本公開涉及半導體,尤其涉及一種半導體器件和一種半導體器件的制備方法。
背景技術(shù):
1、刻蝕操作是半導體制造的主要步驟之一,為了保證刻蝕效果,在對刻蝕停止層進行蝕刻操作時,需要具有足夠的蝕刻窗口余量,這導致對相鄰區(qū)域其它具有和刻蝕停止層相同介質(zhì)的隔離結(jié)構(gòu)存在破壞的風險,進而對半導體器件的電性性能造成影響。
2、需要說明的是,在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解,因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本公開的目的在于提供一種半導體器件及其制備方法,至少在一定程度上能夠改善相關(guān)技術(shù)中刻蝕工藝存在破壞隔離結(jié)構(gòu)導致漏電的問題。
2、本公開的其他特性和優(yōu)點將通過下面的詳細描述變得顯然,或部分地通過本公開的實踐而習得。
3、根據(jù)本公開的一個方面,提供一種半導體器件,包括:堆疊層;頂部選擇柵極層,位于所述堆疊層上;柵線隔離結(jié)構(gòu),貫穿所述頂部選擇柵極層和所述堆疊層,所述柵線隔離結(jié)構(gòu)中穿過所述頂部選擇柵極層的部分為第一隔離結(jié)構(gòu),所述第一隔離結(jié)構(gòu)包括與所述頂部選擇柵極層接觸的接觸層溝道結(jié)構(gòu),貫穿所述堆疊層;第一電介質(zhì)層,位于所述頂部選擇柵極層上,所述第一電介質(zhì)層和所述接觸層包括不同的絕緣介質(zhì);溝道局部觸點,貫穿所述第一電介質(zhì)層,并與所述溝道結(jié)構(gòu)對應設置。
4、在一些實施例中,還包括:連接結(jié)構(gòu),貫穿所述頂部選擇柵極層,所述連接結(jié)構(gòu)的一端與所述溝道結(jié)構(gòu)接觸,所述連接結(jié)構(gòu)的另一端與所述溝道局部觸點接觸。
5、在一些實施例中,還包括:第二電介質(zhì)層,位于所述頂部選擇柵極層和所述第一電介質(zhì)層之間,所述連接結(jié)構(gòu)穿過所述第二電介質(zhì)層與所述溝道局部觸點接觸。
6、在一些實施例中,所述柵線隔離結(jié)構(gòu)中穿過所述堆疊層的部分為第二隔離結(jié)構(gòu),沿平行于所述第一電介質(zhì)層的方向,所述第一隔離結(jié)構(gòu)的寬度大于所述第二隔離結(jié)構(gòu)的寬度。
7、在一些實施例中,所述半導體器件包括核心區(qū)ca和階梯區(qū)ss,所述頂部選擇柵極層設置在所述核心區(qū),所述半導體器件還包括:第一接觸結(jié)構(gòu),設置在所述核心區(qū),并貫穿所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層,延伸至所述頂部選擇柵極層;第二接觸結(jié)構(gòu),設置在所述階梯區(qū),并貫穿所述第一電介質(zhì)層,延伸至所述階梯區(qū)的臺階上。
8、在一些實施例中,所述第一接觸結(jié)構(gòu)包括穿過所述第一電介質(zhì)層的第一子結(jié)構(gòu)以及穿過所述介質(zhì)層的第二子結(jié)構(gòu),沿平行于所述第一電介質(zhì)層的方向,在所述第一子結(jié)構(gòu)和所述第二子結(jié)構(gòu)相連的位置,所述第一子結(jié)構(gòu)的寬度大于所述第二子結(jié)構(gòu)的寬度;所述第二接觸結(jié)構(gòu)包括穿過所述第一電介質(zhì)層的第三子結(jié)構(gòu)以及延伸至所述階梯區(qū)的臺階的第四子結(jié)構(gòu),沿平行于所述第一電介質(zhì)層的方向,在所述第三子結(jié)構(gòu)和所述第四子結(jié)構(gòu)相連的位置,所述第三子結(jié)構(gòu)的寬度大于所述第四子結(jié)構(gòu)的寬度。
