使用硬掩模形成电容器的制作方法

文档序号:21712246发布日期:2020-08-05 00:57阅读:129来源:国知局
使用硬掩模形成电容器的制作方法

本发明一般来说涉及半导体装置及方法,且更特定来说,涉及使用硬掩模形成电容器。



背景技术:

存储器装置通常提供为计算机或其它电子装置中的内部半导体集成电路。存在许多不同类型的存储器,包含随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、同步动态随机存取存储器(sdram)、铁电随机存取存储器(feram)、磁性随机存取存储器(mram)、电阻性随机存取存储器(reram)及快闪存储器等等。一些类型的存储器装置可为非易失性存储器(例如,reram)且可用于需要高存储器密度、高可靠性及低电力消耗的广泛电子应用。与在缺乏电力的情况下保持其存储状态的非易失性存储器单元(例如,快闪存储器单元)相比,易失性存储器单元(例如,dram单元)需要电力来保持其存储数据状态(例如,经由刷新过程)。然而,各种易失性存储器单元(例如dram单元)可比各种非易失性存储器单元(例如快闪存储器单元)更快地操作(例如,编程、读取、擦除等)。



技术实现要素:

在一个方面,本申请案涉及一种方法,其包括:图案化半导体衬底的表面以具有:第一硅酸盐材料(103、203、303),所述第一硅酸盐材料(103、203、303)上的第一氮化物材料(105、205、305、405、505、605);所述第一氮化物材料(105、205、305、405、505、605)上的第二硅酸盐材料(106、206、306);所述第二硅酸盐材料(106、206、306)上的第二氮化物材料(108、208、308、408、508、608);及所述第二氮化物材料(108、208、308、408、508、608)上的牺牲材料(112、212);在所述牺牲材料(112、212)上形成硬掩模材料(114、214);在穿过所述第一硅酸盐材料(103、203、303)、所述第一氮化物材料(105、205、305、405、505、605)、所述第二硅酸盐材料(106、206、306)、所述第二氮化物材料(108、208、308、408、508、608)、所述牺牲材料(112、212)及所述硬掩模材料(114、214)的开口(211、311、411、511、611)中形成电容器材料(216、316、416、516、616);及移除所述牺牲材料(112、212)及所述硬掩模材料(114、214)。

在另一方面,本申请案涉及一种方法,其包括:在半导体衬底上形成第一硅酸盐材料(103、203、303);在所述第一硅酸盐材料(103、203、303)上形成第一氮化物材料(105、205、305、405、505、605);在所述第一氮化物材料(105、205、305、405、505、605)上形成第二硅酸盐材料(106、206、306);在所述第二硅酸盐材料(106、206、306)上形成第二氮化物材料(108、208、308、408、508、608);在所述第二氮化物材料(108、208、308、408、508、608)上形成牺牲材料(112、212);在所述牺牲材料(112、212)上形成硬掩模材料(114、214);在穿过所述经形成的第一硅酸盐材料(103、203、303)、所述第一氮化物材料(105、205、305、405、505、605)、所述第二硅酸盐材料(106、206、306)、所述第二氮化物材料(108、208、308、408、508、608)、所述牺牲材料(112、212)及所述硬掩模材料(114、214)的开口(211、311、411、511、611)中沉积多个电容器材料(216、316、416、516、616);及移除所述牺牲材料(112、212)及所述硬掩模材料(114、214)以暴露多个电容器材料(216、316、416、516、616)柱中的每一者的顶部部分。

在另一方面,本申请案涉及一种方法,其包括:图案化半导体衬底的表面以具有:第一硅酸盐材料(103、203、303),所述第一硅酸盐材料(103、203、303)上的第一氮化物材料(105、205、305、405、505、605);所述第一氮化物材料(105、205、305、405、505、605)上的第二硅酸盐材料(106、206、306);所述第二硅酸盐材料(106、206、306)上的第二氮化物材料(108、208、308、408、508、608);及所述第二氮化物材料(108、208、308、408、508、608)上的牺牲材料(112、212);在所述牺牲材料(112、212)上形成大于800埃的高度的硬掩模材料(114、214);将所述硬掩模材料(114、214)减少到200埃与800埃之间的高度;在穿过所述第一硅酸盐材料(103、203、303)、所述第一氮化物材料(105、205、305、405、505、605)、所述第二硅酸盐材料(106、206、306)、所述第二氮化物材料(108、208、308、408、508、608)、所述牺牲材料(112、212)及所述硬掩模材料(114、214)的开口(211、311、411、511、611)中形成电容器材料(216、316、416、516、616);及移除所述牺牲材料(112、212)及所述硬掩模材料(114、214)。

在另一方面,本申请案涉及一种根据任何上述方法形成的存储器装置的部分,其中:所述存储器装置包括存储器单元,所述存储器单元包含:电容器,其作为数据存储元件,所述电容器由所述电容器支撑结构支撑;及存取装置,其经耦合到所述至少一个电容器。

