖I中的線A-A'截取的半導(dǎo)體器件的截面圖。圖3至圖14為示出沿著線A-A'截取的制造根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體器件的方 法的截面圖;以及圖15為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。
具體實施例方式下面,將參考作為示例性實施例(和中間結(jié)構(gòu))示意圖的剖視圖描述各示例性實施例。因此,可以預(yù)期存在例如因為制造技術(shù)和/或公差而產(chǎn)生的示例形狀的變化。因此,示例性實施例不應(yīng)該被認為限于所示區(qū)域的具體形狀,而是還可以包括由例如制造工藝造成的形狀偏差。在附圖中,為了清晰起見,可能會放大某些層和區(qū)域的長度和尺寸。附圖中的相似附圖標記表示相似的部件。還應(yīng)該理解到,當某一層被稱為“位于另一層或基板上”時,該層可以直接位于其它層或基板上,或者也可以存在中間層。下面,將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的半導(dǎo)體器件及其制造方法。圖I為根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體器件的平面圖。有源區(qū)12形成為例如,相對于位線成角度地延伸的線型圖案。在半導(dǎo)體基板10的除了有源區(qū)12外的其余區(qū)域中形成有線型的器件隔離膜11,以限定有源區(qū)12。有源區(qū)12的構(gòu)造不限于線型,而是也可以采用有源區(qū)的其它構(gòu)造(如稍后所描述)。位線60形成為沿著第一方向跨越穿過有源區(qū)12的線型圖案,該位線相對于有源區(qū)12形成銳角。主柵極20 (也被稱為“單元柵極”)形成為沿著與該第一方向垂直的第二方向延伸的線型圖案。隔離柵極30(也被稱為“隔離圖案”)形成為介于相鄰一對主柵極之間的線型圖案,使得該隔離圖案沿著第二方向延伸。在一個實施例中,多個主柵極20和多個隔離柵極30可以以恒定距離間隔開。舉例而言,主柵極和隔離柵極可以形成為線距 (line-and-space)圖案,其中線圖案具有線寬度“ I ”,間距圖案也具有線寬度“ I ”。隔離圖案40(參見圖2)以線型形成在隔離柵極30上。在隔離圖案40的兩側(cè)處形成有觸點插塞50。觸點插塞50可以包括存儲節(jié)點觸點插塞。圖2為沿著圖I中的線A-A'截取的半導(dǎo)體器件的截面圖。有源區(qū)12形成于半導(dǎo)體基板10中且兩個主柵極20和一個隔離柵極30重復(fù)地形成,其中根據(jù)本發(fā)明實施例,這些柵極中的每一個以基本上恒定的距離與相鄰柵極間隔開。主柵極20和隔離柵極30均可以形成為柵極被埋入半導(dǎo)體基板10內(nèi)的埋入式柵極。主柵極20和隔離柵極30中的每一個均可以包括形成于半導(dǎo)體基板10中的具有預(yù)定深度的凹陷部22或32、埋入凹陷部22或32的下部中的柵極導(dǎo)電層24或34、以及在凹陷部22或32內(nèi)位于柵極導(dǎo)電層24或34上方的覆蓋層26或36。柵極導(dǎo)電層24或34包括諸如鎢(W)或鈦(Ti)等金屬。覆蓋層26或36包括諸如氮化物層或氧化物層等絕緣材料。此處,主柵極20用作半導(dǎo)體器件的字線,且與主柵極20具有相同結(jié)構(gòu)的隔離柵極30用于使單元隔離開而實際上不作為柵極工作。隔離柵極30可以通過連接至反向偏壓電壓Vbb而接地。另外,隔離柵極30可以被器件隔離膜的結(jié)構(gòu)或?qū)艠O埋入器件隔離膜內(nèi)的結(jié)構(gòu)來代替(如稍后所描述)(參見圖15)。在主柵極20與隔離柵極30之間以及在主柵極20之間的有源區(qū)12的區(qū)域中形成有接面(junction,又稱為結(jié))區(qū)域。兩個主柵極20之間的接面區(qū)域可以為位線觸點區(qū)域,主柵極20與隔離柵極30之間的接面區(qū)域可以為存儲節(jié)點觸點區(qū)域,但本發(fā)明不限于此。因此,可以在位線觸點區(qū)域形成位線插塞62和位線60,并且可以在存儲節(jié)點觸點區(qū)域形成存儲節(jié)點觸點插塞54和電容器(未示出)。此時,位線觸點插塞62可以形成至低于存儲節(jié)點觸點插塞54的表面水平(如圖2中所示),或形成至高于存儲節(jié)點觸點插塞54的表面水平(如圖14中所示)。另外,隔離圖案40形成在隔離柵極30上。如圖2中所示,隔離圖案40位于隔離柵極30上,并且可以與隔離柵極30形成相同的線型。隔離圖案40可以包括蝕刻選擇性與氧化物層的蝕刻選擇性不同的材料且可以包括氮化硅層、氮氧化硅(SiON)層或非晶碳層。隔離圖案40布置于兩個觸點插塞54之間。S卩,觸點插塞54布置于隔離圖案40的側(cè)部處。觸點插塞54可以為存儲節(jié)點觸點插塞。
