本公開實施例涉及半導(dǎo)體,尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù):
1、動態(tài)隨機存取存儲器(dynamic?random?access?memory,dram)的存儲單元包括一個晶體管和一個電容(1transistor?1capacitor,1t1c),晶體管的柵極和字線連接,晶體管的源極和位線連接,晶體管的漏極和電容連接。
2、目前,如何對dram進行改進以提升其性能仍存在挑戰(zhàn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本公開實施例提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。
2、為達到上述目的,本公開的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
3、第一方面,本公開實施例提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法,所述制造方法包括:
4、提供襯底,所述襯底包括器件區(qū)和外圍區(qū),所述器件區(qū)包括第一子區(qū)和第二子區(qū),所述第二子區(qū)位于所述第一子區(qū)和所述外圍區(qū)之間;所述器件區(qū)的襯底包括沿第一方向延伸的多個第一隔離結(jié)構(gòu)和沿第二方向延伸的多個第二隔離結(jié)構(gòu),所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述第二隔離結(jié)構(gòu)共同隔離出多個有源柱;所述第一隔離結(jié)構(gòu)包括位于所述第一子區(qū)的第一子隔離結(jié)構(gòu)和位于所述第二子區(qū)的第二子隔離結(jié)構(gòu),所述第一子隔離結(jié)構(gòu)包括填滿第一子溝槽的第一介質(zhì)層,所述第二子隔離結(jié)構(gòu)包括依次覆蓋第二子溝槽側(cè)壁和底部的第一介質(zhì)層、第一隔離層和填滿第二子溝槽的第二介質(zhì)層;其中,所述第一方向和所述第二方向均平行于所述襯底且所述第一方向和所述第二方向相交;
5、去除所述第一子溝槽內(nèi)的部分第一介質(zhì)層和所述第二子溝槽內(nèi)的部分第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層,以分別暴露出所述有源柱的至少部分側(cè)壁和所述第一隔離層的至少部分側(cè)壁;
6、去除所述第二子溝槽內(nèi)暴露出的部分第一隔離層。
7、在一些實施例中,所述第二隔離結(jié)構(gòu)包括位于所述第一子區(qū)的第三子隔離結(jié)構(gòu)和位于所述第二子區(qū)的第四子隔離結(jié)構(gòu),所述第三子隔離結(jié)構(gòu)包括填滿第三子溝槽的第三介質(zhì)層,所述第四子隔離結(jié)構(gòu)包括依次覆蓋第四子溝槽側(cè)壁和底部的第三介質(zhì)層、第二隔離層和填滿第四子溝槽的第四介質(zhì)層;
8、所述去除所述第一子溝槽內(nèi)的部分第一介質(zhì)層和所述第二子溝槽內(nèi)的部分第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層之前,所述制造方法還包括:
9、形成第三隔離層,所述第三隔離層覆蓋所述器件區(qū)的第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu);
10、去除部分所述第三隔離層,以保留覆蓋所述第四子溝槽內(nèi)第四介質(zhì)層的第三隔離層。
11、在一些實施例中,所述去除所述第一子溝槽內(nèi)的部分第一介質(zhì)層和所述第二子溝槽內(nèi)的部分第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的同時,所述制造方法還包括:
12、去除所述第三子溝槽內(nèi)的部分第三介質(zhì)層和所述第四子溝槽內(nèi)的部分第三介質(zhì)層,以暴露出所述有源柱的至少部分側(cè)壁和所述第二隔離層的至少部分側(cè)壁。
13、在一些實施例中,所述去除所述第三子溝槽內(nèi)的部分第三介質(zhì)層和所述第四子溝槽內(nèi)的部分第三介質(zhì)層之后,所述制造方法還包括:
14、去除覆蓋所述第四子溝槽內(nèi)第四介質(zhì)層的第三隔離層;
15、去除所述第四子溝槽內(nèi)的部分第四介質(zhì)層;其中,所述第四子溝槽內(nèi)的第四介質(zhì)層的表面高于所述第三介質(zhì)層的表面。
16、在一些實施例中,所述去除所述第二子溝槽內(nèi)暴露出的部分第一隔離層的同時,所述制造方法還包括:
17、去除所述第四子溝槽內(nèi)暴露出的部分第二隔離層。
18、在一些實施例中,所述有源柱包括沿第三方向相對設(shè)置的第一端和第二端以及位于所述第一端和所述第二端之間的溝道區(qū);所述第三方向垂直于所述襯底;
19、所述去除所述第二子溝槽內(nèi)暴露出的部分第一隔離層之后,所述制造方法還包括:
20、形成沿所述第二方向延伸的多個字線結(jié)構(gòu);所述字線結(jié)構(gòu)包覆位于同一行的所述有源柱的溝道區(qū)。
21、在一些實施例中,所述第一子溝槽和所述第二子溝槽共同形成第一溝槽,所述第三子溝槽和所述第四子溝槽共同形成第二溝槽;
22、所述形成沿所述第二方向延伸的多個字線結(jié)構(gòu),包括:
23、在所述第一溝槽和所述第二溝槽內(nèi)形成至少包覆所述有源柱的溝道區(qū)的柵介質(zhì)層;
24、在所述第一溝槽和所述第二溝槽內(nèi)形成至少覆蓋部分所述柵介質(zhì)層的柵導(dǎo)電層;所述柵導(dǎo)電層包覆位于同一行的所述有源柱的溝道區(qū),所述第一子溝槽和所述第二子溝槽內(nèi)的柵導(dǎo)電層電連接;其中,所述柵介質(zhì)層和所述柵導(dǎo)電層共同形成字線結(jié)構(gòu)。
25、在一些實施例中,所述在所述第一溝槽和所述第二溝槽內(nèi)形成至少覆蓋部分所述柵介質(zhì)層的柵導(dǎo)電層,包括:
26、形成導(dǎo)電材料層,所述導(dǎo)電材料層填滿所述第一溝槽和所述第二溝槽;
27、去除覆蓋所述有源柱的第二端的導(dǎo)電材料層;
28、形成第四隔離層,所述第四隔離層填滿所述第一溝槽和所述第二溝槽;
29、依次對所述第二溝槽內(nèi)的第四隔離層和導(dǎo)電材料層進行刻蝕,以形成字線隔槽和柵導(dǎo)電層;其中,所述字線隔槽沿所述第二方向延伸;所述第二子溝槽內(nèi)的柵導(dǎo)電層和柵介質(zhì)層直接接觸,所述第四子溝槽內(nèi)的柵導(dǎo)電層和第四介質(zhì)層直接接觸;
30、在所述字線隔槽中填充隔離材料,以形成字線隔離結(jié)構(gòu)。
31、在一些實施例中,所述去除所述第二子溝槽內(nèi)暴露出的部分第一隔離層之后,所述制造方法還包括:
32、形成沿所述第一方向延伸的多個位線結(jié)構(gòu);所述位線結(jié)構(gòu)將位于同一列的所述有源柱的第一端依次連接;
33、形成多個存儲電容;所述存儲電容的第一電極和所述有源柱的第二端連接,所述存儲電容的第二電極和公共端連接。
34、在一些實施例中,所述提供襯底,包括:
35、刻蝕所述襯底,以在所述器件區(qū)內(nèi)形成第一溝槽且在所述外圍區(qū)內(nèi)形成第三溝槽;所述第一溝槽和所述第三溝槽均沿所述第一方向延伸;所述第一溝槽包括位于所述第一子區(qū)的第一子溝槽和位于所述第二子區(qū)的第二子溝槽;
36、形成第一介質(zhì)層,所述第一介質(zhì)層覆蓋所述第二子溝槽和所述第三溝槽的側(cè)壁和底部,且所述第一介質(zhì)層填滿所述第一子溝槽,以形成第一子隔離結(jié)構(gòu);
37、形成第一隔離層,所述第一隔離層覆蓋所述第一介質(zhì)層;
38、形成第二介質(zhì)層,所述第二介質(zhì)層填滿所述第二子溝槽和所述第三溝槽,以分別形成第二子隔離結(jié)構(gòu)和第三隔離結(jié)構(gòu)。
39、在一些實施例中,所述提供襯底,還包括:
40、刻蝕所述襯底、所述第一介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層,以在所述器件區(qū)內(nèi)形成第二溝槽,所述第二溝槽還延伸至所述外圍區(qū)的第三溝槽內(nèi);所述第二溝槽沿所述第二方向延伸;所述第二溝槽包括位于所述第一子區(qū)的第三子溝槽和位于所述第二子區(qū)的第四子溝槽;
41、形成第三介質(zhì)層,所述第三介質(zhì)層覆蓋所述第四子溝槽的側(cè)壁和底部,且所述第三介質(zhì)層填滿所述第三子溝槽,以形成第三子隔離結(jié)構(gòu);
42、形成第二隔離層,所述第二隔離層覆蓋所述第三介質(zhì)層;
43、形成第四介質(zhì)層,所述第四介質(zhì)層填滿所述第四子溝槽,以形成第四子隔離結(jié)構(gòu)。
44、第二方面,本公開實施例提供一種半導(dǎo)體器件,所述半導(dǎo)體器件包括:
45、襯底;所述襯底包括器件區(qū)和外圍區(qū),所述器件區(qū)包括第一子區(qū)和第二子區(qū),所述第二子區(qū)位于所述第一子區(qū)和所述外圍區(qū)之間;