附图说明

图1到6说明根据本发明的数个实施例的在用于使用硬掩模形成电容器的实例制造序列的阶段的实例存储器装置的部分的横截面视图。

图7到9是根据本发明的数个实施例的用于使用硬掩模形成电容器的制造序列的实例方法的流程图。

图10是根据本发明的一或多个实施例的包含至少一个存储器系统的计算系统的功能框图。

图11说明根据本发明的数个实施例的包含支柱及相邻沟槽的存储器装置的半导体结构的实例的部分的横截面视图。

具体实施方式

存储器装置上的各种类型的半导体结构(例如,包含易失性或非易失性存储器单元的存储器装置)可包含可经形成到半导体材料中以在其上产生用于后续半导体处理步骤的开口的直线沟槽及/或圆形、正方形、长方形等空腔。各种材料可使用化学气相沉积(cvd)、等离子体沉积等来沉积且使用光刻技术来图案化,使用气相、湿及/或干蚀刻工艺来掺杂及蚀刻以在衬底上形成半导体结构。此类开口可含有或相关联于促成存储器装置上的数据存取、存储及/或处理或促成存储器装置上的各种支撑结构的各种材料。

在一个实例工艺中,可穿过一或多个材料层形成沟槽以接收后续处理步骤以形成到动态随机存取存储器(dram)单元的离散装置,例如存储节点,例如垂直电容器。实施例不限于这个实例。随着设计规则缩减到更小尺寸,可能期望具有更窄宽度的更深沟槽。另外,为了增加存储器装置的单元的电容,可通过增加开口内的电容器材料柱的高度来增加形成到柱中的电容器材料的表面积。然而,由于可能的间隙裕度及较小间距,增加电容器柱的高度会增加电容器柱弯曲及晃动的风险,从而引起可能的短路。

为了缓解这个问题,下文进一步描述使用硬掩模形成电容器的方法。作为实例,电容器可包含中间晶格部分及顶部晶格部分,在中间晶格部分与顶部晶格部分之间包含氧化物(teos及bpsg)。这个双晶格结构可在顶部晶格上方包含一定量的凹入材料(例如,硬掩模、及/或氮化物或氧化物的牺牲层)。将硬掩模及/或牺牲层定位在顶部晶格上方可通过减小晶格部分的bpsg/teos上的应力来减少电容器的弯曲。另外,在牺牲层上方添加硬掩模会增加电容器材料的额外高度,由此增加电容器的电容。

本发明包含与使用硬掩模形成电容器相关的方法、设备及系统。本文中所描述的方法的实例包含在衬底材料上形成数种材料。数种材料可包含沉积在衬底上的硅酸盐材料、氮化物材料、牺牲材料及/或硬掩模。实例方法进一步包含移除牺牲层及/或硬掩模,及留下氮化物材料及硅酸盐材料作为电容器材料的支撑物。

在本发明的下文详细描述中,参考形成本发明的部分的附图,且在附图中以说明方式展示可如何实践本发明的一或多个实施例。足够详细地描述这些实施例以使所属领域的一般技术人员能够实践本发明的实施例,且应理解,可利用其它实施例且可在不脱离本发明的范围的情况下进行工艺、电气及/或结构改变。如本文中所使用,“数个”事物可指一或多个此类事物。例如,数个电容器可指至少一个电容器。

本文中的图遵循编号惯例,其中首个或前几个数字对应于附图的图编号且剩余数字标识附图中的元件或组件。可通过使用类似数字来标识不同图之间的类似元件或组件。例如,参考数字112可指代图1中的元件“12”,且类似元件在图2中可被指代为212。在一些情况下,在相同图或不同图中多个类似但功能上及/或结构上可区分的元件或组件可用相同元件编号循序地指代(例如,图1中的124-1、124-2、124-3、124-4及124-5)。

图1说明根据本发明的数个实施例的在用于使用硬掩模材料形成电容器的实例半导体制造序列中的特定阶段的实例存储器装置的部分的横截面视图100。实例存储器装置100可包含用于形成存储器装置100的半导体结构的多个支柱109-1、109-2、…、109-n(下文中被统称为多种材料109)。在图1中所展示的实例支柱结构中,多个支柱109中的每一者可包含第一硅酸盐材料103,第一硅酸盐材料103被展示为已经形成在下伏衬底材料101上方。衬底材料101可由其上可制造有存储器装置材料的各种未掺杂或掺杂材料形成。相对惰性的未掺杂衬底材料101的实例可包含单结晶硅(单晶硅)、多结晶硅(多晶硅)及非晶硅等等。

在数个实施例中,第一硅酸盐材料103可已由硼磷硅玻璃(bpsg)形成。bpsg可包含掺杂有各种浓度及/或比率的硼化合物及磷化合物的硅化合物。硅化合物可为可通过氧化硅烷(sih4)而形成的二氧化硅(sio2)等等。硼化合物可为可通过氧化硼烷(b2h6)而形成的三氧化二硼(b2o3)等等。磷化合物可为可通过氧化膦(ph3)而形成的五氧化二磷(p2o5)等等。bpsg的硅、硼及磷化合物可包含如确定为适于第一硅酸盐材料103的功能性、形成及/或移除的硅、硼及磷的各种同位素,如本文中所描述。