隔離圖案40延伸到半導(dǎo)體基板10的表面下方以使得該隔離圖案的下部部分地延伸至凹陷部32的上部中且連接至埋入式隔離柵極30。結(jié)果,與隔離圖案40形成于半導(dǎo)體基板上方的情況相比,即使當隔離圖案40形成有高縱橫比(例如,3、5、7或更高的縱橫比)時,也可以防止隔離圖案40崩塌。在一個實施例中,隔離圖案40具有明顯比隔離柵極30的縱橫比高的縱橫比。在具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中,因為根據(jù)本發(fā)明實施例使用預(yù)先形成的隔離圖案40將兩個存儲節(jié)點觸點插塞54隔離開,因此兩個存儲節(jié)點觸點插塞54是使用單次蝕刻沉積工序同時形成的。結(jié)果,提供存儲節(jié)點觸點與有源區(qū)之間的完全重疊,從而增加了工序裕量。此外,可以解決在形成存儲節(jié)點觸點孔的過程中可能出現(xiàn)的對準不良問題,且可以增加存儲節(jié)點與接面之間的接觸面積大小。圖3至圖14為示出沿著圖I中的線A-A'截取的制造根據(jù)一個示例性實施例的半 導(dǎo)體器件的方法的截面圖。在下文中,將參考圖3至圖14描述制造具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法。參考圖3,將主柵極20和隔離柵極30形成為埋入在半導(dǎo)體基板10內(nèi)。具體地說,在半導(dǎo)體基板10中以預(yù)定深度形成凹陷部22和32。在凹陷部22和32中沉積包括W或Ti的導(dǎo)電材料,接著對導(dǎo)電材料進行回蝕以使得導(dǎo)電材料保留在凹陷部22和32的下部中,從而形成柵極導(dǎo)電層24和34。接下來,在凹陷部22和32內(nèi)的柵極導(dǎo)電層24和34上形成包括諸如氮化物層或氧化物層等絕緣材料的覆蓋層26和36。執(zhí)行離子注入工序以在半導(dǎo)體基板10的柵極20和30之間形成接面區(qū)域14,且在半導(dǎo)體基板10上以預(yù)定厚度形成包括氧化物層的層間介電層57。雖然在附圖中未示出,但可以使用淺溝槽隔離(STI)工序形成線型的器件隔離膜以限定線型的有源區(qū)12,作為隔離柵極30的替代,如圖I所示。下面,將更詳細地描述形成器件隔離層的STI工序。首先,利用氧化工序在溝槽的內(nèi)壁上形成側(cè)壁氧化物層。側(cè)壁氧化物層用來對半導(dǎo)體基板的表面的晶格缺陷進行處理,上述表面是在形成該溝槽的步驟中被露出的。在該溝槽的表面上形成襯墊氮化物層和襯墊氧化物層。襯墊氮化物層防止溝槽的內(nèi)壁發(fā)生氧化且抑制在后續(xù)工序中出現(xiàn)應(yīng)力。襯墊氧化物層被構(gòu)造成減小在將絕緣材料沉積于溝槽中時出現(xiàn)的施加于溝槽的內(nèi)側(cè)上的應(yīng)力,或解決由被溝槽露出的半導(dǎo)體基板與襯墊氮化物層圖案之間的材料差異所導(dǎo)致的沉積速率差異所引起的不均勻性。接下來,在包括形成有襯墊氧化物層的溝槽在內(nèi)的半導(dǎo)體基板10的整個表面上形成用于器件隔離的絕緣材料。該用于器件隔離的絕緣層包括氧化物層。舉例而言,該用于器件隔離的絕緣層可以包括高密度等離子體(HDP)或旋涂式介電質(zhì)(SOD)。隨后,可以執(zhí)行化學(xué)機械拋光(CMP)工序,直至襯墊氮化物層露出為止,從而形成器件隔離膜。參考圖4,在層間介電層57上形成掩模圖案72。掩模圖案72可以包括光阻(photoresist,又稱為光致抗蝕劑或光刻膠)層圖案或硬掩模圖案。掩模圖案72將隔離柵極30露出且在可選實例中還將隔離柵極30之間的有源區(qū)12露出。