本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種存儲器及其形成方法,以及半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù):
存儲器通常包括存儲電容器以及連接到所述存儲元件的存儲晶體管,所述存儲電容器用來存儲代表存儲信息的電荷。所述存儲晶體管中形成有源區(qū)、漏區(qū)和柵極,所述柵極用于控制所述源區(qū)和漏區(qū)之間的電流流動,并連接至字線導(dǎo)體,所述源區(qū)用于構(gòu)成位線接觸區(qū),以連接至位線,所述漏區(qū)用于構(gòu)成存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū),以連接至存儲電容器。
在傳統(tǒng)的存儲器的制備方法中,通常包括定義有源區(qū)(activearea,aa)、定義字線導(dǎo)體(wordline,wl)、定義位線接觸窗、定義位線(bitline,bl)以及定義存儲節(jié)點(diǎn)接觸窗等至少5道光刻工藝。因此,在制備過程中,需相應(yīng)的提供對應(yīng)該5道光刻工藝的5道光罩,例如,定義有源區(qū)的光罩可以為島狀光罩,定義字線導(dǎo)體和位線的光罩可以為線狀光罩,以及定義位線接觸窗和存儲節(jié)點(diǎn)接觸窗的光罩可以為接觸孔光罩。
隨著存儲器尺寸的不斷縮減,存儲器中的各個組件的特征尺寸(例如,字線導(dǎo)體和位線的線寬、接觸窗的開口尺寸等)也隨之縮小,而這對于目前的光刻工藝而言,將是一項(xiàng)極大的挑戰(zhàn)。并且,在執(zhí)行多道光刻工藝時(shí),不同光罩之間存在對準(zhǔn)偏差的問題,從而在多道光罩相互疊加后相應(yīng)的會使對應(yīng)多道光罩的多次位移偏差相互疊加,進(jìn)而會對存儲器中的部分組件之間的電性連接造成影響。因此,在利用光刻工藝直接定義出存儲節(jié)點(diǎn)接觸窗時(shí),將導(dǎo)致所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸和存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)之間產(chǎn)生較大的位移偏差,進(jìn)而使接觸電阻過大。
由此可見,通過利用光刻工藝直接定義出對應(yīng)存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)的接觸窗以制備存儲節(jié)點(diǎn)接觸時(shí),不僅僅是制備成本較大的問題,同時(shí)在多道光刻工藝的對準(zhǔn)精度的限制下,使多道光罩在相互疊加時(shí)將產(chǎn)生更大的位移偏差。如此,不但會影響后續(xù)所形成的存儲器的性能,并且也不利于實(shí)現(xiàn)組件尺寸的縮小。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種存儲器的形成方法,其有利于可減少光刻工藝的執(zhí)行次數(shù),節(jié)省成本,并能夠減小存儲節(jié)點(diǎn)接觸和第二接觸區(qū)之間的對準(zhǔn)偏差。
本發(fā)明提供的存儲器的形成方法,包括:
提供一襯底,所述襯底中定義有多個相對于第一方向傾斜延伸的有源區(qū),所述有源區(qū)上定義有一用于形成第一接觸區(qū)的第一區(qū)域和多個用于形成第二接觸區(qū)的第二區(qū)域,多個所述第二區(qū)域延伸在所述有源區(qū)的延伸方向上且位于所述第一區(qū)域的兩側(cè);
形成一字線掩膜在所述襯底上,所述字線掩膜中形成有多個對應(yīng)字線導(dǎo)體且沿所述第一方向延伸的開口;
形成多條字線導(dǎo)體在對應(yīng)所述開口的所述襯底中,在所述字線導(dǎo)體的兩側(cè)分布有多個沿所述第一方向排布的所述第二區(qū)域;
對準(zhǔn)所述形成一第一隔離線在所述襯底上,所述第一隔離線填充所述開口以覆蓋所述字線導(dǎo)體,所述第一隔離線沿著所述第一方向延伸,用于構(gòu)成一在所述字線掩膜中的第一隔離屏障;
形成多個對應(yīng)位線的位線溝槽在所述襯底上的所述字線掩膜中,所述位線溝槽交錯地穿越所述第一隔離線;
形成多條位線在所述位線溝槽中,所述位線的表面低于所述位線溝槽的頂表面,所述位線與相應(yīng)的有源區(qū)相交,以使所述相應(yīng)的有源區(qū)中的所述第一接觸區(qū)連接至所述位線上,其中,分布在所述字線導(dǎo)體的同一側(cè)的多個所述第二區(qū)域中,兩個相鄰的所述第二區(qū)域分別位于所述位線的兩側(cè);
對準(zhǔn)所述位線形成一第二隔離線在所述襯底上,所述第二隔離線填充所述位線溝槽以覆蓋所述位線,所述第二隔離線沿著所述第二方向延伸,并與所述位線共同用于構(gòu)成一在所述字線掩膜中的第二隔離屏障;
以所述第二隔離屏障和所述第一隔離屏障為二次掩膜,局部去除所述字線掩膜以暴露出所述第二接觸區(qū),所述第一隔離屏障和所述第二隔離屏障相交以共同界定出多個接觸窗,每一所述第二接觸區(qū)對應(yīng)一個所述接觸窗;以及,
形成一導(dǎo)電層在所述襯底上,所述導(dǎo)電層填充所述接觸窗用于構(gòu)成存儲節(jié)點(diǎn)接觸。
可選的,所述第二隔離屏障的表面不低于所述第一隔離屏障的表面,所述導(dǎo)電層對準(zhǔn)地填充在所述接觸窗中,以構(gòu)成所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸。
可選的,所述導(dǎo)電層的形成方法包括:
填充所述導(dǎo)電材料層于所述接觸窗并覆蓋所述第一隔離屏障和所述第二隔離屏障;以及,
去除所述導(dǎo)電材料層中位于所述第一隔離屏障頂部和位于所述第二隔離屏障頂部的部分,使剩余的所述導(dǎo)電材料層僅填充在所述接觸窗中以形成所述導(dǎo)電層,所述導(dǎo)電層構(gòu)成所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸;其中,
在部分去除所述導(dǎo)電材料層時(shí),利用所述第一隔離屏障和所述第二隔離屏障為刻蝕停止層執(zhí)行回刻蝕工藝;或者,利用所述第一隔離屏障和所述第二隔離屏障為研磨停止層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝。
可選的,所述第二隔離線的形成方法包括:
形成一第二隔離材料層在所述襯底上,所述第二隔離材料層填充所述位線溝槽并覆蓋所述字線掩膜;以及,
去除所述第二隔離材料層中位于所述字線掩膜頂部的部分,使剩余的所述第二隔離材料層僅填充在所述位線溝槽中,以構(gòu)成覆蓋所述位線的所述第二隔離線;其中,
在部分去除所述第二隔離材料層時(shí),利用所述字線掩膜為研磨停止層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝;或者,利用所述字線掩膜為刻蝕停止層執(zhí)行回刻蝕工藝。
可選的,所述第二隔離屏障的表面低于所述第一隔離屏障的表面,兩條相鄰的所述第一隔離屏障之間的間隔界定出一沿著所述第一方向延伸的凹槽,所述導(dǎo)電層填充在所述凹槽中,并且所述導(dǎo)電層覆蓋所述第二隔離屏障,使位于同一所述凹槽中的多個所述接觸窗中的所述導(dǎo)電層相互連接。
可選的,所述導(dǎo)電層的形成方法包括:
填充所述導(dǎo)電材料層于所述凹槽并覆蓋所述第一隔離屏障和所述第二隔離屏障;以及,
去除所述導(dǎo)電材料層中位于所述第一隔離屏障頂部的部分,使剩余的所述導(dǎo)電材料層僅填充在所述凹槽中以構(gòu)成所述導(dǎo)電層,所述導(dǎo)電層覆蓋所述第二隔離屏障,使位于同一所述凹槽中的多個所述接觸窗中的所述導(dǎo)電層相互連接;其中,
在部分去除所述導(dǎo)電材料層時(shí),利用所述第一隔離屏障為刻蝕停止層執(zhí)行回刻蝕工藝;或者,利用所述第一隔離屏障為研磨停止層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝。
可選的,所述第二隔離線的形成方法包括:
形成一隔離層在所述襯底上,所述隔離層覆蓋所述位線溝槽的底部和側(cè)壁以覆蓋所述位線;
形成一掩膜蓋層在所述隔離層上并填充所述位線溝槽,所述掩膜蓋層的表面低于所述第一隔離線的表面,位于所述位線溝槽中的所述掩膜蓋層和所述隔離層構(gòu)成所述第二隔離線。
可選的,在形成所述導(dǎo)電層之前,還包括去除所述掩膜蓋層;以及,在形成所述導(dǎo)電層之后,所述導(dǎo)電層覆蓋所述第二隔離線的所述隔離層。
可選的,所述掩膜蓋層為一導(dǎo)電材料層,在形成所述導(dǎo)電層之后,所述導(dǎo)電層覆蓋所述第二隔離線的所述隔離層和所述掩膜蓋層,其中,所述導(dǎo)電層和所述掩膜蓋層共同用于構(gòu)成所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸。
可選的,所述第一隔離線對準(zhǔn)的覆蓋所述字線導(dǎo)體,其形成方法包括::
利用所述字線掩膜為掩膜刻蝕所述襯底,以形成一對應(yīng)所述開口的字線溝槽在所述襯底中;
形成字線導(dǎo)體在所述字線溝槽中,且所述字線導(dǎo)體的表面不高于所述字線溝槽的頂表面;以及,
形成所述第一隔離線在所述開口中并延伸至所述字線溝槽中,以覆蓋所述字線導(dǎo)體。
可選的,所述第一隔離線的形成方法包括:
形成一第一隔離材料層在所述襯底上,所述第一隔離材料層填充所述開口并覆蓋所述字線掩膜;以及,
去除所述第一隔離材料層中位于所述字線掩膜頂部的部分,使剩余的所述第一隔離材料層僅填充在所述開口中,以構(gòu)成所述第一隔離線;其中,
在部分去除所述第一隔離材料層時(shí),利用所述字線掩膜為研磨停止層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝;或者,利用所述字線掩膜為刻蝕停止層執(zhí)行回刻蝕工藝。
可選的,所述字線掩膜包括一形成在所述襯底上的掩膜底層和一形成在所述掩膜底層上的掩膜犧牲層;在局部去除所述字線掩膜之后,部分所述掩膜底層被保留并覆蓋所述接觸窗中的所述第一區(qū)域中的所述第一接觸區(qū),以及,所述掩膜犧牲層被去除,以預(yù)留出所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸的形成空間。
可選的,所述掩膜底層、所述第一隔離線和所述第二隔離線的刻蝕選擇比小于1:3:3。
可選的,所述位線在所述第二隔離屏障交錯所述第一隔離屏障的第一區(qū)段具有第一厚度,所述位線在所述第二隔離屏障未交錯所述第一隔離屏障的第二區(qū)段具有第二厚度,所述第一厚度小于所述第二厚度。
可選的,在形成所述位線溝槽之后,還包括:
形成一間隔絕緣層在所述位線溝槽的側(cè)壁上,其中,所述間隔絕緣層、所述位線和所述第二隔離線共同構(gòu)成所述第二隔離屏障。
基于以上所述的存儲器的形成方法,本發(fā)明還提供了一種存儲器,包括:
一襯底,所襯底中定義有多個相對于第一方向傾斜延伸的有源區(qū),所述有源區(qū)上形成有一第一接觸區(qū)和多個第二接觸區(qū),多個所述第二接觸區(qū)延伸在所述有源區(qū)的延伸方向上且位于所述第一接觸區(qū)的兩側(cè);
多條字線導(dǎo)體,形成在所述襯底中并沿著所述第一方向延伸,用以區(qū)隔所述第一接觸區(qū)與所述第二接觸區(qū);
多條第一隔離線,形成在所述襯底上并對準(zhǔn)地覆蓋所述字線導(dǎo)體以用于構(gòu)成一第一隔離屏障,且所述第一隔離屏障的表面高于所述襯底的表面;
多條位線,形成在所述襯底上并沿著第二方向延伸,所述位線與相應(yīng)的有源區(qū)相交,以使所述相應(yīng)的有源區(qū)中的所述第一接觸區(qū)連接至所述位線上,其中,分布在所述字線導(dǎo)體的同一側(cè)的多個所述第二接觸區(qū)中,兩個相鄰的所述第二接觸區(qū)分別位于所述位線的兩側(cè);