第一硅酸盐材料103最初可作为连续或第一连续层(例如,一个沉积或处理序列中的层)形成(例如,沉积)在下伏衬底材料101的表面110上。例如,第一硅酸盐材料103可经形成为在其中不形成从第一硅酸盐材料103的上表面到下伏衬底材料101的表面110的开口。在数个实施例中,第一硅酸盐材料103的层可经沉积到下伏衬底材料101的表面110上方的在从约400纳米(nm)到约750nm的范围内的厚度。然而,实施例不限于这些实例。

接着,在支柱109内,第一氮化物材料105被展示为已经形成在第一硅酸盐材料103中的与下伏衬底材料101相对的表面上方。第一氮化物材料105可作为连续或第二连续层(例如,一个沉积或处理序列中的层)形成(例如,沉积)在第一硅酸盐材料103的上表面上。替代地,第一氮化物材料105可作为两个单独部分(例如,层)形成(例如,沉积)在第一硅酸盐材料103的上表面上。例如,第一硅酸盐材料103可经形成为在其中形成从第一氮化物材料105的上表面到第一硅酸盐材料103的上表面的开口(例如图1中被说明为在支柱109-1与109-2之间的开口,例如被说明为呈这个2维格式的支柱但未必为呈3维格式的支柱)。

第一氮化物材料105可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自氮化硼(bn)、氮化硅(sinx、si3n4)、氮化铝(aln)、氮化镓(gn)、氮化钽(tan、ta2n)、氮化钛(tin、ti2n)及氮化钨(wn、w2n、wn2)等等,以形成第一氮化物材料105。在数个实施例中,第一氮化物材料105可经沉积到第一硅酸盐材料103的表面上方的在从约15nm到约30nm的范围内的厚度。

第二硅酸盐材料106被展示为已经形成在第一氮化物材料105中的与第一硅酸盐材料103相对的表面上方。第二硅酸盐材料106可作为连续或第三连续层(例如,一个沉积或处理序列中的层)形成(例如,沉积)在第一氮化物材料105的上表面上。在数个实施例中,第二硅酸盐材料106可由原硅酸四乙酯(si(oc2h5)4)形成,其也被称为teos。teos可经形成为原硅酸(si(oh)4)的乙基酯等等。

第二氮化物材料108被展示为已经形成在第二硅酸盐材料106中的与第一氮化物材料105相对的表面上方。第二氮化物材料108可作为连续或第四连续层(例如,一个沉积或处理序列中的层)形成(例如,沉积)在第二硅酸盐材料106的上表面上。

类似于第一氮化物材料105,第二氮化物材料108可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自bn、sinx、si3n4、aln、gn、tan、ta2n、tin、ti2n及wn、w2n、wn2等等,以形成第二氮化物材料108。在各种实施例中,第一氮化物材料105及第二氮化物材料108可由相同氮化物或相同氮化物混合物形成,或第一氮化物材料105及第二氮化物材料108可各自由不同氮化物或不同氮化物混合物形成,这取决于例如氮化物可应用于的各种用途。在数个实施例中,第二氮化物材料108可经沉积到第二硅酸盐材料106的表面上方的在从约80nm到约150nm的范围内的厚度。

牺牲材料112可经形成在第二氮化物材料108中的与第二硅酸盐材料106相对的表面上方。牺牲材料112可作为为连续或第五连续层(例如,一个沉积或处理序列中的层)形成(例如,沉积)在第二氮化物材料108的上表面上。在至少一个实施例中,牺牲材料112可为第三氮化物材料。在至少一个实施例中,牺牲材料112可为不同于第二氮化物材料108的氮化物材料。在至少一个实施例中,牺牲材料112可为与第二氮化物材料108相同的氮化物材料。

类似于第一氮化物材料105及第二氮化物材料108,牺牲材料112可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自bn、sinx、si3n4、aln、gn、tan、ta2n、tin、ti2n及wn、w2n、wn2等等,以形成牺牲材料108。在各种实施例中,第一氮化物材料105、第二氮化物材料108及牺牲材料112可由相同氮化物或相同氮化物混合物形成,或第一氮化物材料105及第二氮化物材料108及牺牲材料112可各自由不同氮化物或不同氮化物混合物形成,这例如取决于氮化物可应用于的各种用途。在数个实施例中,牺牲材料112可经沉积到第二氮化物材料108的表面上方的在从约80nm到约150nm的范围内的厚度。