具體地說,掩模圖案72的邊界可以優(yōu)選地與兩個相鄰隔離柵極30中位于左方的隔離柵極30的左端和兩個相鄰隔離柵極30中位于右方的隔離柵極30的右端一致。參考圖5,使用掩模圖案72作為掩模來蝕刻層間介電層57以將半導(dǎo)體基板10露出。此時,可以使兩個主柵極20和兩個隔離柵極30的上表面露出,經(jīng)蝕刻的層間介電層57的邊界也可以位于隔離柵極上方。參考圖6,執(zhí)行覆蓋層26和36的蝕刻工序以部分地移除覆蓋層26和36的上部。結(jié)果,在埋入式柵極20和30的上部中以預(yù)定深度形成覆蓋層凹陷部26a和36a。覆蓋層26和36的蝕刻工序可以利用覆蓋層的氮化物與半導(dǎo)體基板10的硅之間及覆蓋層的氮化物與層間介電層57的氧化物之間的蝕刻選擇性。 參考圖7,在包括覆蓋層凹陷部26a和36a在內(nèi)的半導(dǎo)體基板10的整個表面上以預(yù)定厚度形成隔離圖案層42。隔離圖案層42可以為隔離圖案40(稍后將描述)。隔離圖案層42可以包括蝕刻選擇性與氧化物層的蝕刻選擇性不同的材料。隔離圖案層42可以包括諸如氮化物層、氮氧化硅層(SiON)或非晶碳層等材料。隔離圖案層42可以使用諸如物理氣相沉積(PVD)工序、化學(xué)氣相沉積(CVD)工序或原子層沉積(ALD)等沉積工序來沉積。參考圖8,對隔離圖案層42執(zhí)行各向異性蝕刻工序以使得隔離圖案層42保留在層間介電層57的側(cè)壁上,從而形成隔離圖案40。此時,由于層間介電層57的邊界位于隔離柵極30上方,因此隔離圖案40也位于隔離柵極30的邊界上。在該各向異性蝕刻工序中,隔離圖案層42還保留在覆蓋層凹陷部26a和36a中。從而,隔離圖案40的下部埋入至覆蓋層凹陷部36a中從而可以防止隔離圖案40在后續(xù)工序中崩塌。參考圖9,移除層間介電層57以使得僅隔離圖案40位于半導(dǎo)體基板10上。參考圖10,在包括隔離圖案40在內(nèi)的半導(dǎo)體基板10上沉積層間介電層56,以將半導(dǎo)體基板10的整個表面平坦化。層間介電層56可以包括氧化物層。在層間介電層56上形成硬掩模材料的掩模圖案74或光阻層。掩模圖案74可以具有用于限定存儲節(jié)點觸點區(qū)域的構(gòu)造。掩模圖案74可以具有用于限定兩個相鄰存儲節(jié)點觸點包括一個隔離圖案40在內(nèi)的構(gòu)造和大小。參考圖11,使用掩模圖案74作為掩模來蝕刻層間介電層56以形成存儲節(jié)點觸點孔52。存儲節(jié)點觸點孔52可以使隔離柵極30與主柵極20之間的接面區(qū)域14露出。隔離圖案40位于存儲節(jié)點觸點孔52的中心處。隔離圖案40包括蝕刻選擇性與氧化物材料的層間介電層56的蝕刻選擇性不同的材料,諸如氮化物層、氮氧化硅(SiON)層或非晶碳層,以使得在層間介電層56的蝕刻工序期間不會蝕刻隔離圖案40。參考圖12,在包括存儲節(jié)點觸點孔52在內(nèi)的半導(dǎo)體基板10的整個表面上沉積諸如多晶硅等導(dǎo)電材料54a以填充存儲節(jié)點觸點孔52。參考圖13,使用諸如CMP工序等工序?qū)?dǎo)電材料54a的上部進行平坦化蝕刻以使導(dǎo)電材料54a間隔開,從而在存儲節(jié)點觸點孔52內(nèi)形成存儲節(jié)點觸點插塞54。參考圖14,蝕刻形成有存儲節(jié)點觸點插塞54的層間介電層56且將導(dǎo)電材料埋入至層間介電層56的被蝕刻部分內(nèi)以形成位線觸點插塞62。在位線觸點插塞62上形成位線60 (參見圖2)。在存儲節(jié)點觸點插塞54上形成包括下部電極、介電層和上部電極的電容器。根據(jù)制造示例性實施例的具有以上構(gòu)造的半導(dǎo)體器件的方法,使用形成于隔離柵極30上的隔離圖案40借助于一個蝕刻沉積工序形成兩個存儲節(jié)點觸點插塞54。預(yù)先形成的隔離圖案40用來使存儲節(jié)點觸點插塞54隔離開。從而,提供存儲節(jié)點觸點與有源區(qū)之間的完全重疊以解決該蝕刻工序中的覆蓋問題,且增加存儲節(jié)點的蝕刻線寬以改善工序裕量。在示例性實施例中,已經(jīng)描述了形成有線型的有源區(qū)12(參見圖I)且包括隔離柵極30的結(jié)構(gòu)。然而,本發(fā)明也可應(yīng)用于形成有條型(bar type)的有源區(qū)而不包括隔離柵極30的半導(dǎo)體器件,如圖15所示。圖15為示出根據(jù)另一示例性實施例的半導(dǎo)體器件的示意圖。參考圖15,可以省略隔離柵極30且可以替代地形成器件隔離膜38。器件隔離膜38可以形成為以下結(jié)構(gòu)絕緣層借助于STI工序埋入于溝槽內(nèi)??梢栽谄骷綦x膜38中形成柵極20。在器件隔離膜38上形成隔離圖案40,且在隔離圖案40的側(cè)部處形成存儲節(jié)點觸點插塞54。