46、所述器件區(qū)的襯底包括沿第一方向延伸的多個第一溝槽和沿第二方向延伸的多個第二溝槽,所述第一溝槽和所述第二溝槽共同隔離出多個有源柱;所述有源柱包括沿第三方向相對設(shè)置的第一端和第二端以及位于所述第一端和所述第二端之間的溝道區(qū);所述第一溝槽包括位于所述第一子區(qū)的第一子溝槽和位于所述第二子區(qū)的第二子溝槽;其中,所述第一方向和所述第二方向均平行于所述襯底且所述第一方向和所述第二方向相交,所述第三方向垂直于所述襯底;
47、沿所述第二方向延伸的多個字線結(jié)構(gòu),位于所述第一溝槽和所述第二溝槽內(nèi);所述字線結(jié)構(gòu)包覆位于同一行的所述有源柱的溝道區(qū);其中,所述第一子溝槽內(nèi)的字線結(jié)構(gòu)和所述第二子溝槽內(nèi)的字線結(jié)構(gòu)電連接。
48、在一些實施例中,所述半導(dǎo)體器件還包括:
49、沿所述第二方向延伸的第四隔離層,位于所述第一溝槽和所述第二溝槽內(nèi);所述第四隔離層包覆位于同一行的所述有源柱的第二端;
50、沿所述第二方向延伸的多個字線隔離結(jié)構(gòu),位于相鄰所述字線結(jié)構(gòu)和相鄰所述第四隔離層之間。
51、在一些實施例中,所述字線結(jié)構(gòu)包括:
52、柵介質(zhì)層,至少包覆所述有源柱的溝道區(qū);
53、柵導(dǎo)電層,位于所述柵介質(zhì)層表面,且包覆位于同一行的所述有源柱的溝道區(qū);其中,所述第一子溝槽和所述第二子溝槽內(nèi)的柵導(dǎo)電層電連接,所述第二子溝槽內(nèi)的柵導(dǎo)電層和柵介質(zhì)層直接接觸。
54、在一些實施例中,所述半導(dǎo)體器件還包括:
55、位于所述第一子溝槽和第二子溝槽內(nèi)的第一介質(zhì)層,所述第一介質(zhì)層位于相鄰所述有源柱的第一端之間且第一介質(zhì)層覆蓋第二子溝槽側(cè)壁和底部;
56、覆蓋所述第二子溝槽側(cè)壁和底部的第一介質(zhì)層的第一隔離層;
57、位于所述第二子溝槽內(nèi)的第二介質(zhì)層,且所述第二介質(zhì)層位于所述柵導(dǎo)電層下方。
58、在一些實施例中,所述第二溝槽包括位于所述第一子區(qū)的第三子溝槽和位于所述第二子區(qū)的第四子溝槽;所述半導(dǎo)體器件還包括:
59、位于所述第三子溝槽和第四子溝槽內(nèi)的第三介質(zhì)層,所述第三介質(zhì)層位于相鄰所述有源柱的第一端之間且第三介質(zhì)層覆蓋第四子溝槽側(cè)壁和底部;
60、覆蓋所述第四子溝槽底部的第三介質(zhì)層的第二隔離層;
61、位于所述第四子溝槽內(nèi)的第四介質(zhì)層,且所述第四介質(zhì)層側(cè)壁和所述柵導(dǎo)電層、第四隔離層直接接觸。
62、在一些實施例中,所述半導(dǎo)體器件還包括:
63、位于所述外圍區(qū)且沿所述第一方向延伸的第三隔離結(jié)構(gòu),所述第三隔離結(jié)構(gòu)包括第一部分和第二部分,所述第二溝槽延伸至所述第三隔離結(jié)構(gòu)內(nèi)的部分為第二部分;
64、所述第一部分包括依次覆蓋第三溝槽側(cè)壁和底部的第一介質(zhì)層、第一隔離層和覆蓋所述第一隔離層的第二介質(zhì)層;
65、所述第二部分包括依次覆蓋所述第二溝槽延伸至所述第三隔離結(jié)構(gòu)至少部分側(cè)壁和底部的第三介質(zhì)層和第二隔離層和填滿所述第二溝槽延伸至所述第三隔離結(jié)構(gòu)部分的第四介質(zhì)層。
66、在一些實施例中,所述半導(dǎo)體器件還包括:
67、沿所述第一方向延伸多個位線結(jié)構(gòu),所述位線結(jié)構(gòu)將位于同一列的所述有源柱的第一端依次連接;
68、多個存儲電容;所述存儲電容的第一電極和所述有源柱的第二端連接,所述存儲電容的第二電極和公共端連接。
69、本公開實施例提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。本公開實施例中,去除第一子溝槽內(nèi)的部分第一介質(zhì)層和第二子溝槽內(nèi)的部分第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層,以分別暴露出有源柱的至少部分側(cè)壁和第一隔離層的至少部分側(cè)壁;去除第二子溝槽內(nèi)暴露出的部分第一隔離層;如此,在后續(xù)形成字線結(jié)構(gòu)的過程中,第一子溝槽和第二子溝槽內(nèi)的字線結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)電連接,即,位于第一子區(qū)內(nèi)用于連接同一行的存儲單元柵極的字線結(jié)構(gòu)和位于第二子區(qū)內(nèi)的字線結(jié)構(gòu)末端可以實現(xiàn)電連接。