9、在一些實施例中,沿平行于所述第一電介質(zhì)層的方向,所述溝道局部觸點穿過所述第一電介質(zhì)層的部分具有第一寬度,所述第一接觸結(jié)構(gòu)穿過所述第一電介質(zhì)層的部分具有第二寬度,所述第二接觸結(jié)構(gòu)穿過所述第一電介質(zhì)層的部分具有第三寬度;其中,所述第二寬度大于所述第一寬度,所述第一寬度大于所述第三寬度。
10、在一些實施例中,還包括:縫隙接觸結(jié)構(gòu),貫穿所述第一電介質(zhì)層,與所述柵線隔離結(jié)構(gòu)相連通。
11、在一些實施例中,還包括:半導體層,設置于所述堆疊層遠離所述頂部選擇柵極層的一側(cè)。
12、在一些實施例中,還包括:蓋帽層,設置在所述第一電介質(zhì)層上,所述溝道局部觸點穿過蓋帽層和所述第一電介質(zhì)層并與所述溝道結(jié)構(gòu)接觸。
13、在一些實施例中,所述第一電介質(zhì)層和所述蓋帽層包括不同的絕緣介質(zhì);所述第一電介質(zhì)層和所述第二電介質(zhì)層包括不同的絕緣介質(zhì)。
14、在一些實施例中,還包括:頂部選擇柵極切線,位于所述第一電介質(zhì)層和所述堆疊層之間,并貫穿所述頂部選擇柵極層,所述頂部選擇柵極切線與所述第一電介質(zhì)層包括相同或不同的絕緣介質(zhì)。
15、在一些實施例中,所述不同的絕緣介質(zhì)包括氮化硅、絕緣氧化物和氮氧化硅中的至少兩種。
16、根據(jù)本公開的另一個方面,提供一種半導體器件,包括:堆疊層;頂部選擇柵極層,位于所述堆疊層上;柵線隔離結(jié)構(gòu),貫穿所述頂部選擇柵極層和所述堆疊層;溝道結(jié)構(gòu),貫穿所述堆疊層;第一電介質(zhì)層,位于所述頂部選擇柵極層上,且所述第一電介質(zhì)層覆蓋所述柵線隔離結(jié)構(gòu);溝道局部觸點,貫穿所述第一電介質(zhì)層,并與所述溝道結(jié)構(gòu)對應設置。
17、在一些實施例中,還包括:連接結(jié)構(gòu),貫穿所述頂部選擇柵極層,所述連接結(jié)構(gòu)的一端與所述溝道結(jié)構(gòu)接觸,所述連接結(jié)構(gòu)的另一端與所述溝道局部觸點接觸。
18、在一些實施例中,還包括:第二電介質(zhì)層,位于所述頂部選擇柵極層和所述第一電介質(zhì)層之間,所述連接結(jié)構(gòu)穿過所述第二電介質(zhì)層與所述溝道局部觸點接觸。
19、在一些實施例中,還包括:頂部選擇柵極切線,位于所述第一電介質(zhì)層和所述堆疊層之間,并貫穿所述頂部選擇柵極層,所述頂部選擇柵極切線與所述第一電介質(zhì)層包括相同或不同的絕緣介質(zhì)。
20、根據(jù)本公開的再一個方面,提供一種半導體器件的制備方法,包括:提供基底,所述基底包括襯底、位于所述襯底上的堆疊層、位于所述堆疊層上的頂部選擇柵極層、穿過所述堆疊層延伸至所述襯底的溝道結(jié)構(gòu)、以及穿過所述頂部選擇柵極層和所述堆疊層延伸至所述襯底的柵線隔離結(jié)構(gòu)形成第一電介質(zhì)層,所述第一電介質(zhì)層位于所述頂部選擇柵極層上;形成溝道局部觸點,所述溝道局部觸點穿過所述第一電介質(zhì)層,并與所述溝道結(jié)構(gòu)對應設置。
21、在一些實施例中,所述形成第一電介質(zhì)層,包括:在所述頂部選擇柵極層上形成第二電介質(zhì)層;對所述第二電介質(zhì)層進行平坦化處理;在所述第二電介質(zhì)層上形成所述第一電介質(zhì)層。
22、在一些實施例中,還包括:形成蓋帽層,所述蓋帽層位于所述第一電介質(zhì)層上。
23、在一些實施例中,所述半導體器件包括核心區(qū)ca和階梯區(qū)ss,所述形成溝道局部觸點,包括:在所述核心區(qū)對所述蓋帽層和所述第一電介質(zhì)層執(zhí)行刻蝕操作,形成溝道局部接觸窗;在所述溝道局部接觸窗內(nèi)填充導電材料,形成所述溝道局部觸點。