即使在如圖15中所顯示的根據(jù)示例性實施例的半導(dǎo)體器件中,兩個存儲節(jié)點觸點插塞54也使用隔離圖案40借助于一個蝕刻沉積工序來形成,隔離圖案40用來使兩個存儲節(jié)點觸點插塞54隔離開。從而,提供存儲節(jié)點觸點與有源區(qū)之間的完全重疊以解決蝕刻工序中的覆蓋問題,且增加了存儲節(jié)點的蝕刻線寬以改善工序裕量。本發(fā)明的上述實施例是示例性的而非限制性的。各種替代及等同的方式都是可行的。本發(fā)明并不限于本文所述的實施例。本發(fā)明也不限于任何特定類型的半導(dǎo)體器件。對本發(fā)明內(nèi)容所作的其它增加、刪減或修改是顯而易見的并且落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。本發(fā)明包括下列各者15. 一種制造半導(dǎo)體器件的方法,包括在半導(dǎo)體基板中形成主柵極和器件隔離結(jié)構(gòu);在所述器件隔離結(jié)構(gòu)上形成隔離圖案;以及在所述隔離圖案的側(cè)部處形成觸點插塞。16.根據(jù)第15項所述的方法,其中,形成所述器件隔離結(jié)構(gòu)的步驟包括如下步驟中的至少一個在半導(dǎo)體基板中形成與所述主柵極相鄰布置的隔離柵極;以及形成包括絕緣層的器件隔離膜,所述絕緣層埋入在形成于所述半導(dǎo)體基板中的溝槽內(nèi)。17.根據(jù)第15項所述的方法,其中,形成所述隔離圖案的步驟包括在所述半導(dǎo)體基板上形成層間介電層;蝕刻所述層間介電層以形成經(jīng)蝕刻的層間介電層從而使兩個相鄰隔離柵極和所述兩個相鄰隔離柵極之間的基板露出;在包括所述經(jīng)蝕刻的層間介電層在內(nèi)的所述半導(dǎo)體基板的整個表面上沉積隔離圖案層;對所述隔離圖案層進行回蝕以使得所述隔離圖案保留在所述層間介電層的側(cè)壁上;以及移除所述經(jīng)蝕刻的層間介電層。18.根據(jù)第16項所述的方法,其中,形成所述主柵極和所述隔離柵極的步驟包括在所述半導(dǎo)體基板中形成具有預(yù)定深度的凹陷部;將柵極導(dǎo)電層埋入在所述凹陷部的下部中;以及在所述凹陷部內(nèi)的柵極導(dǎo)電層上埋入覆蓋層。
19.根據(jù)第18項所述的方法,其中,所述隔離圖案形成為使得所述隔離圖案的下部埋入于所述凹陷部的上部內(nèi)。20.根據(jù)第19項所述的方法,形成所述隔離圖案的步驟還包括將所述覆蓋層蝕刻至預(yù)定深度;以及在包括經(jīng)蝕刻的覆蓋層在內(nèi)的半導(dǎo)體基板上形成所述隔離圖案層。21.根據(jù)第15項所述的方法,其中,形成所述觸點插塞的步驟包括在包括所述隔離圖案在內(nèi)的所述半導(dǎo)體基板上形成層間絕緣層;蝕刻所述層間絕緣層以使所述主柵極與所述器件隔離結(jié)構(gòu)之間的基板露出以形成觸點孔;
在包括所述觸點孔在內(nèi)的所述半導(dǎo)體基板的整個表面上沉積導(dǎo)電材料;以及對所述層間絕緣層上的所述導(dǎo)電材料進行平坦化蝕刻。22.根據(jù)第15項所述的方法,其中,所述隔離圖案包括蝕刻選擇性與氧化物層的蝕刻選擇性不同的絕緣層,且所述隔離圖案包括氮化硅層、氮氧化硅層和非晶碳層中的任
一者O23.根據(jù)第16項所述的方法,其中,形成所述主柵極和所述隔離柵極的步驟包括形成以重復(fù)方式布置的兩個主柵極和一個隔離柵極。24.根據(jù)第15項所述的方法,所述方法還包括在所述兩個主柵極之間的位線觸點區(qū)域上形成位線觸點;以及在所述位線觸點上形成位線。25.根據(jù)第15項所述的方法,其中,所述觸點插塞中的任一者均為存儲節(jié)點觸點插塞。26. 一種制造半導(dǎo)體器件的方法,包括在半導(dǎo)體基板中形成線型的有源區(qū);穿過所述有源區(qū)形成主柵極和隔離柵極;在所述隔離柵極上形成線型的隔離圖案;以及在所述隔離圖案的側(cè)部處形成第一觸點插塞。27.根據(jù)第26項所述的方法,其中,形成所述主柵極和所述隔離柵極的步驟包括形成以重復(fù)方式布置的兩個主柵極和一個隔離柵極。28.根據(jù)第27項所述的方法,所述方法還包括在所述兩個主柵極之間形成第二