硬掩模材料114可经形成在牺牲材料112的表面上方。硬掩模材料114可作为连续或第六连续层(例如,一个沉积或处理序列中的层)形成(例如,沉积)在牺牲材料112的上表面上。在至少一个实施例中,硬掩模材料114可为当暴露于基于等离子体的蚀刻时不会蚀刻得更快的材料。硬掩模材料可为当暴露于基于等离子体的蚀刻时用于保护下方区域免受蚀刻的材料。这可允许控制电容器的临界尺寸。作为实例,硬掩模材料可为多晶硅、碳、金属、氮化物等。在一个实例中,硬掩模材料可对定位在硬掩模材料下方的氧化物或氮化物是高度选择性的。对蚀刻化学物质的高选择性可允许横向蚀刻,即,无侧向蚀刻。侧向蚀刻可能引起电容器材料的临界尺寸的增加。在一个实例中,硬掩模材料114可经沉积到近似1,200埃的高度。在至少一个实施例中,硬掩模材料114可为不同于第二氮化物材料108的氮化物材料。在至少一个实施例中,硬掩模材料114可为与牺牲材料112相同的氮化物材料。

可利用蚀刻工艺(例如,第一湿蚀刻工艺或干蚀刻工艺)来蚀刻到(例如,穿过)硬掩模材料114、牺牲材料112、第二氮化物材料108、第二硅酸盐材料106、第一氮化物材料105及/或第一硅酸盐材料103以在先前列出的材料内(如已被说明为在支柱109-1与109-2之间)形成开口。蚀刻工艺的执行可导致在支柱109-1的各种组合内形成开口以便形成从牺牲材料112的上表面延伸到衬底材料101的表面110的所得开口。所得开口可具有在从约8,000埃(或800nm)到约15,000埃(或1,500nm)的范围内的高度122。所述材料中的每一者可将向结构的总高度122贡献特定高度。作为实例,第一硅酸盐材料103可具有高度124-1,第一氮化物材料可具有高度124-2,第二硅酸盐材料106可具有高度124-3,第二氮化物材料108可具有高度124-4,牺牲材料112可具有高度124-5,且硬掩模材料114可具有高度124-6,所述高度加在一起时导致总高度122。

在一些实施例中,第一硅酸盐材料103的高度124-1可为近似4800埃、近似5000埃、近似5300埃、近似5700埃中的一者及/或在从3000埃到7000埃的范围内。在一些实施例中,第一氮化物材料105的高度124-2可为近似100埃、近似200埃、近似300埃中的一者及/或在从100埃到500埃的范围内。在一些实施例中,第二硅酸盐材料106的高度124-3可为近似4800埃、近似5000埃、近似5300埃、近似5700埃中的一者及/或在从3000埃到7000埃的范围内。在一些实施例中,第二氮化物材料108的高度124-4可为近似200埃、近似400埃、近似800埃中的一者及/或在从200埃到1500埃的范围内。在一些实施例中,牺牲材料112的高度124-5可为近似200埃、近似400埃、近似700埃、近似800埃中的一者及/或在从200埃到1500埃的范围内。在一些实施例中,硬掩模材料114的高度124-6可为近似800埃、近似1000埃、近似1200埃、近似1500埃中的一者及/或在从500埃到1500埃的范围内。实施例不限于这些实例。

在至少一个实施例中,随着蚀刻前进穿过第一硅酸盐材料103且接近衬底材料101,支柱109-1与109-2之间的开口的宽度或直径可在从约200埃到600埃(或20nm到60nm)的范围内且开口的高度可在从约8,000埃到15,000埃(800nm到1,500nm)的范围内,且可能导致高度与宽度的纵横比(ar)在从约25:1到约50:1的范围内。

随着支柱109-1到109-n的高度122增加,支柱109会发生弯曲及/或倾斜。在一些实施例中,可为堆叠在与衬底材料101相邻的第一硅酸盐材料103上的第二硅酸盐材料106形成支撑结构以便最小化这种弯曲及/或倾斜。在数个实施例中,可通过在第一硅酸盐材料103与第二硅酸盐材料106之间形成(例如,沉积)第一氮化物材料105且在第二硅酸盐材料106的相对表面上形成第二氮化物材料108来形成支撑结构。第一氮化物材料105及第二氮化物材料108可通过在与实例存储器装置的多个电容器(例如,如结合图4到6所展示及所描述)或其它结构元件相关联的特征之间延伸且连接(例如,附接)到所述特征来形成支撑结构。如此形成的支撑结构可使第一硅酸盐材料103及第二硅酸盐材料106的堆叠相对于彼此及下伏衬底材料101维持比由第一硅酸盐材料103及第二硅酸盐材料106自身提供的配置更静态的配置。

然而,这个支撑结构可最小化与电容器接触的表面积的量,由此降低电容器的效率。为了防止这种情况,可施加硬掩模材料114及牺牲材料112以便提供用于增加电容器的高度且随后移除硬掩模材料114及牺牲材料112以便增加电容器的接触表面积的结构,如将联合图2到6进一步描述。

图2说明根据本发明的数个实施例的在用于形成与开口相关联的电容器的实例制造序列中的特定阶段的实例存储器装置的部分的横截面视图220。图2说明在完成结合图1所描述的制造序列之后的时间阶段的实例存储器装置的部分的结构。