24、在一些實施例中,所述在所述核心區(qū)對所述蓋帽層和所述第一電介質(zhì)層執(zhí)行刻蝕操作,包括:在所述核心區(qū)對所述蓋帽層執(zhí)行刻蝕操作,形成溝道局部開口;在所述局部溝道開口內(nèi)對所述第一電介質(zhì)層進行刻蝕,形成所述溝道局部接觸窗。
25、在一些實施例中,所述在所述核心區(qū)對所述蓋帽層和所述第一電介質(zhì)層執(zhí)行刻蝕操作,還包括:在所述核心區(qū)與所述溝道局部接觸窗同步形成第一接觸開口,所述第一接觸開口的開口尺寸大于所述溝道局部接觸窗的窗口尺寸;以及在所述階梯區(qū)與所述溝道局部接觸窗同步形成第二接觸開口,所述第一接觸開口和所述第二接觸開口均穿過所述蓋帽層和所述第一電介質(zhì)層,并延伸至所述第二電介質(zhì)層。
26、在一些實施例中,在所述核心區(qū)對所述蓋帽層和所述第一電介質(zhì)層執(zhí)行刻蝕操作,形成溝道局部接觸窗之后,還包括:在所述核心區(qū)對所述蓋帽層和所述第一電介質(zhì)層進行刻蝕,形成第一接觸開口,所述第一接觸開口的開口尺寸大于所述溝道局部接觸窗的窗口尺寸;在所述階梯區(qū)對所述蓋帽層和所述第一電介質(zhì)層進行刻蝕,形成第二接觸開口。
27、在一些實施例中,還包括:在所述第一接觸開口內(nèi)對所述第二電介質(zhì)層和所述頂部選擇柵極層執(zhí)行刻蝕操作,形成第一子孔;在所述第二接觸開口內(nèi)對所述第二電介質(zhì)層和所述對堆疊層執(zhí)行刻蝕操作,形成延伸至所述階梯區(qū)的臺階的第二子孔。
28、在一些實施例中,所述在所述溝道局部接觸窗內(nèi)填充導電材料,還包括:在所述第一接觸開口和所述第一子孔內(nèi)填充所述導電材料,形成第一接觸結(jié)構(gòu);在所述第二接觸開口和所述第二子孔內(nèi)填充所述導電材料,形成第二接觸結(jié)構(gòu)。
29、在一些實施例中,還包括:在與所述柵線隔離結(jié)構(gòu)相對應的區(qū)域,對所述蓋帽層和所述第一電介質(zhì)層執(zhí)行刻蝕操作,形成柵極引線孔;在所述柵極引線孔內(nèi)填充導電材料,形成縫隙接觸結(jié)構(gòu)。
30、在一些實施例中,還包括:去除所述襯底,以暴露襯底端部,所述襯底端部為所述溝道結(jié)構(gòu)延伸至所述襯底的部分。
31、在一些實施例中,包括:在所述堆疊層遠離所述第一電介質(zhì)層的一側(cè)形成半導體層,所述半導體層覆蓋所述襯底端部。
32、本公開的實施例所提供的半導體器件及其制備方法,在形成柵線隔離結(jié)構(gòu)后,在頂部選擇柵極層上再形成第一電介質(zhì)層,以作為刻蝕停止層,并進一步在第一電介質(zhì)層上形成溝道局部觸點,一方面,由于在對第一電介質(zhì)層進行刻蝕,形成溝道局部觸點的溝道局部接觸窗的過程中,柵線隔離結(jié)構(gòu)處于被第一電介質(zhì)層覆蓋的狀態(tài),另一方面,第一電介質(zhì)層采用與柵線隔離結(jié)構(gòu)的接觸層不同的絕緣介質(zhì),第一電介質(zhì)層作為需要刻蝕的介質(zhì),柵極隔離結(jié)構(gòu)的接觸層作為需要保護的介質(zhì),通過合理的設置兩種介質(zhì)的刻蝕選擇比,有利于減小第一電介質(zhì)層的刻蝕操作對柵線隔離結(jié)構(gòu)的接觸層的影響,進而提高半導體器件的良率。
33、下文參考附圖詳細描述了本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點、以及本發(fā)明的各種實施例的結(jié)構(gòu)和操作。要指出的是,本發(fā)明不限于本文所述的具體實施例。本文呈現(xiàn)這樣的實施例僅用于例示的目的?;诒疚陌慕虒?,額外的實施例對于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將是顯而易見的。