多條第二隔離線,形成在所述襯底上并對準(zhǔn)地覆蓋所述位線,所述位線和所述第二隔離線共同用于構(gòu)成一第二隔離屏障,所述第一隔離屏障和所述第二隔離屏障相交以共同界定出多個接觸窗,每一所述第二接觸區(qū)對應(yīng)一個所述接觸窗;以及,
多個存儲節(jié)點(diǎn)接觸,由一導(dǎo)電層形成在所述襯底上并填充所述接觸窗構(gòu)成。
可選的,所述第二隔離屏障的表面不低于所述第一隔離屏障的表面,所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸對準(zhǔn)地填充在所述接觸窗中,所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸在所述襯底上的邊界由所述第一隔離屏障與所述第二隔離屏障所界定。
可選的,所述存儲器還包括一掩膜底層,所述掩膜底層形成在所述襯底上并連接所述第一隔離線,用以遮蓋所述第一接觸區(qū)對應(yīng)在所述接觸窗中的部位。
可選的,所述掩膜底層、所述第一隔離線和所述第二隔離線的刻蝕選擇比小于1:3:3。
可選的,所述位線在所述第二隔離屏障交錯所述第一隔離屏障的第一區(qū)段具有第一厚度,所述位線在所述第二隔離屏障未交錯所述第一隔離屏障的第二區(qū)段具有第二厚度,所述第一厚度小于所述第二厚度。
可選的,所述存儲器還包括:
一間隔絕緣層,至少覆蓋所述位線的側(cè)壁,且所述間隔絕緣層、所述位線和所述隔離線共同構(gòu)成所述第二隔離屏障。
此外,本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件,包括:
一襯底,所述襯底上形成有多個第一引出區(qū);
多條第一隔離屏障,形成在所述襯底上,在所述第一隔離屏障的兩側(cè)分布有多個沿著所述第一隔離屏障的延伸方向排布的所述第一引出區(qū);
多條第二隔離屏障,形成在所述襯底上,并與所述第二隔離屏障相交以共同界定出多個接觸窗,每一所述第一引出區(qū)對應(yīng)一個所述接觸窗;以及,
多個導(dǎo)電接觸,由一導(dǎo)電層形成在所述襯底上并填充所述接觸窗構(gòu)成。
可選的,所述第二隔離屏障的表面不低于所述第一隔離屏障的表面,所述導(dǎo)電層對準(zhǔn)地填充在所述接觸窗中,以構(gòu)成所述導(dǎo)電接觸。
可選的,所述襯底上還形成有多個第二引出區(qū),所述第二隔離屏障包括一導(dǎo)體層和一覆蓋所述導(dǎo)體層的頂部和側(cè)壁的絕緣層,在所述第二隔離屏障的延伸方向上,多個所述第二引出區(qū)連接至相應(yīng)的所述導(dǎo)體層上。
在本發(fā)明提供的存儲器的形成方法中,在利用字線掩膜形成字線導(dǎo)體之后,保留字線掩膜并自對準(zhǔn)地形成第一隔離線,以構(gòu)成一對應(yīng)字線導(dǎo)體的第一隔離屏障。以及,在形成位線之后,利用位線溝槽自對準(zhǔn)地形成第二隔離線,從而可結(jié)合位線用于構(gòu)成第二隔離屏障,進(jìn)而在相交的第一隔離屏障和第二隔離屏障的限定下,可自定義的界定出對應(yīng)有第二接觸區(qū)的接觸窗,如此,即可在該接觸窗中形成與第二接觸區(qū)電性連接的存儲節(jié)點(diǎn)接觸。即,本發(fā)明提供的形成方法中,不需要利用光刻工藝,即可定義出對應(yīng)第二接觸區(qū)的接觸窗,減少了光刻工藝的執(zhí)行次數(shù),有利于簡化工藝并節(jié)省制備成本,并且還可改善多道光刻工藝之間的對準(zhǔn)偏差的問題,使后續(xù)所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸和存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)之間具備較小的接觸電阻。
進(jìn)一步的,本發(fā)明提供的形成方法中,還可調(diào)整第一隔離屏障和第二隔離屏障的高度差,使第二隔離屏障表面低于第一隔離屏障的表面,從而利用兩個相鄰的第一隔離屏障所界定出的凹槽,可自對準(zhǔn)地形成沿著預(yù)定方向(第一隔離屏障的延伸方向)延伸并連續(xù)的導(dǎo)電層。從而,在利用所述導(dǎo)電層制備存儲節(jié)點(diǎn)接觸時(shí),可相應(yīng)的使所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸沿著預(yù)定方向延伸。進(jìn)一步的,使形成在相鄰的凹槽中的存儲節(jié)點(diǎn)接觸沿著相反的方向延伸,進(jìn)而構(gòu)成交錯排布的存儲節(jié)點(diǎn)接觸。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法的流程示意圖;
圖2a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s110時(shí)的俯視圖;
圖2b為圖2a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s110時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖3a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s120時(shí)的俯視圖;
圖3b和圖3c為圖3a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s120過程中沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖4a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s130時(shí)的俯視圖;
圖4b為圖4a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s130時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖5a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s140時(shí)的俯視圖;
圖5b和圖5c為圖5a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s140過程中沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖6a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s150時(shí)的俯視圖;
圖6b為圖6a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s150時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖7a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s160時(shí)的俯視圖;
圖7b為圖7a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s160時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖8a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s170時(shí)的俯視圖;
圖8b為圖8a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s180時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖9為本發(fā)明實(shí)施例二中的存儲器的形成方法的流程示意圖;
圖10a為本發(fā)明實(shí)施例二中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s150’時(shí)的俯視圖;
圖10b為圖10a所示的本發(fā)明實(shí)施例二中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s150’時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。
圖11a為本發(fā)明實(shí)施例二的存儲器的形成方法中在其執(zhí)行步驟s160’時(shí)的俯視圖;
圖11b為圖11a所示的本發(fā)明實(shí)施例二的存儲器的形成方法中在其執(zhí)行步驟s160’時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖12a為本發(fā)明實(shí)施例二中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s170’時(shí)的俯視圖;
圖12b為圖12a所示的本發(fā)明實(shí)施例二中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s170’時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖13a為本發(fā)明實(shí)施例三中的存儲器的俯視圖;
圖13b為圖13a所示的本發(fā)明實(shí)施例三中的存儲器沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖14a為本發(fā)明實(shí)施例四中的存儲器的俯視圖;
圖14b為圖14a所示的本發(fā)明實(shí)施例四中的存儲器沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖15a為本發(fā)明實(shí)施例五中的半導(dǎo)體器件的俯視圖;
圖15b為圖15a所示的本發(fā)明實(shí)施例五中的半導(dǎo)體器件沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖;
圖16為本發(fā)明實(shí)施例六中的半導(dǎo)體器件的俯視圖;
其中,附圖標(biāo)記如下:
100/200-襯底;
110/210-有源區(qū);
111-第一區(qū)域;
111a/211a-位線接觸區(qū);
112-第二區(qū)域;
112a/212a-存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū);
120/220-隔離結(jié)構(gòu);
130-字線掩膜;
130a-開口;
140/240-字線導(dǎo)體;
140a-字線溝槽;
141-柵介質(zhì)層;
142-柵極電極層;
150/250-第一隔離線;
151/251-第一隔離屏障;
152/252-凹槽;
160/260-位線;
160a-位線溝槽;
170/170’/270/270’-間隔絕緣層;
180/180’/280/280’-第二隔離線;
180a’/280a’-隔離層;
180b’/280b’-掩膜蓋層;
181/181’/281/281’-第二隔離屏障;
190/190’/290/290’-導(dǎo)電層;
190a/190a’/290a/290a’-接觸窗;
192/292-導(dǎo)電層分割線;
300-襯底;
310-第一引出區(qū);
320-第一隔離屏障;
321-凹槽;
330/330’-第二隔離屏障;
340/340’-接觸窗;
350/350’-導(dǎo)電層;
360-第二引出區(qū)。
具體實(shí)施方式
承上所述,在傳統(tǒng)的存儲器的形成方法中需利用多道光刻工藝,從而在存儲器的制備中需花費(fèi)較高的成本,同時(shí)在多道光罩的重疊和對準(zhǔn)偏差的情況下,不僅容易導(dǎo)致器件中部分組件之間的接觸異常的問題,并且也不利于實(shí)現(xiàn)存儲器尺寸的縮減。
為此,發(fā)明提供一種存儲器的形成方法,包括:
提供一襯底,所述襯底中定義有多個相對于第一方向傾斜延伸的有源區(qū),所述有源區(qū)上定義有一用于形成第一接觸區(qū)的第一區(qū)域和多個用于形成第二接觸區(qū)的第二區(qū)域,多個所述第二區(qū)域延伸在所述有源區(qū)的延伸方向上且位于所述第一區(qū)域的兩側(cè);
形成一字線掩膜在所述襯底上,所述字線掩膜中形成有多個對應(yīng)字線導(dǎo)體且沿所述第一方向延伸的開口;
形成多條字線導(dǎo)體在對應(yīng)所述開口的所述襯底中,在所述字線導(dǎo)體的兩側(cè)分布有多個沿所述第一方向排布的所述第二區(qū)域;
對準(zhǔn)所述字線導(dǎo)體形成一第一隔離線在所述襯底上,所述第一隔離線填充所述開口以覆蓋所述字線導(dǎo)體,所述第一隔離線沿著所述第一方向延伸,用于構(gòu)成一在所述字線掩膜中的第一隔離屏障;
形成多個對應(yīng)位線的位線溝槽在所述襯底上的所述字線掩膜中,所述位線溝槽交錯地穿越所述第一隔離線;
形成多條位線在所述位線溝槽中,所述位線的表面低于所述位線溝槽的頂表面,所述位線與相應(yīng)的有源區(qū)相交,以使所述相應(yīng)的有源區(qū)中的所述第一接觸區(qū)連接至所述位線上,其中,分布在所述字線導(dǎo)體的同一側(cè)的多個所述第二區(qū)域中,兩個相鄰的所述第二區(qū)域分別位于所述位線的兩側(cè);
對準(zhǔn)所述位線形成一第二隔離線在所述襯底上,所述第二隔離線填充所述位線溝槽以覆蓋所述位線,所述第二隔離線沿著所述第二方向延伸,并與所述位線共同用于構(gòu)成一在所述字線掩膜中的第二隔離屏障;
以所述第一隔離屏障和所述第二隔離屏障為二次掩膜,局部去除所述字線掩膜以暴露出所述第二接觸區(qū),所述第一隔離屏障和所述第二隔離屏障相交以共同界定出多個接觸窗,每一所述第二接觸區(qū)對應(yīng)一個所述接觸窗;以及,
形成一導(dǎo)電層在所述襯底上,所述導(dǎo)電層填充所述接觸窗用于構(gòu)成存儲節(jié)點(diǎn)接觸。
本發(fā)明提供的存儲器的形成方法中,在形成字線導(dǎo)體后,可直接利用定義字線導(dǎo)體的字線掩膜自對準(zhǔn)地形成一覆蓋字線導(dǎo)體的第一隔離線,所述第一隔離線構(gòu)成一第一隔離屏障;以及,在形成位線之后,利用位線與位線溝槽之間的高度差,自對準(zhǔn)地形成覆蓋位線的第二隔離線,利用所述第二隔離線和位線構(gòu)成一第二隔離屏障;從而在利用第一隔離線和第二隔離線為掩膜去除所述字線掩膜后,可形成由第一隔離屏障和第二隔離屏障所界定出的多個接觸窗,并且每一所述第二接觸區(qū)對應(yīng)一個所述接觸窗。即,在自對準(zhǔn)形成的第一隔離屏障和第二隔離屏障的界定下能夠直接定義出對應(yīng)存儲節(jié)點(diǎn)接觸的接觸窗。
與傳統(tǒng)的利用光刻工藝定義出存儲節(jié)點(diǎn)接觸窗的方法相比,本發(fā)明提供的存儲器的形成方法中在定義存儲節(jié)點(diǎn)接觸的接觸窗時(shí),不需要再額外利用一道光刻工藝,減少了光刻工藝的執(zhí)行次數(shù),有利于簡化工藝并節(jié)省制備成本,同時(shí)可改善多道光刻工藝而產(chǎn)生的位移偏差的問題。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的存儲器及其形成方法、半導(dǎo)體器件作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是,附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例,僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
實(shí)施例一
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法的流程示意圖,如圖1所示,本實(shí)施例示出的存儲器的形成方法中,直接利用由第一隔離屏障和第二隔離屏障所界定出的接觸窗,并在第一隔離屏障和第二隔離屏障的限定下,可使導(dǎo)電層對準(zhǔn)地填充在所述接觸窗中,以構(gòu)成存儲節(jié)點(diǎn)接觸。與傳統(tǒng)的方法相比,本實(shí)施例中,在定義對應(yīng)存儲節(jié)點(diǎn)接觸的接觸窗時(shí),不需要在額外利用一道光刻工藝。以下結(jié)合附圖1對本實(shí)施例中的存儲器的形成方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖2a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s110時(shí)的俯視圖,圖2b為圖2a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s110時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。其中,圖2b中的aa’方向上的剖面圖即為在有源區(qū)的延伸方向上的有源區(qū)的剖面圖;圖2b中的bb’方向上的剖面圖即為對應(yīng)后續(xù)需形成的字線導(dǎo)體位置的剖面圖;圖2b中的cc’方向上的剖面圖即為對應(yīng)相鄰的字線導(dǎo)體之間的剖面圖。
在步驟s110中,參考圖2a和圖2b所示,提供一襯底100,所述襯底100上定義有多個相對于第一方向傾斜延伸的有源區(qū)110,所述有源區(qū)110上定義有一用于形成第一接觸區(qū)的第一區(qū)域111和多個用于形成第二接觸區(qū)的第二區(qū)域112;多個所述第二區(qū)域112延伸在所述有源區(qū)110的延伸方向上且位于所述第一區(qū)域111的兩側(cè)。其中,所述第一區(qū)域的面積大于等于后續(xù)所形成的第一接觸區(qū)的面積;以及第二區(qū)域的面積大于等于后續(xù)所形成的第二接觸區(qū)的面積。本實(shí)施例中,所述第一接觸區(qū)為對應(yīng)位線接觸的位線接觸區(qū)111a,用于連接至位線,所述第二接觸區(qū)為對應(yīng)存儲接觸節(jié)點(diǎn)接觸的存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a,用于連接至存儲電容器。
進(jìn)一步的,本實(shí)施例中,一個有源區(qū)110中定義有一個第一區(qū)域111和兩個第二區(qū)域112,所述第一區(qū)域111位于所述有源區(qū)110的在垂直于其延伸方向上的中心線位置,兩個所述第二區(qū)域112位于所述第一區(qū)域111的兩側(cè)。
具體的參考圖2a所示,所述有源區(qū)11沿著z方向延伸。具體的,所述有源區(qū)的延伸方向(z方向)與第一方向之間的銳角夾角可以為50°~70°,例如為60°。進(jìn)一步的,本實(shí)施例中,多個所述有源區(qū)110呈多行排布,有源區(qū)110傾斜延伸,因此在同一行有源區(qū)110中可使相鄰的有源區(qū)110在垂直于行方向的投影具有部分重合,如此一來,可有利于提高有源區(qū)陣列的密集程度。
繼續(xù)參考圖2a和圖2b所示,所述襯底100中還形成有多個隔離結(jié)構(gòu)120,所述隔離結(jié)構(gòu)120位于有源區(qū)110的外圍,用于對相鄰的有源區(qū)110進(jìn)行隔離。也可以理解的是,通過形成所述隔離結(jié)構(gòu)120進(jìn)而定義出所述有源區(qū)110。其中,所述隔離結(jié)構(gòu)120可以為溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的,所述有源區(qū)110用于形成存儲單元,所述存儲單元例如為存儲晶體管。在后續(xù)的工藝制程中,可對所述第一區(qū)域111和第二區(qū)域112的襯底執(zhí)行離子摻雜工藝,以分別形成離子摻雜區(qū),對應(yīng)第一區(qū)域111的離子摻雜區(qū)可構(gòu)成所述存儲晶體管的源區(qū),進(jìn)而可構(gòu)成存儲器的第一接觸區(qū)111a;對應(yīng)第二區(qū)域112的離子摻雜區(qū)可構(gòu)成所述存儲晶體管的漏區(qū),進(jìn)而可構(gòu)成存儲器的第二接觸區(qū)112a。其中,所述離子摻雜工藝可以在形成字線導(dǎo)體之前執(zhí)行,也可以在形成字線導(dǎo)體之后執(zhí)行。
本實(shí)施例中,在制備字線導(dǎo)體之前,先在有源區(qū)110的襯底中形成位線接觸區(qū)111a和存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a。如圖2b所示,可通過執(zhí)行離子摻雜工藝,同時(shí)在第一區(qū)域111的襯底中形成位線接觸區(qū)111a,以及在第二區(qū)域的112的襯底中形成存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a。當(dāng)然,在其他實(shí)施例中,在形成字線導(dǎo)體之后的后續(xù)步驟中,當(dāng)暴露出第一區(qū)域111的襯底時(shí),即可執(zhí)行摻雜工藝以形成位線接觸區(qū)111a,以及當(dāng)暴露出第二區(qū)域112的襯底時(shí),即可執(zhí)行摻雜工藝以形成存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a。
圖3a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s120時(shí)的俯視圖,圖3b和圖3c為圖3a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s120過程中沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。
在步驟s120中,具體參考圖3a-圖3c所示,形成一字線掩膜130在所述襯底100上,所述字線掩膜130中形成有多個對應(yīng)字線導(dǎo)體且沿第一方向(y方向)延伸的開口130a,并形成多條字線導(dǎo)體140在對應(yīng)所述開口130a的所述襯底100中,在所述字線導(dǎo)體140的兩側(cè)分布有多個沿所述第一方向排布的所述第二區(qū)域112。
其中,所述字線掩膜130不僅用于定義出字線導(dǎo)體140的圖形,并且,在本發(fā)明提供的形成方法中,在形成字線導(dǎo)體140之后仍保留所述字線掩膜130,從而可利用所述字線掩膜130的開口130a自對準(zhǔn)地形成第一隔離線。具體參考圖3a所示,在形成所述字線導(dǎo)體140之后,則可使多個第二區(qū)域112被布置在所述字線導(dǎo)體140的兩側(cè),從而在利用所述字線掩膜130自對準(zhǔn)地在字線導(dǎo)體140上形成所述第一隔離線后,即可利用所述第一隔離線使字線導(dǎo)體140兩側(cè)的第二區(qū)域112相互隔離。
以及,在后續(xù)制備位線時(shí),所述字線掩膜130還可為位線提供一形成基底,使對應(yīng)位線的部分位線溝槽形成在所述字線掩膜130中,因此,所述字線掩膜130的高度將間接決定位線溝槽的深度?;诖?,本實(shí)施例中,可形成具有預(yù)定高度的字線掩膜130,從而使后續(xù)形成在字線掩膜130中的部分位線溝槽的深度值大于后續(xù)所形成的位線的高度值,即,位線不會完全填充整個位線溝槽,進(jìn)而可利用位線上方的位線溝槽自對準(zhǔn)地填充隔離材料。其中,所述字線掩膜130的預(yù)定高度可根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行調(diào)整,例如可根據(jù)位線的高度的進(jìn)行調(diào)整等。