如结合图1所描述,第一氮化物材料205可经形成(例如,沉积)在第一硅酸盐材料203与第二硅酸盐材料206之间。第二氮化物材料208也可经形成(例如,沉积)在第二硅酸盐材料506上且牺牲材料212可经形成(例如,沉积)在第二氮化物材料208上。硬掩模材料214可经形成在牺牲材料212上方。支柱209-1与209-2之间的开口211-1可从衬底材料201延伸到硬掩模材料214。为清楚起见,在实例制造序列中,图2展示实例存储器装置的部分中的第一开口211-1及第二开口211-1,尽管实施例不限于两个开口且可包含数个此类开口。

如图2中所展示,硬掩模材料214(例如,图1中的硬掩模材料114及图2中的硬掩模材料214)可从图2中所展示的实例存储器装置的部分移除。可利用(经由施加)溶剂移除硬掩模材料214的部分,所述溶剂选择性地从存储器装置移除(例如,溶解)硬掩模材料214,而不移除(例如,留下)硬掩模材料214的其它部分连同其它材料,使得所述材料保留在存储器装置中(例如不移除第一硅酸盐材料203、第一氮化物材料205、第二硅酸盐材料206、第二氮化物材料208、牺牲层212及硬掩模材料214的部分)。此选择性溶剂可选自水(h2o)、甲醇(ch3oh)、乙醇(c2h5oh)、丙醇(c3h7oh)的异构体(例如正丙醇及异丙醇)、正丁醇(c4h9oh)以及其它可能醇、及硫酸(h2so4)、氢氧化铵(nh4oh)、四甲基氢氧化铵(tmah)、硝酸(hno3)、氯化氢(hcl)、过氧化氢(h2o2)、氢氧化钾(koh)、磷酸、热氢氟酸(hf)、冷hf及其组合等等。在一个实例中,可通过直接蚀刻底部氮化物(凹入氮化物)来移除硬掩模材料214。这可允许减少可能起因于使用化学物质进行蚀刻的残留物。

在一些实施例中,化学机械平面化(cmp)及/或鳄式切割可用于将硬掩模材料(例如,图1中的硬掩模材料114)的部分平面化且减小到图2中的硬掩模材料214的高度。鳄式切割可指对氮化物、氧化物、多晶硅、金属及/或碳是非选择性的基于干蚀刻等离子体的工艺,其可允许表面的蚀刻及平面化。cmp是也可机械抛光表面且可对氮化物、氧化物、多晶硅、金属及/或碳是非选择性的替代工艺。cmp可指组合化学力及机械力使表面平滑的工艺。cmp可包含化学蚀刻及/或自由磨蚀性抛光的混合物。cmp可将磨蚀性及/或腐蚀性化学浆料与通常直径大于半导体晶片的抛光垫及保持环结合使用。所述垫及晶片可通过动态抛光头按压在一起且通过塑料保持环保持在适当位置。动态抛光头可绕不同旋转轴旋转,这可移除材料且趋于平整不规则形貌,从而使其为平坦或平面的。作为实例,cmp可使整个表面位于光刻系统的景深内,或可基于材料的位置选择性地移除材料。

硬掩模材料的减少可将硬掩模材料的高度从1200埃减小到500埃。在一些实施例中,硬掩模材料的高度可从1000埃到2000埃的范围减小到从200埃到1000埃的范围内的高度。剩余硬掩模材料可为沉积的电容器材料提供额外高度,如下文将进一步描述。

移除硬掩模材料214的部分可包含从硬掩模材料214移除500埃到1000埃之间的高度。作为实例,图1中的硬掩模材料114的高度124-6可为1200埃,而在移除硬掩模材料214的部分之后高度224-6可为700埃。此外,在移除之前硬掩模材料214的高度124-6可来自500埃到1500埃的范围,且在移除所述部分之后硬掩模材料214的高度224-6可来自500埃到1200埃的范围。以这种方式,可增加将描述其沉积的电容器材料216的高度。

如图2中所展示,在移除硬掩模材料216的部分之后,可在衬底材料201的表面210上且在开口211-1及211-2的侧壁上形成(例如,沉积)第一电极材料236。在数个实施例中,第一电极材料236也可已经形成在第二氮化物材料208的上表面上方。如图2中所说明,电容器材料216被展示为已经形成(例如,沉积)以从衬底材料201填充开口211-1、211-2到第二氮化物材料208的上表面处的开口211的高度222。所述材料中的每一者可向结构的总高度222贡献特定高度。作为实例,第一硅酸盐材料203可具有高度224-1,第一氮化物材料可具有高度224-2,第二硅酸盐材料206可具有高度224-3,第二氮化物材料208可具有高度224-4,牺牲层212可具有高度224-5,且移除之后留下的硬掩模材料214的部分可具有高度224-6,所述高度在加在一起时导致总高度222。

