半导体结构及其形成方法、存储器与流程

专利检索2025-05-20  9


本公开涉及半导体,具体而言,涉及一种半导体结构及其形成方法、存储器。


背景技术:

1、动态随机存取存储器(dynamic random access memory,dram)因具有体积小、集成化程度高及传输速度快等优点,被广泛应用于手机、平板电脑等移动设备中。存储节点接触塞是dram的重要部件,其性能的好坏直接影响着电容的存储功能。然而,在制程过程中,受制程工艺的影响,相邻的存储节点接触塞之间易发生短路,产品良率较低。

2、需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现思路

1、有鉴于此,本公开提供一种半导体结构及其形成方法、存储器,可降低短路风险,提高产品良率。

2、根据本公开的一个方面,提供一种半导体结构的形成方法,包括:

3、提供衬底;

4、在所述衬底上形成多个间隔分布的位线结构,相邻的两个所述位线结构之间围成第一接触窗口;

5、在所述第一接触窗口内形成导电接触层和第一导电层,所述导电接触层的顶部低于所述位线结构的顶部,所述第一导电层覆盖所述导电接触层的顶部及所述位线结构未被所述导电接触层覆盖的侧壁;

6、在所述第一导电层的表面形成第一导电材料层,所述第一导电材料层填满所述第一接触窗口,且所述第一导电材料层的顶部与所述第一导电层远离所述导电接触层的端部齐平;

7、去除位于所述位线结构的侧壁上远离所述导电接触层的一侧的所述第一导电层;

8、在所述第一导电材料层及所述位线结构共同构成的结构的顶部形成第二导电材料层;

9、对所述第一导电材料层及所述第二导电材料层进行蚀刻,以使相邻的所述第一接触窗口对应的所述第二导电材料层相互断开,并在所述第一导电材料层和其一侧的所述位线结构之间形成开口。

10、在本公开的一种示例性实施例中,所述导电接触层包括第一接触层和第二接触层,所述在所述第一接触窗口内形成导电接触层,包括:

11、在所述第一接触窗口内形成第一接触层;

12、在所述第一接触层的表面形成第二接触层,所述第二接触层的表面低于所述位线结构的顶部,所述第一接触窗口中未被所述第一接触层和所述第二接触层填充的部分作为第二接触窗口。

13、在本公开的一种示例性实施例中,形成所述第一导电层和所述第一导电材料层,包括:

14、在所述第二接触层和所述位线结构共同构成的结构的表面形成所述第一导电层;

15、在所述第一导电层的表面形成所述第一导电材料层,所述第一导电材料层至少填满所述第二接触窗口;

16、对所述第一导电层和所述第一导电材料层进行平坦化处理,以使剩余的所述第一导电层的顶部和剩余的所述第一导电材料层的顶部均与所述位线结构的顶部齐平。

17、在本公开的一种示例性实施例中,所述位线结构包括位线导电结构、绝缘覆盖层以及隔离层,形成所述位线结构包括:

18、在所述衬底的表面形成所述位线导电结构及位于所述位线导电结构的顶部的所述绝缘覆盖层;

19、在所述位线导电结构及所述绝缘覆盖层的侧壁形成隔离材料层;

20、对所述隔离材料层进行回蚀刻,以形成隔离层,所述隔离层的顶部低于所述绝缘覆盖层的顶部且高于所述导电接触层及所述位线导电结构的顶部。

21、在本公开的一种示例性实施例中,所述第一导电层随形覆盖于所述绝缘覆盖层、所述隔离层及所述导电接触层共同构成的结构的表面,所述去除位于所述位线结构的侧壁上远离所述导电接触层的一侧的所述第一导电层,包括:

22、去除位于所述绝缘覆盖层的侧壁上的所述第一导电层,以在所述第一导电材料层的两侧分别形成第一空隙及第二空隙。

23、在本公开的一种示例性实施例中,在所述第一导电材料层及所述位线结构共同构成的结构的顶部形成第二导电材料层,包括:

24、在所述第一导电材料层和所述绝缘覆盖层共同构成的结构的顶部形成第二导电材料层,所述第二导电材料层至少密封所述第一空隙。

25、在本公开的一种示例性实施例中,对所述第一导电材料层及所述第二导电材料层进行蚀刻,以使相邻的所述第一接触窗口对应的所述第二导电材料层相互断开,并在所述第一导电材料层和其一侧的所述位线结构之间形成开口,包括:

26、在所述第二导电材料层的表面形成掩膜层;

27、在所述掩膜层的表面形成光阻层;

28、对所述光阻层进行曝光并显影,以形成显影区,所述第二空隙在所述衬底上的正投影在所述显影区在所述衬底上的正投影之内;

29、在所述显影区对所述掩膜层、所述第二导电材料层、所述第一导电材料层以及所述绝缘覆盖层进行蚀刻,以形成所述开口。

30、在本公开的一种示例性实施例中,所述第一导电材料层的材料与所述第二导电材料层的材料相同。

31、在本公开的一种示例性实施例中,所述第一导电材料层的材料与所述第二导电材料层的材料均为钨,在所述显影区对所述掩膜层、所述第二导电材料层、所述第一导电材料层以及所述绝缘覆盖层进行蚀刻,包括:

32、采用三氟化氮和氯气对所述第二导电材料层、所述第一导电材料层以及所述绝缘覆盖层进行选择性蚀刻。

33、根据本公开的一个方面,提供一种半导体结构,包括:

34、衬底;

35、多个位线结构,间隔分布于所述衬底上,所述位线结构包括位线导电结构、绝缘覆盖层以及隔离层,所述位线导电结构位于所述衬底的表面,所述绝缘覆盖层位于所述位线导电结构的顶部,所述隔离层覆盖于所述位线导电结构及所述绝缘覆盖层的侧壁,且所述隔离层的顶部低于所述绝缘覆盖层的顶部;相邻的所述位线结构之间围成第一接触窗口;

36、导电接触层,位于所述第一接触窗口内,所述导电接触层的顶部低于所述隔离层的顶部;

37、第一导电层,至少随形覆盖所述导电接触层及所述隔离层的表面;

38、第一导电材料层,位于所述第一导电层的表面,并与其一侧的所述位线结构之间具有第一空隙,与其另一侧的所述位线结构之间具有开口;

39、第二导电材料层,覆盖所述第一导电材料层的表面且密封所述第一空隙,并延伸至与所述第一空隙邻接的所述绝缘覆盖层的表面。

40、在本公开的一种示例性实施例中,所述导电接触层包括:

41、第一接触层,位于所述第一接触窗口内,所述第一接触层的顶部高于所述位线导电结构的顶部;

42、第二接触层,位于所述第一接触层的表面,所述第二接触层的表面低于所述隔离层的顶部。

43、在本公开的一种示例性实施例中,所述第一接触层的材料为多晶硅,所述第二接触层的材料为硅化钴。

44、在本公开的一种示例性实施例中,所述第一导电材料层的材料与所述第二导电材料层的材料相同。

45、在本公开的一种示例性实施例中,所述第一导电材料层的材料与所述第二导电材料层的材料均为钨。

46、根据本公开的一个方面,提供一种存储器,包括上述任意一项所述的半导体结构。

47、本公开的半导体结构的形成方法,由于第一导电材料层的顶部与第一导电层远离导电接触层的端部齐平,可将第一导电层的端部暴露出来,进而在形成第一导电材料层之后,可选择性的去除位于位线结构的侧壁上远离导电接触层的一侧的第一导电层,避免后续在不同的第一接触窗口中形成的第二导电材料层通过位线结构侧壁上的第一导电层连通,可降低短路风险,提高产品良率。与此同时,由于在蚀刻第一导电层之前,第二导电材料层尚未形成,因此对第一导电层的蚀刻过程不会受第二导电材料层的图形及对准偏差的影响,比较容易控制蚀刻深度,且在上述过程中,只去除了远离导电接触层的一侧的第一导电层,其靠近导电接触层的一侧仍保留有部分第一导电层,即,导电接触层的表面仍覆盖有第一导电层,在导电接触层的表面被第一导电层覆盖的情况下,不会蚀刻至导电接触层内部,可降低结构缺陷产生的概率,提高产品良率。