此外,本實(shí)施例中,所述字線掩膜130還可進(jìn)一步作為后續(xù)的刻蝕停止層或研磨停止層。即,后續(xù)在位線上沉積隔離材料時(shí),部分的隔離材料會覆蓋所述字線掩膜130,此時(shí),可在字線掩膜130的阻擋下,利用回刻蝕工藝或化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除字線掩膜130頂部的隔離材料。在此過程中,由于字線掩膜130具備預(yù)定高度,所述預(yù)定高度界定出在研磨工藝(或回刻蝕工藝)之后的位線和位線頂部的隔離材料的總高度,因此,利用具備預(yù)定高度的字線掩膜130作為研磨停止層(或刻蝕停止層),不僅可使字線掩膜130頂部的隔離材料能夠被完全去除,同時(shí)還可確保位線溝槽的深度,確保位線上方仍然覆蓋有隔離材料,避免了位線溝槽中的隔離材料被完全去除。
進(jìn)一步的,所述字線掩膜130可利用光刻工藝和刻蝕工藝形成,例如:首先,在所述襯底100上形成掩膜材料層;接著,利用光刻工藝,在所述掩膜材料層上形成一圖形化的光刻膠,所述圖形化的光刻膠對應(yīng)后續(xù)需形成的字線導(dǎo)體的圖形;再接著,利用刻蝕工藝,以所述光刻膠為掩膜刻蝕所述掩膜材料層以形成字線掩膜130,使所形成的字線掩膜130中形成有對應(yīng)字線導(dǎo)體的開口130a??蛇x的方案中,在形成所述字線掩膜130之后,可進(jìn)一步執(zhí)行灰化工藝去除所述光刻膠。
此外,所述字線掩膜130可以為多層結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中,所述字線掩膜130分別包括一掩膜底層131和一掩膜犧牲層132。所述掩膜底層131覆蓋所述襯底,不僅可用于構(gòu)成字線掩膜,并且在后續(xù)的工藝中還被局部保留,用于遮蓋第一區(qū)域111中的第一接觸區(qū)111a顯露在接觸窗190a中的部分。所述掩膜犧牲層132用于預(yù)留后續(xù)所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸的部分形成空間。在制備多層結(jié)構(gòu)的字線掩膜130時(shí),可相應(yīng)的依次形成多層材料層在所述襯底上,多層材料層構(gòu)成所述掩膜材料層,從而可直接利用一道光刻工藝依次對多層材料層進(jìn)行刻蝕。
本實(shí)施例中,所述字線導(dǎo)體140為掩埋字線,即所述字線導(dǎo)體140的表面不高于所述襯底100的表面。進(jìn)一步的,使所述字線導(dǎo)體140的表面低于所述襯底的表面。具體的,所述字線導(dǎo)體140通過字線掩膜130所定義出的字線導(dǎo)體的圖形,并結(jié)合刻蝕工藝和沉積工藝形成,包括:
第一步驟,具體參考圖3a和圖3b所示,形成字線掩膜130在所述襯底100上,所述字線掩膜130上形成有多個開口130a以暴露出對應(yīng)字線導(dǎo)體的所述襯底100;本實(shí)施例中,需形成的字線導(dǎo)體140為沿著第一方向(y方向)延伸,因此,所述開口130a相應(yīng)的也沿著第一方向延伸;
第二步驟,繼續(xù)參考圖3b所示,以所述字線掩膜130為掩膜刻蝕所述襯底100,以形成一字線溝槽140a在所述襯底100中,所述字線溝槽140a即對應(yīng)所述開口130a;
第三步驟,具體參考圖3a和圖3c所示,在所述字線溝槽140a中填充字線材料,以形成沿所述第一方向(y方向)延伸的字線導(dǎo)體140;具體的,所述字線材料包括一柵介質(zhì)層141和一柵極電極層142,所述柵介質(zhì)層141形成在所述字線溝槽140a的側(cè)壁和底部,所述柵極電極層142形成在所述柵介質(zhì)層141上并填充所述字線溝槽140a;其中,所述柵介質(zhì)層141例如為氧化層、氮化層或氮氧化層等,所述柵極電極層142例如可以為多晶硅層或者金屬層等;
第四步驟,為確保所形成的字線導(dǎo)體140的表面不高于所述襯底100的表面,則在沉積有字線材料之后,還可進(jìn)一步對所述字線材料執(zhí)行回刻蝕工藝,以控制所形成的字線導(dǎo)體140的高度,即,使最終所形成的字線導(dǎo)體140的表面不高于所述字線溝槽140a的頂表面。
由于所述字線導(dǎo)體140的表面不高于所述字線溝槽140a的頂表面,從而,在后續(xù)的工藝中,可直接利用字線掩膜130的開口130a和字線溝槽140a,自對準(zhǔn)地在字線導(dǎo)體140上形成第一隔離線,不僅可確保所形成的第一隔離線能夠完全覆蓋所述字線導(dǎo)體140,避免字線導(dǎo)體140的側(cè)壁被暴露出,以防止字線導(dǎo)體140與后續(xù)所形成的位線接觸以及存儲節(jié)點(diǎn)接觸電連接。
此外,如圖3a所示,所形成的字線導(dǎo)體140與有源區(qū)110相交,從而可使有源區(qū)110上的存儲晶體管的柵極結(jié)構(gòu)連接至相應(yīng)的字線導(dǎo)體140上。本實(shí)施例中,存儲晶體管的柵極結(jié)構(gòu)和所述字線導(dǎo)體同時(shí)形成,即,位于有源區(qū)110中的字線材料同時(shí)構(gòu)成存儲晶體管的柵極結(jié)構(gòu)和字線導(dǎo)體。進(jìn)一步的,所述柵極結(jié)構(gòu)形成在所述第一區(qū)域111和所述第二區(qū)域112之間。
圖4a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s130時(shí)的俯視圖,圖4b為圖4a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s130時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。
在步驟s130中,具體參考圖4a和圖4b所示,對準(zhǔn)所述字線導(dǎo)體140形成一第一隔離線150在所述襯底100上,所述第一隔離線150填充所述開口130a以覆蓋所述字線導(dǎo)體140。具體的,所述第一隔離線150對準(zhǔn)覆蓋所述字線導(dǎo)體140并沿著第一方向(y方向)延伸,以構(gòu)成一在所述字線掩膜130中的第一隔離屏障。
具體參考圖4b所示,所述第一隔離線150填充開口130a并延伸至字線溝槽140a中,以覆蓋所述字線導(dǎo)體140,從而可對字線導(dǎo)體140進(jìn)行更好的電性隔離。并且,所述第一隔離線150填充所述開口130a,即,所述第一隔離線150的表面高于襯底100的表面。
此外,在后續(xù)所形成的對應(yīng)位線的位線溝槽中,由于位線溝槽會交錯地穿越所述第一隔離線150,從而會使所形成的位線也相應(yīng)的與第一隔離線150交錯相交,因此,為進(jìn)一步確保后續(xù)所形成的第二隔離線能夠?qū)?zhǔn)的覆蓋位線150,還可對第一隔離線150的高度進(jìn)行調(diào)整。具體的,可使第一隔離線150的高度高于后續(xù)所形成的位線的高度,例如,可使所述第一隔離線150的表面不低于所述字線掩膜130的表面,本實(shí)施例中,使所述第一隔離線150的表面和所述字線掩膜130的表面齊平或接近齊平(例如,二者的高度差小于字線掩膜高度的10%)。
本實(shí)施例中,可結(jié)合化學(xué)機(jī)械研磨工藝形成與所述字線掩膜130等高的第一隔離線150,其形成方法例如為:首先,沉積第一隔離材料層在所述襯底100上,所述第一隔離材料層填充所述字線溝槽140a和所述開口130a,并覆蓋所述字線掩膜130;接著,去除位于所述字線掩膜130頂部的所述第一隔離材料層,使剩余的所述第一隔離材料層僅填充在所述開口中,以構(gòu)成所述第一隔離線150。其中,在去除位于所述字線掩膜130頂部的所述第一隔離材料層時(shí),可利用所述字線掩膜130作為研磨停止層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝;或者,也可以利用所述字線掩膜130為刻蝕停止層執(zhí)行回刻蝕工藝。具體的,可根據(jù)所述第一隔離材料層和所述字線掩膜130的材質(zhì)選擇相應(yīng)的去除方式,例如,當(dāng)所述第一隔離材料層的材質(zhì)為氧化硅,所述字線掩膜130靠近頂部部分的材質(zhì)氮化硅時(shí),則可利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除部分所述第一隔離材料層;當(dāng)所述第一隔離材料層的材質(zhì)為氮化硅,所述字線掩膜130靠近頂部部分的材質(zhì)為氧化硅時(shí),則可利用回刻蝕工藝去除部分所述第一隔離材料層。
圖5a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s140時(shí)的俯視圖,圖5b和圖5c為圖5a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s140過程中沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。
在步驟s140中,具體參考圖5a-圖5c所示,形成多個對應(yīng)位線且沿第二方向(x方向)延伸的位線溝槽160a在所述襯底100上的所述字線掩膜130中,所述位線溝槽160a交錯地穿越所述第一隔離線150,,并形成多條位線160在所述位線溝槽160a中,所述位線160的表面低于所述位線溝槽160a的頂表面,所述位線160與相應(yīng)的有源區(qū)110相交,以使所述相應(yīng)的有源區(qū)110中的所述位線接觸區(qū)111a連接至所述位線160上,其中,分布在所述字線導(dǎo)體140的同一側(cè)的多個所述第二區(qū)域112中,兩個相鄰的所述第二區(qū)域112分別位于所述位線160的兩側(cè)。
即,字線掩膜130構(gòu)成一用于制備位線160的基底,進(jìn)而可在所述基底上形成位線溝槽160a,并在所述位線溝槽160a中形成位線160,所述位線溝槽160a交錯地穿越所述第一隔離線150,相應(yīng)的,可使所形成的位線160交錯穿越所述第一隔離線150。
如圖5a所示,在兩條相鄰的所述字線導(dǎo)體140之間,相鄰的所述第二區(qū)域112分別位于所述位線160的兩側(cè)。具體的說,所述字線導(dǎo)體140沿著第一方向延伸,從而在垂直于第一方向上的兩個相鄰的第二區(qū)域112分別位于字線導(dǎo)體140的兩側(cè),以及,所述位線160的延伸方向與所述字線導(dǎo)體140的延伸方向相交(第一方向和第二方向相交),從而使沿著第一方向排布的兩個相鄰的第二區(qū)域112分別位于所述位線160的兩側(cè)。即,對應(yīng)字線導(dǎo)體140的區(qū)域和對應(yīng)位線160的區(qū)域相互交錯,以界定出多個對應(yīng)存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a的空間。
如上所述,本實(shí)施例中,通過調(diào)整字線掩膜130和位線160的高度,以使所形成的位線160的表面低于所述位線溝槽160a的頂表面,從而可利于預(yù)留出的位線溝槽160a自對準(zhǔn)地在位線160頂部形成一對應(yīng)位線160的第二隔離線,對準(zhǔn)覆蓋在位線160上方的第二隔離線可用于對位線160進(jìn)行電性隔離。
此外,參考圖5c所示,所形成的位線160交錯穿越所述第一隔離線150,并且,位線160的底部高于所述第一隔離線150的底部,從而可利用所述第一隔離線150對位線160和字線140進(jìn)行隔離。優(yōu)選的方案中,可進(jìn)一步對位線160中的不同區(qū)段的厚度進(jìn)行調(diào)整,確保字線140和位線160之間保持一絕緣距離,具體的,所述位線160在所述第二隔離屏障181交錯所述第一隔離屏障151的第一區(qū)段具有第一厚度,所述位線160在所述第二隔離屏障181未交錯所述第一隔離屏障151的第二區(qū)段具有第二厚度,所述第一厚度小于所述第二厚度。即,使所述位線160中對應(yīng)字線140位置的第一區(qū)段的厚度,小于所述位線160中不對應(yīng)字線位置的第二區(qū)段的厚度,從而在第一區(qū)段和第二區(qū)段的表面高度齊平的基礎(chǔ)上,可使第一區(qū)段的位線與字線之間具備較大的絕緣距離。