觸點插塞。29.根據(jù)第27項所述的方法,還包括形成布置于第二觸點插塞上以連接至所述位線觸點插塞的線型的位線。30.根據(jù)第29項的方法,其中,所述位線布置成與所述主柵極垂直。31.根據(jù)第26項所述的方法,其中,所述第一觸點插塞包括存儲節(jié)點觸點插塞。本申請要求2011年2月22日在韓國專利局提交的韓國申請No. 10-2011-0015619的優(yōu)先權(quán),該韓國申請的全部內(nèi)容通過弓I用并入本申請。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件,包括 主柵極和器件隔離結(jié)構(gòu),這兩者布置于半導(dǎo)體基板中; 隔離圖案,其布置于所述器件隔離結(jié)構(gòu)上;以及 觸點插塞,其布置于所述隔離圖案的側(cè)部處。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述器件隔離結(jié)構(gòu)包括下列各者中的至少一者 隔離柵極,其在所述半導(dǎo)體基板中布置于所述主柵極附近;以及 器件隔離膜,其包括埋入在溝槽內(nèi)的絕緣層,所述溝槽形成于所述半導(dǎo)體基板中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述隔離圖案包括蝕刻選擇性與氧化物層的蝕刻選擇性不同的絕緣層,并且 所述隔離圖案包括氮化物層、氮氧化硅層和非晶碳層中的任一者。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述主柵極和所述隔離柵極中的每一者均包括 凹陷部,其以預(yù)定深度形成于所述半導(dǎo)體基板中; 柵極導(dǎo)電層,其埋入于所述凹陷部的下部中;以及 覆蓋層,其在所述凹陷部內(nèi)形成于所述柵極導(dǎo)電層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述隔離圖案形成為使得所述隔離圖案的下部埋入于所述凹陷部的上部內(nèi),以防止所述隔離圖案崩塌。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述主柵極和所述隔離柵極形成為使得兩個主柵極和一個隔離柵極以重復(fù)方式布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件,還包括 位線觸點,其布置于所述兩個主柵極之間的位線觸點區(qū)域上方;以及 位線,其布置于所述位線觸點上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述觸點插塞中的任一者均為存儲節(jié)點觸點插塞。
9.一種半導(dǎo)體器件,包括 有源區(qū),其在半導(dǎo)體基板中形成為線型; 主柵極和隔離柵極,這兩者穿過所述有源區(qū); 線型的隔離圖案,其布置于所述隔離柵極上;以及 觸點插塞,其沿著所述隔離圖案延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述主柵極和所述隔離柵極形成為使得兩個主柵極和一個隔離柵極以重復(fù)方式布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件,還包括 介于所述兩個主柵極之間的位線觸點插塞。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件,還包括 布置于所述位線觸點插塞上且跨越所述主柵極延伸的線型的位線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述位線垂直地跨越穿過所述主柵極。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述觸點插塞中的任一者為存儲節(jié)點觸點插塞。