48、本公开的半导体结构及存储器,一方面,由于隔离层位于导电接触层与位线导电层之间,且隔离层的顶部高于位线导电结构及导电接触层的顶部,可在位线导电结构与导电接触层之间形成较高的绝缘屏障,以保证绝缘性效果,可降低位线导电结构和与其相邻的导电接触层之间短路的风险,有助于提高产品良率;另一方面,通过第二导电材料层将第一导电材料层与位线结构之间的第一空隙密封,进而将第一空隙保留在第一导电材料层和位线结构之间,由于第一空隙中的空气的介电常数相对较小,可在一定程度上减小相邻的第一导电材料层之间的寄生电容,进而降低rc延迟,以便于提高信号的传输速度。

49、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。


技术特征:

1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述导电接触层包括第一接触层和第二接触层,所述在所述第一接触窗口内形成导电接触层,包括:

3.根据权利要求2所述的形成方法,其特征在于,形成所述第一导电层和所述第一导电材料层,包括:

4.根据权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述位线结构包括位线导电结构、绝缘覆盖层以及隔离层,形成所述位线结构包括:

5.根据权利要求4所述的形成方法,其特征在于,所述第一导电层随形覆盖于所述绝缘覆盖层、所述隔离层及所述导电接触层共同构成的结构的表面,所述去除位于所述位线结构的侧壁上远离所述导电接触层的一侧的所述第一导电层,包括:

6.根据权利要求5所述的形成方法,其特征在于,在所述第一导电材料层及所述位线结构共同构成的结构的顶部形成第二导电材料层,包括:

7.根据权利要求6所述的形成方法,其特征在于,对所述第一导电材料层及所述第二导电材料层进行蚀刻,以使相邻的所述第一接触窗口对应的所述第二导电材料层相互断开,并在所述第一导电材料层和其一侧的所述位线结构之间形成开口,包括:

8.根据权利要求7所述的形成方法,其特征在于,所述第一导电材料层的材料与所述第二导电材料层的材料相同。

9.根据权利要求8所述的形成方法,其特征在于,所述第一导电材料层的材料与所述第二导电材料层的材料均为钨,在所述显影区对所述掩膜层、所述第二导电材料层、所述第一导电材料层以及所述绝缘覆盖层进行蚀刻,包括:

10.一种半导体结构,其特征在于,包括:

11.根据权利要求10所述的半导体结构,其特征在于,所述导电接触层包括:

12.根据权利要求11所述的半导体结构,其特征在于,所述第一接触层的材料为多晶硅,所述第二接触层的材料为硅化钴。

13.根据权利要求10所述的半导体结构,其特征在于,所述第一导电材料层的材料与所述第二导电材料层的材料相同。

14.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述第一导电材料层的材料与所述第二导电材料层的材料均为钨。

15.一种存储器,其特征在于,包括权利要求10-14任一项所述的半导体结构。


技术总结
本公开是关于半导体技术领域,涉及一种半导体结构及其形成方法、存储器,本公开的形成方法包括:在衬底上形成多个位线结构,相邻的两个位线结构之间围成第一接触窗口;在第一接触窗口内形成导电接触层和第一导电层;在第一导电层的表面形成第一导电材料层,第一导电材料层填满第一接触窗口,且第一导电材料层的顶部与第一导电层远离导电接触层的端部齐平;去除位于位线结构的侧壁上远离导电接触层的一侧的第一导电层;在第一导电材料层及位线结构共同构成的结构的顶部形成第二导电材料层;对第一导电材料层及第二导电材料层进行蚀刻,以在第一导电材料层和其一侧的位线结构之间形成开口。本公开的形成方法可降低短路风险,提高产品良率。

技术研发人员:曹新满,孟俊生
受保护的技术使用者:长鑫存储技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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