具體參考圖5a所示,可直接利用光刻工藝和蝕刻工藝以形成所述位線溝槽160a。與位線圖形相對應(yīng)的,所述位線溝槽160a與相應(yīng)的有源區(qū)110相交,以使所述相應(yīng)的有源區(qū)110中的所述位線接觸區(qū)111a能夠通過所述位線溝槽160a暴露出,進(jìn)而使位線接觸區(qū)111a連接至位線160上。此外,在暴露出位線接觸111a之后,還包括在位線接觸區(qū)111a上形成位線接觸,所述位線接觸與所述位線接觸區(qū)111a電性連接,進(jìn)而所述位線接觸區(qū)111a通過所述位線接觸連接至所述位線160。
繼續(xù)參考圖5b和圖5c所示,本實(shí)施例中,通過一次光刻工藝同時(shí)形成對應(yīng)位線接觸和位線160的位線溝槽160a,從而可進(jìn)一步在形成位線160的同時(shí)形成位線接觸。可以理解的是,本實(shí)施例中,部分位線直接構(gòu)成所述位線接觸,即對應(yīng)所述位線接觸區(qū)111a的位線構(gòu)成所述位線接觸。其中,所述位線160可包括一擴(kuò)散阻擋層和一導(dǎo)電層。
進(jìn)一步的,在形成位線160之前,還包括形成間隔絕緣層170在所述位線溝槽160a的側(cè)壁上,利用所述間隔絕緣層170使后續(xù)所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸和位線160電性隔離。其中,所述間隔絕緣層170可結(jié)合沉積工藝和回刻蝕工藝形成,具體包括:首先,沉積一絕緣材料層在所述襯底上,所述絕緣材料層覆蓋所述字線掩膜130和第一隔離線150的頂部,并覆蓋所述位線溝槽160a的底部和側(cè)壁;接著,利用回刻蝕工藝,去除位于字線掩膜130和第一隔離線150頂部的絕緣材料層,以及去除位于位線溝槽160a底部的絕緣材料層,并保留位于位線溝槽160a側(cè)壁上的絕緣材料層,以構(gòu)成所述間隔絕緣層170。
圖6a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s150時(shí)的俯視圖,圖6b為圖6a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s150時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。
在步驟s150中,具體參考圖6a和圖6b所示,對準(zhǔn)所述位線140形成一第二隔離線180在所述襯底100上,所述第二隔離線180填充所述位線溝槽160a以覆蓋所述位線160,其中,所述第二隔離線180沿著所述第二方向(x方向)延伸,并與所述位線共同用于構(gòu)成一在所述字線掩膜130中的第二隔離屏障181。本實(shí)施例中,所述第二隔離屏障181的表面不低于第一隔離屏障151的表面。
如上所述,對應(yīng)字線導(dǎo)體的區(qū)域和對應(yīng)位線的區(qū)域相互交錯,以界定出多個對應(yīng)有存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a的空間,相應(yīng)的,所述第一隔離屏障151和所述第二隔離屏障181相交,以共同界定出多個對應(yīng)有所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a的區(qū)域。
參考圖6a和圖6b所示,在位線溝槽160a的側(cè)壁上還形成有間隔絕緣層170,因此,本實(shí)施例中,所述間隔絕緣層170、位線160和所述第二隔離線180共同組合以構(gòu)成所述第二隔離屏障181。其中,所述第二隔離線180可采用一絕緣材料形成,并可結(jié)合平坦化工藝自對準(zhǔn)地形成第二隔離線180在所述位線溝槽160a中。具體的:
首先,沉積一第二隔離材料層在所述襯底100上,所述第二隔離材料層填充位線溝槽160a,并覆蓋字線掩膜130和第一隔離線150的頂部;其中,所述第二隔離材料層可采用與所述第一隔離材料層相同的材質(zhì)形成,例如,所述第二隔離材料層和所述第一隔離材料層可均采用氮化硅構(gòu)成;
接著,結(jié)合圖6a和圖6b所示,去除位于所述字線掩膜130頂部的第二隔離材料層,使剩余的第二隔離材料層僅填充在所述位線溝槽160a中,以構(gòu)成所述第二隔離線180。進(jìn)一步的,可利用回刻蝕工藝或化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除部分第二隔離材料層,在此過程中,所述字線掩膜130可作為刻蝕停止層或研磨停止層,使回刻蝕過程或研磨過程能夠自動的停止在字線掩膜130的頂部位置,此時(shí),剩余的第二隔離材料層的表面與所述字線掩膜130的表面齊平,即所述第二隔離線180的表面與所述字線掩膜130的表面齊平。
即,本實(shí)施例中,在形成第一隔離線150和第二隔離線180時(shí),可均利用字線掩膜130作為研磨停止層或刻蝕停止層,以執(zhí)行相應(yīng)的研磨工藝或回刻蝕工藝,進(jìn)而使所形成的第一隔離線150和第二隔離線180的表面齊平。
圖7a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s160時(shí)的俯視圖,圖7b為圖7a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s160時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。
在步驟s160中,具體參考圖7a和圖7b所示,以所述第二隔離屏障181和所述第一隔離屏障151為二次掩膜,局部去除所述字線掩膜以暴露出所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a,所述第一隔離屏障151和所述第二隔離屏障181相交以共同界定出多個接觸窗190a,每一所述第二接觸區(qū)112a對應(yīng)一個所述接觸窗190a。。即,在局部去除字線掩膜后,存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a通過所述接觸窗190a暴露出。
其中,所述第二隔離屏障181的表面不低于所述第一隔離屏障151的表面,本實(shí)施例中,所述第二隔離屏障181的表面和所述第一隔離屏障151的表面齊平。因此,由所述第二隔離屏障181和所述第一隔離屏障151所界定出的接觸窗190a在各個方向上的側(cè)壁高度均一致。
本實(shí)施例中,所述字線掩膜包括掩膜底層和掩膜犧牲層,因此,在該步驟中,可使掩膜犧牲層和部分掩膜底層被去除,從而界定出存儲節(jié)點(diǎn)接觸的形成區(qū)域。其中,未被去除的部分掩膜底層,用于覆蓋所述接觸窗190a中的所述第一區(qū)域111中的第一接觸區(qū)111a,即,在可能的情況下,接觸窗190a會對應(yīng)部分第一區(qū)域111,以及會進(jìn)一步對應(yīng)第一區(qū)域111中的部分第一接觸區(qū)111a,此時(shí),可利用保留下的掩膜底層覆蓋對應(yīng)所述接觸窗190a的第一接觸區(qū)111a,避免后續(xù)所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸與位線接觸區(qū)電性連接。
進(jìn)一步的,在執(zhí)行刻蝕工藝以局部去除字線掩膜使,對所述掩膜底層、第一隔離線和第二隔離線的刻蝕選擇比相近(例如,所述掩膜底層、所述第一隔離線和所述第二隔離線的刻蝕選擇比小于1:3:3),進(jìn)一步的,掩膜底層可采用與第一隔離線和第二隔離線相同的材質(zhì)形成,例如均為氮化硅。
圖8a為本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s170時(shí)的俯視圖,圖8b為圖8a所示的本發(fā)明實(shí)施例一中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s180時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。
在步驟s170中,具體參考圖8a和圖8b所示,形成一導(dǎo)電層190在所述襯底100上,所述導(dǎo)電層190對準(zhǔn)地填充在所述接觸窗190a中,以構(gòu)成所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸。
如上所述,每一所述第二接觸區(qū)對應(yīng)一個所述接觸窗190a,因此,每一所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a也與自對準(zhǔn)地填充在所述接觸窗190a中的導(dǎo)電層190相對應(yīng),進(jìn)而可直接構(gòu)成所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸,并且相鄰的存儲節(jié)點(diǎn)接觸之間通過所述第一隔離屏障151和所述第二隔離屏障181相互隔離。
其中,所述導(dǎo)電層190可利用沉積工藝和化學(xué)機(jī)械研磨工藝形成,或利用沉積工藝和回刻蝕工藝形成。具體可參考如下方法:
首先,形成一導(dǎo)電材料層在所述襯底100上,所述導(dǎo)電材料層填充所述接觸窗190a并覆蓋所述第一隔離屏障151和第二隔離屏障181;
接著,去除位于所述第一隔離屏障151頂部的所述導(dǎo)電材料層和位于所述第二隔離屏障181頂部的所述導(dǎo)電材料層,使剩余的導(dǎo)電材料層僅填充在所述接觸窗190a中以形成所述導(dǎo)電層190,在形成有存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a的接觸窗中的所述導(dǎo)電層190構(gòu)成所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸;其中,在去除部分導(dǎo)電材料層時(shí),可利用所述第一隔離屏障151和所述第二隔離屏障181為刻蝕停止層執(zhí)行回刻蝕工藝;此外,本實(shí)施例中,所述第一隔離屏障151和所述第二隔離屏障181的表面齊平,因此,也可直接利用平坦化工藝形成所述導(dǎo)電層,例如,可利用所述第一隔離屏障151和所述第二隔離屏障181為研磨停止層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝。
可見,通過自對準(zhǔn)形成的接觸窗190a,并利用第一隔離屏障151和第二隔離屏障181作為刻蝕停止層或研磨停止層,能夠自對準(zhǔn)地在接觸窗190a中形成導(dǎo)電層190以構(gòu)成存儲節(jié)點(diǎn)接觸。與傳統(tǒng)的制備工藝相比,本發(fā)明提供的形成方法中,不需要在額外的利用一道光刻工藝定義出對應(yīng)存儲節(jié)點(diǎn)接觸的接觸窗,節(jié)省了一道光刻工藝,有利于簡化工藝并節(jié)省制備成本。并且,避免過多的光罩在相互疊加時(shí)出現(xiàn)的多重偏移偏差的疊加,有利于提高所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸與存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)之間的對準(zhǔn)精度,同時(shí),與傳統(tǒng)的利用光刻工藝定義出的孔狀接觸窗相比,本實(shí)施例中,在第一隔離屏障和第二隔離屏障的界定下,使存儲節(jié)點(diǎn)接觸的邊界能夠延伸至第一隔離屏障和第二隔離屏障的側(cè)壁位置,大大增加了存儲節(jié)點(diǎn)接觸的面積,有利于減小存儲節(jié)點(diǎn)接觸和存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)之間的接觸電阻。
實(shí)施例二