在数个实施例中,电容器材料216可经沉积以填充开口211-1、211-2到第一电极材料236的上表面,即,从衬底201延伸到图2中的硬掩模材料214的部分的顶部边缘(由高度222所表示)。第一电极材料236及电容器材料216可由各种导电材料形成且具有如适合用于形成半导体装置的可操作电容器的特定设计规则的各种宽度(例如,厚度)。

在一些实施例中,选择性溶剂的施加可使具有形成在其外表面上方的第一电极材料236的电容器材料216保留在存储器装置的结构中。另外,在施加选择性溶剂之后可保留第一硅酸盐材料203、第一氮化物材料205、第二硅酸盐材料206、第二氮化物材料208、牺牲材料212及硬掩模材料214的部分,并且其它可能的组件或结构特征可保留在存储器装置结构中。在硬掩模材料214的部分的移除结束时,硬掩模材料214及牺牲材料212的组合高度可具有高度224-7(其组合牺牲材料212的高度224-5与硬掩模材料214的剩余部分的高度224-6)。

图3说明根据本发明的数个实施例的在用于形成电容器的实例制造序列中的特定阶段的实例存储器装置的部分的横截面视图325。图3说明在完成结合图1到2所描述的实例制造序列之后的特定阶段的实例存储器装置的部分的结构。

如图3中所展示,牺牲材料(例如,图1中的牺牲材料112及图2中的牺牲材料212)及硬掩模材料的部分(例如,图2中的硬掩模材料214的部分)已从图2中所展示的实例存储器装置的部分移除。可利用(经由施加)溶剂移除硬掩模材料及牺牲材料,所述溶剂选择性地从存储器装置移除(例如,溶解)牺牲材料,而不移除(例如,留下)其它材料,使得所述材料保留在存储器装置中(例如不移除第一硅酸盐材料303、第一氮化物材料305、第二硅酸盐材料306及第二氮化物材料308)。此选择性溶剂可选自水(h2o)、甲醇(ch3oh)、乙醇(c2h5oh)、丙醇(c3h7oh)的异构体(例如正丙醇及异丙醇)、正丁醇(c4h9oh)以及其它可能醇、及硫酸(h2so4)、氢氧化铵(nh4oh)、四甲基氢氧化铵(tmah)、硝酸(hno3)、氯化氢(hcl)、过氧化氢(h2o2)、氢氧化钾(koh)、磷酸、热氢氟酸(hf)、冷hf及其组合等等。硬掩模材料及牺牲材料的移除可在存储器装置的结构中留下暴露第一电极材料336的顶部部分315的空白空间(例如,空隙),由此增加第一电极材料336的暴露表面积。

相比之下,选择性溶剂的施加可使具有形成在其外表面上方的第一电极材料336的电容器材料316保留在存储器装置的结构中。另外,在施加选择性溶剂之后可保留第一硅酸盐材料303、第一氮化物材料305、第二硅酸盐材料306及第二氮化物材料308,并且其他可能的组件或结构特征可保留在存储器装置的结构中。

如图3中所说明,第一硅酸盐材料303可具有高度324-1,第一氮化物材料可具有高度324-2,第二硅酸盐材料306可具有高度324-3,第二硅酸盐材料308可具有高度324-4,且硬掩模材料及牺牲材料具有组合高度324-7(尽管在这个阶段被移除),所述高度加在一起时导致总高度322。

尽管与图3相关联的实例描述在移除第一硅酸盐材料303及第二硅酸盐材料306之前移除硬掩模材料及牺牲材料,但是实例不限于此。在至少一个实例中,可在移除硬掩模材料及牺牲材料之前移除第一硅酸盐材料303及第二硅酸盐材料306(例如,可在关联于图3所描述的工艺之前执行关联于图4所描述的工艺)。

图4说明根据本发明的数个实施例的在用于形成电容器的实例制造序列中的特定阶段的实例存储器装置的部分的横截面视图430。图4说明在完成结合图1到3所描述的实例制造序列之后的特定阶段的实例存储器装置的部分的结构。

图4中的403处所展示的第一硅酸盐材料(例如,bpsg)及图4中的406处所展示的第二硅酸盐材料(例如,teos)已从实例存储器装置的部分移除。可利用(经由施加)溶剂移除第一硅酸盐材料403及第二硅酸盐材料406,所述溶剂选择性地从存储器装置移除(例如,溶解)第一硅酸盐材料及第二硅酸盐材料,而不移除(例如,留下)其它材料,使得所述材料保留在存储器装置中。此选择性溶剂可选自水(h2o)、甲醇(ch3oh)、乙醇(c2h5oh)、丙醇(c3h7oh)的异构体(例如正丙醇及异丙醇)、正丁醇(c4h9oh)以及其它可能醇、及硫酸(h2so4)及其组合。第一硅酸盐材料403及第二硅酸盐材料406的移除可在存储器装置的结构中留下空白空间(例如,空隙)。