15.一種半導(dǎo)體器件,包括 有源區(qū),其設(shè)置于基板上,所述有源區(qū)為線圖案; 第一單元柵極,其穿過所述有源區(qū),所述第一單元柵極為線圖案且沿著第一方向延伸; 第二單元柵極,其穿過所述有源區(qū),所述第二單元柵極為線圖案且沿著所述第一方向延伸,所述第二單元柵極與所述第一單元柵極平行地延伸; 第一隔離圖案,其沿著所述第一方向在所述第一單元柵極與所述第二單元柵極之間延伸,所述第一隔離圖案為線圖案且穿過所述有源區(qū);以及 第二隔離圖案,其連接至所述第一隔離圖案且具有比所述第一隔離圖案的縱橫比高的縱橫比, 其中,所述第二隔離圖案的水平截面面積不大于所述第一隔離圖案的水平截面面積。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件,所述半導(dǎo)體器件還包括 第一接面,其形成于所述第一單元柵極與所述第一隔離圖案之間的有源區(qū)中; 第二接面,其形成于所述第二單元柵極與所述第一隔離圖案之間的有源區(qū)中; 第一觸點插塞,其連接至所述第一接面;以及 第二觸點插塞,其連接至所述第二接面, 其中,所述第二隔離圖案形成于所述第一觸點插塞與所述第二觸點插塞之間,且基本上與所述第一觸點插塞和所述第二觸點插塞直接接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述第二隔離圖案的底部延伸至所述基板中。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述第一隔離圖案設(shè)置于所述基板的凹陷部內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述第一單元柵極和所述第二單元柵極為埋入式柵極,且 所述第一隔離圖案為埋入式隔離柵極。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述埋入式隔離柵極具有與所述第一單元柵極和所述第二單元柵極的構(gòu)造基本上相同的構(gòu)造。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述埋入式隔離柵極和所述第一單元柵極具有第一疊層結(jié)構(gòu),所述第一疊層結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電層和形成于所述導(dǎo)電層上的覆蓋層, 所述第二單元柵極具有第二疊層結(jié)構(gòu),所述第二疊層結(jié)構(gòu)包括所述第一疊層結(jié)構(gòu)和形成于所述第一疊層結(jié)構(gòu)上的絕緣圖案, 所述第二疊層結(jié)構(gòu)的絕緣圖案由與所述第二隔離圖案的材料相同的材料形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件,其中, 所述埋入式隔離柵極通過連接至反向偏壓電壓而接地。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件,其中,所述第一隔離圖案包括以線圖案形成于所述基板中的場隔離膜,且 所述第一隔離圖案由平坦圖案形成。
全文摘要
本發(fā)明公開半導(dǎo)體器件及其制造方法,其中使儲存節(jié)點觸點與有源區(qū)之間完全重疊以解決蝕刻工序中的覆蓋問題并且增加了儲存節(jié)點的蝕刻寬度以改善工序裕量。該半導(dǎo)體器件包括主柵極和器件隔離結(jié)構(gòu),這兩者布置于半導(dǎo)體基板中;隔離圖案,其布置于所述器件隔離結(jié)構(gòu)上;以及觸點插塞,其布置于所述隔離圖案的各側(cè)部處。
文檔編號H01L27/108GK102646679SQ20111039801
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者劉敏秀 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司
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