與實(shí)施例一的區(qū)別在于,本實(shí)施例的存儲器的形成方法中,對應(yīng)字線導(dǎo)體的第一隔離屏障的表面高于對應(yīng)位線的第二隔離屏障的表面,從而可利用第一隔離屏障自對準(zhǔn)地形成一連續(xù)的導(dǎo)電層,所述導(dǎo)電層沿著第一方向延伸,進(jìn)而在制備存儲節(jié)點(diǎn)接觸時(shí),有利于調(diào)整存儲節(jié)點(diǎn)接觸的延伸方向。與傳統(tǒng)的形成方法相比,本實(shí)施例中,不需要利用光刻工藝額外形成一再分配層以對存儲節(jié)點(diǎn)接觸的延伸方向進(jìn)行調(diào)整,有利于簡化工藝。
圖9為本發(fā)明實(shí)施例二中的存儲器的形成方法的流程示意圖,如圖9所示,在本實(shí)施例中,對應(yīng)位線的第二隔離屏障的表面低于所述第一隔離屏障的表面,即,第二隔離線的表面也相應(yīng)的低于所述第一隔離線的表面。因此,在形成第二隔離線之前的步驟(包括,步驟s110-步驟s140)與實(shí)施例一類似,可直接參考上述實(shí)施例(參考圖2a-5c所示),此處不做贅述。本實(shí)施例中僅針對形成位線之后的步驟(步驟s150’-步驟s170’)進(jìn)行詳細(xì)說明,其中,形成位線之后的襯底的結(jié)構(gòu)可參考圖5a-圖5c所示。此外,在形成表面低于第一隔離線的第二隔離線時(shí),可以在去除字線掩膜之前(即,步驟s160’之前),直接形成具有較低表面的第二隔離線;也可以在去除字線掩膜之后(即,步驟s160’之后),接著對第二隔離線進(jìn)行刻蝕,以調(diào)整第二隔離線的高度。本實(shí)施例中,以在去除字線掩膜之前直接形成具有較低表面的第二隔離線為例,進(jìn)行解釋說明。
圖10a為本發(fā)明實(shí)施例二中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s150’時(shí)的俯視圖,圖10b為圖10a所示的本發(fā)明實(shí)施例二中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s150’時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。需說明的是,圖10a中僅示意性的示出了部分的有源區(qū)。
在步驟s150’中,具體參考圖10a和圖10b所示,形成一第二隔離線180’在所述襯底100上,所述第二隔離線180’填充所述位線溝槽160a以覆蓋所述位線160,所述第二隔離線180’沿著所述第二方向(x方向)延伸,并與所述位線160共同用于構(gòu)成一第二隔離屏障181’,且所述第二隔離屏障181’的表面低于所述第一隔離屏障151的表面。
其中,所述第一隔離線150沿著所述第一方向(y方向)延伸用于構(gòu)成所述第一隔離屏障151,由于所述第二隔離屏障181’的表面低于所述第一隔離屏障151的表面,因此,兩條相鄰的第一隔離屏障151可界定出一沿著第一方向(y方向)延伸的空間,在后續(xù)的工藝中,可在所述空間中自對準(zhǔn)地形成一沿著第一方向(y方向)延伸的連續(xù)的導(dǎo)電層。
此外,所述第二隔離線180’可以為單層結(jié)構(gòu)也可以為疊層結(jié)構(gòu),本實(shí)施例中采用疊層結(jié)構(gòu)的第二隔離線180’。具體的,所述第二隔離線180’的形成方法可參考如下步驟:
第一步驟,形成一隔離層180a’在所述襯底100上,所述隔離層層180a’覆蓋所述位線溝槽160a的底部和側(cè)壁以覆蓋所述位線160;
第二步驟,填充一掩膜蓋層180b’在位線溝槽中,所述掩膜蓋層180b’的表面低于所述第一隔離線150的表面,具體可利用回刻蝕工藝調(diào)整所述掩膜蓋層180b’的高度,位于所述位線溝槽160a中的所述掩膜蓋層180b’和所述隔離層180a’構(gòu)成所述第二隔離線180’。
其中,還可在形成掩膜蓋層180b’之后,進(jìn)一步利用所述掩膜蓋層180b’定義出所述隔離層180a’的高度,即在形成掩膜蓋層180b’之后,以所述掩膜蓋層180b’為刻蝕停止層執(zhí)行回刻蝕工藝去除部分隔離層180a’,使剩余的隔離層180a’僅形成在位線溝槽160a中,并不高于所述掩膜蓋層180b’。
繼續(xù)參考圖10a和圖10b所示,與實(shí)施例一類似的,本實(shí)施例中,所述間隔絕緣層170’、第二隔離線180’和所述位線160共同構(gòu)成所述第二隔離屏障181’,因此,在該步驟中,還可相應(yīng)的對間隔絕緣層170’進(jìn)行刻蝕,并使間隔絕緣層170’的表面不高于所述掩膜蓋層180b’的表面,進(jìn)而確保所述第二隔離屏障181’的表面低于所述第一隔離屏障151的表面。
圖11a為本發(fā)明實(shí)施例二的存儲器的形成方法中在其執(zhí)行步驟s160’過程中的俯視圖,圖11b為圖11a所示的本發(fā)明實(shí)施例二的存儲器的形成方法中在其執(zhí)行步驟s160’過程中沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。
步驟s160’中,具體參考圖11a和圖11b所示,以所述第二隔離線180a’和所述第一隔離線150為掩膜,去除所述字線掩膜以暴露出所述第二接觸區(qū)112a,其中,兩條相鄰的所述第一隔離屏障151之間的間隔界定出一沿著所述第一方向(y方向)延伸的凹槽152,所述凹槽152中對應(yīng)有多個頂部相互連通的所述接觸窗190a’。所述接觸窗190a’由第一隔離屏障151和第二隔離屏障181’相交而界定出。
即,與實(shí)施例一的區(qū)別在于,本實(shí)施例中,由于第一隔離屏障151的表面高于所述第二隔離屏障181’的表面,因此,由第一隔離屏障151和第二隔離屏障181’所界定出的接觸窗190a’中,所述接觸窗190a’在第一方向(y方向)的側(cè)壁高度小于其在第二方向(x方向)上的側(cè)壁高度,即,在第一方向上相鄰的接觸窗190a’的頂部相互連通。
圖12a為本發(fā)明實(shí)施例二中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s170’時(shí)的俯視圖,圖12b為圖12a所示的本發(fā)明實(shí)施例二中的存儲器的形成方法在其執(zhí)行步驟s170’時(shí)沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。
在步驟s170’中,具體參考圖12a和圖12b所示,形成一導(dǎo)電層190’在所述襯底100上,所述導(dǎo)電層190’填充在所述凹槽152中,并且位于同一所述凹槽152中的多個所述接觸窗190’中的所述導(dǎo)電層190’相互連接。即,在同一凹槽152中,所述導(dǎo)電層190’覆蓋所述第二隔離屏障181’,以使多個位于所述接觸窗190’中的所述導(dǎo)電層190’相互連接,所述導(dǎo)電層190’用于后續(xù)形成存儲節(jié)點(diǎn)接觸。
如圖12a所示,在所述凹槽152中,所述導(dǎo)電層190’沿著第一方向連續(xù)延伸,此外,由于第二隔離線180’的表面低于所述第一隔離線150的表面,因此,在第一隔離線180’和第二隔離線150相交的區(qū)域上也覆蓋有所述導(dǎo)電層190’。
本實(shí)施例中,所述導(dǎo)電層190’可利用沉積工藝和平坦化工藝形成,所述平坦化工藝?yán)鐬榛瘜W(xué)機(jī)械研磨工藝或回刻蝕工藝。具體的,所述導(dǎo)電層190’的形成步驟包括:
步驟一,形成一導(dǎo)電材料層在所述襯底100上,所述導(dǎo)電材料層100填充所述凹槽152并覆蓋所述第一隔離屏障151和所述第二隔離屏障181’;
步驟二,可利用平坦化工藝,去除位于所述第一隔離屏障151頂部的所述導(dǎo)電材料層,使剩余的所述導(dǎo)電材料層僅填充在所述凹槽152中以構(gòu)成所述導(dǎo)電層190’,且所述導(dǎo)電層190’覆蓋所述第二隔離屏障181’,使位于同一所述凹槽152中的多個所述接觸窗190a’中的所述導(dǎo)電層190’相互連接;在該步驟中,可利用所述第一隔離屏障151作為刻蝕停止層執(zhí)行回刻蝕工藝,以使導(dǎo)電材料層僅形成在凹槽152中,或者,也可利用所述第一隔離屏障151為研磨停止層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝等。
可選的方案中,在形成所述導(dǎo)電層190’之前,還可先去除所述第二隔離線180’中的掩膜蓋層180b’,接著再形成所述導(dǎo)電層190’,此時(shí),所述導(dǎo)電層190’覆蓋所述第二隔離線180’中的隔離層180a’,從而可使凹槽152中兩個相鄰的接觸窗190a’之間的導(dǎo)電層190’具有較大的連接空間,確保所述導(dǎo)電層190’能夠在凹槽152中形成一連續(xù)的膜層。當(dāng)然,由于第二隔離線180’的表面低于所述第一隔離線150,因此,也可以不去除所述掩膜蓋層180b’,只要所形成的導(dǎo)電層190’能夠在凹槽152中形成一連續(xù)的膜層即可。
本實(shí)施例中,保留掩膜蓋層180b’,從而使所形成的導(dǎo)電層190’覆蓋所述第二隔離線180’中的掩膜蓋層180b’。進(jìn)一步的,所述掩膜蓋層180b’可采用一導(dǎo)電材料形成,且所述掩膜蓋層180b’的導(dǎo)電材料和所述導(dǎo)電層190’的導(dǎo)電材料相同,從而在形成所述導(dǎo)電層190’之后,所述掩膜蓋層180b’與所述導(dǎo)電層190’可相互連接以共同用于形成存儲節(jié)點(diǎn)接觸。
本實(shí)施例所提供的存儲器的形成方法中,可在界定出對應(yīng)有第二接觸區(qū)的接觸窗的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步利用第一隔離屏障和第二隔離屏障的高度差,使在第一隔離屏障所界定出的凹槽中,對應(yīng)有多個頂部相互連通的接觸窗,進(jìn)而可在該凹槽中形成一沿第一方向延伸的連續(xù)的導(dǎo)電層。如此一來,在對所述導(dǎo)電層利用相關(guān)的分割技術(shù)制備存儲節(jié)點(diǎn)接觸時(shí),可直接對存儲節(jié)點(diǎn)接觸的延伸方向進(jìn)行調(diào)整,以便于進(jìn)一步對后續(xù)所形成的電容器的排布方式進(jìn)行調(diào)整。
例如,可參考圖12a所示,其中導(dǎo)電層分割線192示意性的示出一種對導(dǎo)電層190’的分割方法,即,通過相應(yīng)的分割技術(shù),使分割后的各個導(dǎo)電層190’之間相互斷開,并且與第二接觸區(qū)(存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)112a)對應(yīng)連接的導(dǎo)電層190’構(gòu)成存儲節(jié)點(diǎn)接觸。此外,可使位于同一凹槽152中的對應(yīng)不同接觸窗190a’的存儲節(jié)點(diǎn)接觸在第一方向上沿著同一方向延伸,而位于相鄰的凹槽152中存儲節(jié)點(diǎn)接觸可在第一方向上沿著相反方向延伸,進(jìn)而使所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸相互交錯排布。
在傳統(tǒng)的存儲器的形成方法中,為便于與后續(xù)所形成的電容器的排布方式相契合,通常需結(jié)合光刻工藝在襯底上形成一再分配層,從而利用所述再分配層對存儲節(jié)點(diǎn)接觸的延伸方向進(jìn)行調(diào)整。由此可見,與傳統(tǒng)的方法相比,本實(shí)施例提供的形成方法中,可利用導(dǎo)電層直接形成存儲節(jié)點(diǎn)接觸并對存儲節(jié)點(diǎn)接觸的延伸方向進(jìn)行調(diào)整,而不需要再額外形成一再分配層,可減少光刻工藝的執(zhí)行次數(shù),有利于簡化工藝。
實(shí)施例三