相比之下,选择性溶剂的施加可使具有形成在其外表面上方的第一电极材料436的电容器材料416保留在存储器装置的结构中。另外,在施加选择性溶剂之后可保留第一氮化物材料405及第二氮化物材料408,并且其它可能的组件或结构特征可保留在存储器装置的结构中。如结合图5进一步描述,剩余第一氮化物材料405及剩余第二氮化物材料408可用作电容器支撑结构,以在制造工艺期间鉴于存储器装置的结构中的空隙来提供支撑。

如图4中所说明,电容器材料416的高度422可分别包含第一氮化物材料405的高度424-4及第二氮化物材料408的高度424-2,连同经移除的牺牲材料的高度424-1、第二硅酸盐材料的高度424-3及第一硅酸盐材料的高度424-5。

在相关联于图3到4所描述的阶段中的至少一者期间,可能已移除(例如,蚀刻)电容器材料416的部分连同第二氮化物材料408的上表面上的第一电极材料436。更多第一电极材料436可能已经形成(例如,沉积)在电容器材料416的剩余部分的上表面上,使得电容器材料416与第一电极材料436一起覆盖在全部表面上。在数个实施例中,第一电极材料436的上表面可与第二氮化物材料408的上表面共面,使得由第一电极材料436覆盖的电容器材料416的高度422可与原始开口的高度相同。作为实例,电容器材料416的高度422跨越经移除的第一硅酸盐材料的高度424-5、第一氮化物材料405的高度424-4、经移除的第二硅酸盐材料的高度424-3、第二氮化物材料408的高度424-2及经移除的牺牲材料的高度424-1。

图5说明根据本发明的数个实施例的在用于形成电容器的实例制造序列中的特定阶段的实例存储器装置的部分的横截面视图535。图5说明在完成结合图1到4所描述的实例制造序列之后的实例存储器装置的部分的结构。

如所展示,电介质材料546已经形成(例如,沉积)在第一电极材料536的外表面上。在数个实施例中,电介质材料546可由衬底材料501的表面510形成以覆盖第一电极材料536的外表面,包含上表面。

如图5中所说明,电容器材料516的高度522可分别包含第一氮化物材料505的高度524-4及第二氮化物材料508的高度524-2,连同经移除的牺牲材料的高度524-1、第二硅酸盐材料的高度524-3及第一硅酸盐材料的高度524-5。

图6说明根据本发明的数个实施例的在用于形成电容器的实例制造序列中的特定阶段的实例存储器装置的部分的横截面视图640。图6说明在完成结合图1到5所描述的实例制造序列之后的实例存储器装置的部分的结构。

如所展示,电介质材料646已经形成(例如,沉积)在第一电极材料636的外表面上。在数个实施例中,电介质材料646可由衬底材料601的表面610形成以覆盖第一电极材料636的外表面,包含上表面。随后可至少部分地通过在电介质材料646的外表面上形成(例如,沉积)第二电极材料647来形成电容器648。

如图6中所说明,电容器材料1159的高度622可分别包含第一氮化物材料605的高度624-4及第二氮化物材料608的高度624-2,连同经移除的牺牲材料的高度624-1、第二硅酸盐材料的高度624-3及第一硅酸盐材料的高度624-5。

图6中所说明的实例存储器装置的部分展示在结构中被指示为宽度且如刚刚所描述那样形成的第一电容器648-1及第二电容器648-2。由于电介质材料646及第二电极材料647经形成在第一电极材料636上方,因此电容器648-1、648-2的高度622可高于原始开口的高度。图6中所说明的实例存储器装置展示可在第一电容器648-1与第二电容器648-2周围及之间形成为电绝缘的缓冲材料643。电介质材料646、第二电极材料647及缓冲材料643可由各种相应的电介质材料、导电材料及电阻性材料形成,且具有如适合用于形成半导体装置的可操作电容器的特定设计规则的各种宽度(例如,厚度)。

除下伏衬底材料601以外,支撑结构还由第一氮化物材料605及第二氮化物材料608形成。支撑结构可在第一硅酸盐材料303及第二硅酸盐材料306的移除已在制造工艺期间在存储器装置的结构中留下空隙且甚至在此类空隙可能已至少部分地被缓冲材料643填充之后,为第一电容器648-1及第二电容器648-2提供支撑。为便于说明,由第一氮化物材料605及第二氮化物材料608形成的支撑结构在可为3d横截面视图的图中被展示为附接到电容器648-1的第一电极材料636的左侧及电容器648-2的第一电极材料636的右侧。然而,由第一氮化物材料605及第二氮化物材料608形成的支撑结构也可在相对侧上,或可经附接在四个位置处或甚至环绕第一电容器648-1及第二电容器648-2。在数个实施例中,电介质材料646、第二电极材料647及/或缓冲材料643可环绕电容器648-1、648-2的第一电极材料636,但在支撑结构的第一氮化物材料605及第二氮化物材料608经附接到第一电极材料636的界定位置处除外。