本發(fā)明還提供了一種存儲器,所述存儲器中的對應(yīng)存儲節(jié)點(diǎn)接觸的接觸窗直接由對應(yīng)字線導(dǎo)體的第一隔離屏障和對應(yīng)位線的第二隔離屏障界定出,從而使所界定出的接觸窗的邊界分別延伸至靠近位線和靠近字線導(dǎo)體的側(cè)壁位置,因此,所述接觸窗在高度方向上的投影不僅能夠覆蓋第二接觸區(qū),并且所述接觸窗的投影面積大于第二接觸區(qū)在高度方向上的投影面積。如此,一方面,可使所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸能夠完全與第二接觸區(qū)電性連接;另一方面,存儲節(jié)點(diǎn)接觸與第二接觸區(qū)之間還具有較大的接觸面積,有利于減小兩者之間的接觸電阻,提高存儲器的性能。
本實(shí)施例中,不僅利用第一隔離屏障和第二隔離屏障界定出對應(yīng)存儲節(jié)點(diǎn)接觸的接觸窗,同時(shí)還可在所述接觸窗的限定下,自對準(zhǔn)地形成存儲節(jié)點(diǎn)接觸。以下結(jié)合附圖對本實(shí)施例中的存儲器進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖13a為本發(fā)明實(shí)施例三中的存儲器的俯視圖,圖13b為圖13a所示的本發(fā)明實(shí)施例三中的存儲器沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。如圖13a和圖13b所示,所述存儲器包括:
一襯底200,所襯底200上定義有多個相對于第一方向傾斜延伸的有源區(qū)210,所述有源區(qū)210上形成有一第一接觸區(qū)和多個第二接觸區(qū),多個所述第二接觸區(qū)延伸在所述有源區(qū)的延伸方向上且位于所述第一接觸區(qū)的兩側(cè);本實(shí)施例中,所述第一接觸區(qū)為位線接觸區(qū)211a,第二接觸區(qū)為存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)212a;
多條字線導(dǎo)體240,形成在所述襯底200中并沿著第一方向(y方向)延伸,在所述字線導(dǎo)體240的兩側(cè)分布有多個沿所述第一方向排布的所述第二接觸區(qū)(存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)212a),并用以區(qū)隔所述第一接觸區(qū)211a與所述第二接觸區(qū)212a;
多條第一隔離線250,形成在所述襯底200上并對準(zhǔn)地覆蓋所述字線導(dǎo)體240以用于構(gòu)成一第一隔離屏障251,且所述第一隔離屏障251的表面高于所述襯底200的表面;
多條位線260,形成在所述襯底200上并沿著第二方向(x方向)延伸,所述位線260與相應(yīng)的有源區(qū)210相交,以使所述相應(yīng)的有源區(qū)中的所述第一接觸區(qū)(位線接觸區(qū)211a)連接至所述位線260上,其中,分布在所述字線導(dǎo)體240的同一側(cè)的多個所述第二接觸區(qū)(存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)212a)中,兩個相鄰的所述第二接觸區(qū)(存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)212a)分別位于所述位線260的兩側(cè);
多條第二隔離線280,形成在所述襯底200上并對準(zhǔn)地覆蓋所述位線260,所述位線260和所述第二隔離線280共同用于構(gòu)成一第二隔離屏障281,所述第一隔離屏障251和所述第二隔離屏障281相交以共同界定出多個接觸290a,多個所述接觸窗290a與多個所述第二接觸區(qū)(存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)212a)一一對應(yīng);
本實(shí)施例中,所述第二隔離屏障281的表面不低于所述第一隔離屏障251的表面,進(jìn)一步的,可使第二隔離屏障281的表面和第一隔離屏障的表面齊平;可以理解的是,在本實(shí)施例中,接觸窗290a在各個方向上的側(cè)壁高度均一致;以及,
多個存儲節(jié)點(diǎn)接觸,由一導(dǎo)電層290形成在所述襯底100上并填充所述接觸窗290a構(gòu)成。
本實(shí)施例中,所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸對準(zhǔn)地填充在所述接觸窗290a中??梢岳斫獾氖牵诮佑|窗290a的限定下,所述導(dǎo)電層290沿著第一隔離屏障251的和第二隔離屏障281的側(cè)壁對準(zhǔn)地填充在所述接觸窗290a中,并且相鄰的導(dǎo)電層290利用所述第一隔離屏障和第二隔離屏障相互隔離,即,所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸在所述襯底上的邊界是由所述第一隔離屏障與所述第二隔離屏障所界定的。
進(jìn)一步的,所述存儲器還可進(jìn)一步包括一掩膜底層(圖中未示出),所述掩膜底層形成在襯底200上并連接所述第一隔離線250,用以遮蓋所述第一接觸區(qū)211a對應(yīng)在所述接觸窗290a中的部位??蛇x的,所述掩膜底層、所述第一隔離線250與所述第二隔離線280包含相近刻蝕選擇比的材料,進(jìn)一步的,所述掩膜底層、所述第一隔離線250與所述第二隔離線280可采用同一種材料形成,例如可均采用氮化硅形成。
此外,在所述位線260中的不同區(qū)段的位置上可相應(yīng)的設(shè)置不同的厚度,確保字線240和位線260之間保持一絕緣距離,具體的,所述位線260在所述第二隔離屏障281交錯所述第一隔離屏障251的第一區(qū)段具有第一厚度,所述位線260在所述第二隔離屏障281未交錯所述第一隔離屏障251的第二區(qū)段具有第二厚度,所述第一厚度小于所述第二厚度。即,使所述位線260中對應(yīng)字線240位置的第一區(qū)段的厚度,小于所述位線260中不對應(yīng)字線位置的第二區(qū)段的厚度,從而在第一區(qū)段和第二區(qū)段的表面高度齊平的基礎(chǔ)上,可使第一區(qū)段的位線與字線之間具備較大的絕緣距離。
繼續(xù)參考圖13a和圖13b所示,所述襯底200中還形成有多個隔離結(jié)構(gòu)220,所述隔離結(jié)構(gòu)220位于有源區(qū)210的外圍,用于對相鄰的有源區(qū)210進(jìn)行隔離。
接著參考圖13a所示,本實(shí)施例中,一個有源區(qū)210中形成有一個位線接觸區(qū)211a和兩個存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)212a。其中,所述位線接觸區(qū)211a位于所述有源區(qū)210的在垂直于其延伸方向上的中心線位置,兩個所述存儲節(jié)點(diǎn)接觸區(qū)212a位于所述位線接觸區(qū)211a的兩側(cè)。
具體的,所述有源區(qū)210沿著z方向延伸。所述有源區(qū)的延伸方向(z方向)與第一方向之間的銳角夾角可以為50°~70°,例如為60°。進(jìn)一步的,多個所述有源區(qū)210呈多行排布,有源區(qū)210傾斜延伸,因此在同一行有源區(qū)210中可使相鄰的有源區(qū)110在垂直于行方向的投影具有部分重合,如此一來,可有利于提高有源區(qū)陣列的密集程度。
本實(shí)施例中,所述字線導(dǎo)體240為掩埋字線,即,在襯底200中形成有一字線溝槽240a,所述字線導(dǎo)體240形成在所述字線溝槽240中。其中,所述字線導(dǎo)體240與相應(yīng)的有源區(qū)210相交,以使有所述相應(yīng)的源區(qū)210中的柵極結(jié)構(gòu)連接至所述字線導(dǎo)體240上,本實(shí)施例中,位于有源區(qū)中210中的字線導(dǎo)體240同時(shí)構(gòu)成存儲晶體管的柵極結(jié)構(gòu)。此外,所述字線導(dǎo)體240的表面可低于所述字線溝槽240a的頂表面,從而使對準(zhǔn)覆蓋在字線導(dǎo)體240上方的第一隔離線250能夠更好實(shí)現(xiàn)其隔離效果,避免字線導(dǎo)體240的側(cè)壁暴露出。
繼續(xù)參考圖13a和圖13b所示,第一隔離線250填充字線溝槽240a并延伸出襯底至預(yù)定高度,以對準(zhǔn)的覆蓋所述字線導(dǎo)體240。一方面,可對字線導(dǎo)體240進(jìn)行電性隔離;另一方面,所述第一隔離線250還可構(gòu)成一第一隔離屏障251,進(jìn)而可與可第二隔離屏障281共同界定出存儲節(jié)點(diǎn)接觸的形成區(qū)域,也可以認(rèn)為,利用所述第一隔離線250使相鄰的存儲節(jié)點(diǎn)接觸相互隔離。此外,所述第一隔離線250還部分形成在所述位線260的下方,例如,在對應(yīng)字線導(dǎo)體240的位置上,位線260即形成在所述第一隔離線250上,以支撐所述位線260并使位線260和字線導(dǎo)體240相互隔離。
進(jìn)一步的,所述存儲器還包括一間隔絕緣層270,所述間隔絕緣層270覆蓋所述位線240的側(cè)壁,從而可對位線260和鄰近的存儲節(jié)點(diǎn)接觸電性隔離。與位線260相對應(yīng)的,所述間隔絕緣層270也沿著第二方向(x方向)延伸。進(jìn)而,可結(jié)合所述間隔絕緣層270、所述位線260和所述第二隔離線280共同構(gòu)成所述第二隔離屏障280。本實(shí)施例中,所述第二隔離線280可以為一單層結(jié)構(gòu),以及可采用一絕緣材料形成,以用于對位線260進(jìn)行電性隔離。
實(shí)施例四
與實(shí)施例三的區(qū)別在于,本實(shí)施例中,用于形成存儲器節(jié)點(diǎn)接觸的導(dǎo)電層在第一方向上連續(xù)延伸,即,在第一方向上,位于相應(yīng)的接觸窗中的導(dǎo)電層相互連接。從而,在形成存儲節(jié)點(diǎn)接觸時(shí),不僅可直接形成對應(yīng)第二接觸區(qū)的存儲節(jié)點(diǎn)接觸,并且還可同時(shí)對存儲節(jié)點(diǎn)接觸的延伸方向進(jìn)行調(diào)整,以利于與后續(xù)所形成的電容器的排布方式相契合。
圖14a為本發(fā)明實(shí)施例四中的存儲器的俯視圖,圖14b為圖14a所示的本發(fā)明實(shí)施例四中的存儲器沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。如圖14a和圖14b所示,本實(shí)施例中的存儲器包括:一形成有多個有源區(qū)210的襯底200、多條字線導(dǎo)體240、多條對準(zhǔn)覆蓋所述字線導(dǎo)體240的第一隔離線250、多條位線260、多條對準(zhǔn)覆蓋所述位線260的第二隔離線280’和一用于形成存儲節(jié)點(diǎn)接觸的導(dǎo)電層290’。其中,所述襯底200、所述字線導(dǎo)體240以及所述位線260的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例三中的類似,此處不做贅述,以下主要針對本實(shí)施例中的第一隔離線250、第二隔離線280’以及導(dǎo)電層290’進(jìn)行詳細(xì)說明。
本實(shí)施例中,第一隔離線250沿著第一方向(y方向)延伸以構(gòu)成第一隔離屏障251,第二隔離線280’和位線260用于共同構(gòu)成一沿著第二方向(x方向)延伸的第二隔離屏障281’。其中,第二隔離屏障281’的表面低于所述第一隔離屏障251的表面,進(jìn)而,兩條相鄰的所述第一隔離屏障251即可界定出一沿著所述第一方向延伸的凹槽252,并且所述凹槽252中對應(yīng)有多個頂部相互連通的接觸窗290a’,所述接觸窗290a’通過第一隔離屏障251和第二隔離屏障281’相交以界定出。所述導(dǎo)電層290’對準(zhǔn)地填充在所述凹252中,并覆蓋所述第二隔離屏障281’,使位于同一所述凹槽252中的多個所述接觸窗290a’中的所述導(dǎo)電層290’相互連接,即,所述導(dǎo)電層290’沿著第一方向連續(xù)延伸。
繼續(xù)參考圖14b所示,第二隔離屏障281’的表面低于所述第一隔離屏障251的表面,因此,所述第二隔離線280’的表面也相應(yīng)的低于所述第一隔離線250的表面。其中,所述第二隔離線280’包括一隔離層280a’和一掩膜蓋層280b’。所述隔離層280a’形成在所述襯底200上且覆蓋所述位線240;所述掩膜蓋層280b’形成在所述襯底200的所述隔離層280a’上,且所述掩膜蓋層280b’的表面低于所述第一隔離線250的表面。進(jìn)一步的,所述掩膜蓋層280b’可采用導(dǎo)電材料形成,從而當(dāng)導(dǎo)電層290’覆蓋第二隔離線280’的隔離層280a’和掩膜蓋層280b’時(shí),所述掩膜蓋層280b’可以與所述導(dǎo)電層290’相互連接,以共同用于形成存儲節(jié)點(diǎn)接觸。
此外,本實(shí)施例中,在所述位線260的側(cè)壁上也形成有一間隔絕緣層270’,所述間隔絕緣層270’可用于對位線260和存儲節(jié)點(diǎn)接觸進(jìn)行隔離。以及,所述間隔絕緣層270’、所述位線260和所述第二隔離線280’共同構(gòu)成所述第二隔離屏障281’。因此,所述間隔絕緣層270’的表面也相應(yīng)的低于所述第一隔離線250的表面。
進(jìn)一步的,本實(shí)施例中,利用第一隔離屏障251和第二隔離屏障281’的高度差,可使導(dǎo)電層290’能夠自對準(zhǔn)地填充在由相鄰的第一隔離屏障251所界定出的凹槽252中,并且位于同一所述凹槽252中的多個所述接觸窗290a’中的所述導(dǎo)電層290’相互連接。由于所述導(dǎo)電層290’在第一方向上為一連續(xù)的膜層,從而在利用所述導(dǎo)電層290’形成存儲節(jié)點(diǎn)接觸時(shí),還可同時(shí)對所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸的延伸方向進(jìn)行調(diào)整。例如,參考圖14a示出的一種導(dǎo)電層分隔線292,在利用相應(yīng)的分割技術(shù)對導(dǎo)電層290’進(jìn)行分割時(shí),可使分割后的各個導(dǎo)電層290’之間相互斷開,并對應(yīng)第二接觸區(qū)以構(gòu)成存儲節(jié)點(diǎn)接觸;同時(shí),分割后所形成的存儲節(jié)點(diǎn)接觸中,其沿著第一方向延伸,并且位于相鄰凹槽252儲節(jié)點(diǎn)接觸的延伸方向相反,進(jìn)而構(gòu)成交錯排布的存儲節(jié)點(diǎn)接觸。
實(shí)施例五
本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件,所述半導(dǎo)體器件中包括多個第一引出區(qū),以及多個對應(yīng)所述第一引出區(qū)的接觸窗,本發(fā)明中的半導(dǎo)體器件中,其接觸窗是由相交的隔離屏障界定出。以下結(jié)合附圖對本實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖15a為本發(fā)明實(shí)施例五中的半導(dǎo)體器件的俯視圖,圖15b為圖15a所示的本發(fā)明實(shí)施例五中的半導(dǎo)體器件沿aa’、bb’和cc方向的剖面圖。如圖15a和圖15b所示,所述半導(dǎo)體器件包括:
一襯底300,所述襯底300上形成有多個第一引出區(qū)310;
多條第一隔離屏障320,形成在所述襯底300上,且在所述第一隔離屏障320的兩側(cè)分布有多個所述第一引出區(qū)310,位于所述第一隔離屏障320同一側(cè)的多個所述第一引出區(qū)310沿著所述第一隔離屏障320的延伸方向順序排布;
多條第二隔離屏障330,形成在所述襯底300上并與所述第二隔離屏障330相交,以共同界定出多個接觸窗340,每一所述第一引出區(qū)310對應(yīng)一個所述接觸窗340;以及,
一導(dǎo)電層350,形成在所述襯底300上并填充所述接觸窗340用于構(gòu)成與所述第一引出區(qū)310電性連接的導(dǎo)電接觸。
其中,所述第一隔離屏障320用于對多個第一引出區(qū)310進(jìn)行第一次分隔,并使分隔后的位于所述第一隔離屏障320同一側(cè)的多個所述第一引出區(qū)310能夠沿著所述第一隔離屏障320的延伸方向順序排布。相應(yīng)的,所述第一隔離屏障320的延伸方向和形貌可根據(jù)所述第一引出區(qū)310的排布狀況進(jìn)行調(diào)整,例如,當(dāng)所述第一引出區(qū)310呈陣列式排布時(shí),則可相應(yīng)的形成沿著列方向/行方向延伸的第一隔離屏障,從而可利用所述第一隔離屏障將各個列/各個行的第一引出區(qū)310進(jìn)行分隔。以及,所述第一隔離屏障320的形貌也可根據(jù)第一引出區(qū)310的排布狀況進(jìn)行調(diào)整,例如,當(dāng)在第一隔離屏障320的延伸方向上,第一引出區(qū)310之間交錯排布,此時(shí)即可相應(yīng)的形成波浪形的第一隔離屏障。
具體參考圖15a和圖15b所示,本實(shí)施例中的多個第一引出區(qū)310呈陣列式排布,所述第一隔離屏障320沿著列方向延伸,從而使不同列之間的第一引出區(qū)310相互分隔,并且在兩條相鄰的第一隔離屏障320之間的多個第一引出區(qū)310沿著列方向順序排布,其中列方向即為圖15a所示的y方向,行方向即為圖15a所示的x方向。進(jìn)一步的,在列方向上,多個所述第一引出區(qū)310對齊排布,此時(shí),可相應(yīng)的采用沿著列方向延伸的直線型的第一隔離屏障320。
繼續(xù)參考圖15a和圖15b所示,所述第二隔離屏障330用于對多個第一引出區(qū)310進(jìn)行第二次分隔,使分別在第一隔離屏障320同一側(cè)的多個第一引出區(qū)310相互分隔(即,位于兩條相鄰的第一隔離屏障320之間的相鄰的第一引出區(qū)310分別位于第二隔離屏障330的兩側(cè)),從而可通過第一隔離屏障320和第二隔離屏障330相交,以界定出對應(yīng)第一引出區(qū)310的接觸窗340。其中,與第一隔離屏障320類似的,所述第二隔離屏障330的延伸方向和形貌也可根據(jù)第一引出區(qū)310的排布狀況進(jìn)行調(diào)整,只要通過形成第二隔離屏障330之后,可使兩條相鄰的第一隔離屏障320之間的相鄰的第一引出區(qū)310分別位于第二隔離屏障330的兩側(cè)即可。
重點(diǎn)參考圖15a所示,本實(shí)施例中,所述第二隔離屏障330的表面不低于所述第一隔離屏障320的表面,從而,所述導(dǎo)電接觸對準(zhǔn)地填充在所述接觸窗中,并且,所述導(dǎo)電接觸在所述襯底上的邊界由所述第一隔離屏障320與所述第二隔離屏障330所界定。即,所述導(dǎo)電接觸的形貌與所述接觸窗340的形貌相對應(yīng),所述導(dǎo)電接觸350的邊界延伸至所述接觸窗340的側(cè)壁位置,并依附在所述接觸窗340的側(cè)壁上,從而使所述導(dǎo)電接觸350能夠與第一引出區(qū)310完全接觸,確保第一引出區(qū)310和導(dǎo)電接觸350之間具有較大的接觸面積,減小兩者之間的接觸電阻。
進(jìn)一步的,所述第二隔離屏障330的表面和所述第一隔離屏障320的表面齊平,從而由所述第一隔離屏障320和第二隔離屏障330相交而界定出的接觸窗340中,其在各個方向上的側(cè)壁高度均一致。
此外,當(dāng)所述襯底300還形成有其他引出區(qū)時(shí),例如圖15b所示的第二引出區(qū)360,此時(shí)可將第二引出區(qū)360和第一隔離屏障320相結(jié)合,即,利用第一隔離屏障320引出所述第二引出區(qū)360;或者將第二引出區(qū)360與第二隔離屏障330相結(jié)合,即,利用第二隔離屏障330引出所述第二引出區(qū)360。如此,即能夠在確保引出第二引出區(qū)360的基礎(chǔ)上,界定出對應(yīng)第一引出區(qū)310的接觸窗340。
具體的,當(dāng)利用第二隔離屏障330將所述第二引出區(qū)360引出時(shí),則可使第二隔離屏障330進(jìn)一步包括一導(dǎo)體層和一絕緣層(圖中未示出,其結(jié)構(gòu)可參考實(shí)施例三中的位線),所述絕緣層覆蓋所述導(dǎo)體層,以使導(dǎo)體層與其他的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)隔離。其中,對應(yīng)同一第二隔離屏障330排布的所述第二引出區(qū)360與同一導(dǎo)體層電性連接。相應(yīng)的,所述第二隔離屏障330可根據(jù)第一引出310和第二引出區(qū)370的排布方式進(jìn)行調(diào)整。
實(shí)施例六
結(jié)合圖15a和圖16所示,其中,圖16示出了本發(fā)明實(shí)施例六中的半導(dǎo)體器件的俯視圖。即,與實(shí)施例五的區(qū)別在于,本實(shí)施例中,第二隔離屏障330’的表面低于所述第一隔離屏障320的表面,從而可利用兩條相鄰的所述第一隔離屏障320界定出一凹槽321,所述凹槽321中對應(yīng)有多個頂部相互連通的所述接觸窗340’,以及,導(dǎo)電層350’可對準(zhǔn)地填充在所述凹槽321中,并且所述導(dǎo)電層350’覆蓋所述第二隔離屏障330’,使位于同一所述凹槽321中的多個所述接觸窗340’中的所述導(dǎo)電層350’相互連接。
本實(shí)施例中,由第一隔離屏障320和第二隔離屏障330’相交而界定出的接觸窗340’中,其對應(yīng)第一隔離屏障320的側(cè)壁高于對應(yīng)第二隔離屏障330’的側(cè)壁。以及,利用第一隔離屏障320界定出導(dǎo)電層350’的位置以及延伸方向,即,導(dǎo)電層350’沿著第一隔離屏障320的延伸方向延伸,以形成一連續(xù)的導(dǎo)電層350’。從而在后續(xù)利用所述導(dǎo)電層350’形成對應(yīng)于第一引出區(qū)310的導(dǎo)電接觸時(shí),可同時(shí)對所形成的導(dǎo)電接觸的延伸方向進(jìn)行調(diào)整,例如,可使后續(xù)所形成的導(dǎo)電接觸沿著第一隔離屏障320的延伸方向延伸。
綜上所述,本發(fā)明提供的存儲器的形成方法中,利用定義字線導(dǎo)體的字線掩膜自對準(zhǔn)地形成第一隔離屏障,以及利用位線溝槽自對準(zhǔn)地形成第二隔離線,從而可結(jié)合第二隔離線和位線構(gòu)成第二隔離屏障,界定出對應(yīng)第二接觸區(qū)的接觸窗??梢?,在定義對應(yīng)第二接觸區(qū)的接觸窗時(shí),并不需要再額外執(zhí)行一道光刻工藝即能夠自對準(zhǔn)地定義出,與傳統(tǒng)的利用光刻工藝直接定義出接觸窗相比,本發(fā)明提供的方法中,減少了光刻工藝的執(zhí)行次數(shù),不僅有利于節(jié)省制備成本,并且還可減少多道光刻工藝之間的對準(zhǔn)偏差,可進(jìn)一步改善第二接觸區(qū)和存儲節(jié)點(diǎn)接觸之間的接觸電阻。
本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述,每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處,各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述,并非對本發(fā)明范圍的任何限定,本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾,均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。