如刚刚所描述的电容器及电容器支撑结构的形成可使电容器中的每一者能够维持于静态配置(例如,相对于彼此及下伏材料)。例如,电容器支撑结构可降低(例如,防止)电容器在制造或使用期间弯曲及/或扭曲的可能性。如本文中所描述,通过包含牺牲材料,可在不牺牲电容器的表面积的暴露的情况下支撑电容器的特定高度,同时减少由蚀刻工艺针对具有此类高纵横比的特征所产生的晃动、弯曲及/或扭曲。此外,减少电容器的弯曲及/或扭曲可降低意外后果的可能性,例如半导体装置操作故障、需要更换零件等。

如刚刚所描述的电容器及电容器支撑结构的形成可用于制造包含至少一个存储器单元的存储器装置。此存储器单元可包含由电容器支撑结构支撑的至少一个此类电容器作为数据存储元件。所述存储器单元还可包含耦合到或可耦合到至少一个电容器的至少一个存取装置(例如,晶体管)(未展示)。如上文相关联于图1到6所描述,由于电容器材料的高度增加,存储器单元的经形成电容器可提供额外电容。在一些实施例中,电容器材料的电容可提供在.5ff/单元电容与.8ff/单元电容之间。在一些实施例中,电容器材料的电容可提供在.65ff/单元电容与.7ff/单元电容之间。在一些实施例中,电容器材料的电容可提供至少.65ff/单元、至少.67ff/单元及至少.68ff/单元。硬掩模材料的高度可变化以便达到特定阈值电容,同时维持电容器材料的高度与在特定高度处可能发生的晃动及/或弯曲的量之间的平衡。

图7是根据本发明的数个实施例的用于通过使用硬掩模材料来形成电容器的实例方法770的流程图。除非明确陈述,否则本文中所描述的方法的要素不限于特定顺序或序列。另外,本文中所描述的数个方法实施例或其要素可在相同或基本上相同的时间点执行。

在框772处,方法770可包含图案化具有第一硅酸盐材料、第一氮化物材料、第二硅酸盐材料、第二氮化物材料及牺牲材料的表面。在数个实施例中,第一硅酸盐材料可能已由硼磷硅玻璃(bpsg)形成。bpsg可包含掺杂有各种浓度及/或比率的硼化合物及磷化合物的硅化合物。硅化合物可为可通过氧化硅烷(sih4)而形成的二氧化硅(sio2)等等。硼化合物可为可通过氧化乙硼烷(b2h6)而形成的三氧化二硼(b2o3)等等。磷化合物可为可通过氧化膦(ph3)而形成的五氧化二磷(p2o5)等等。bpsg的硅、硼及磷化合物可包含如确定为适于第一硅酸盐材料的功能性、形成及/或移除的硅、硼及磷的各种同位素,如本文中所描述。

第一氮化物材料可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自氮化硼(bn)、氮化硅(sinx、si3n4)、氮化铝(aln)、氮化镓(gn)、氮化钽(tan、ta2n)、氮化钛(tin、ti2n)及氮化钨(wn、w2n、wn2)等等,以用于形成第一氮化物材料。在数个实施例中,第一氮化物材料可经沉积到第一硅酸盐材料的表面上方的在从约15nm到约30nm的范围内的厚度。

在数个实施例中,第二硅酸盐材料可由原硅酸四乙酯(si(oc2h5)4)形成,其也被称为teos。teos可经形成为原硅酸(si(oh)4)的乙基酯等等。

类似于第一氮化物材料,第二氮化物材料可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自bn、sinx、si3n4、aln、gn、tan、ta2n、tin、ti2n及wn、w2n、wn22等等,以形成第二氮化物材料。在各种实施例中,第一氮化物材料及第二氮化物材料可由相同氮化物或相同氮化物混合物形成,或第一氮化物材料及第二氮化物材料可各自由不同氮化物或不同氮化物混合物形成,这取决于例如氮化物可应用于的各种用途。在数个实施例中,第二氮化物材料可经沉积到第二硅酸盐材料的表面上方的在从约80nm到约150nm的范围内的厚度。

在至少一个实施例中,牺牲材料可为第三氮化物材料。在至少一个实施例中,牺牲材料可为不同于第二氮化物材料的氮化物材料。在至少一个实施例中,牺牲材料可为与第二氮化物材料相同的氮化物材料。类似于第一氮化物材料及第二氮化物材料,牺牲材料可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自bn、sinx、si3n4、aln、gn、tan、ta2n、tin、ti2n及wn、w2n、wn2等等,以形成牺牲材料。

在框774处,方法770可包含在牺牲材料上形成硬掩模材料。在至少一个实施例中,硬掩模材料可为当暴露于基于等离子体的蚀刻时不会蚀刻得更快的材料。硬掩模材料可为当暴露于基于等离子体的蚀刻时用于保护下方区域免受蚀刻的材料。在一个实例中,硬掩模材料可经沉积到近似1,200埃的高度。在至少一个实施例中,硬掩模材料可为不同于第二氮化物材料的氮化物材料。在至少一个实施例中,硬掩模材料可为与牺牲材料相同的氮化物材料。

在框776处,方法770可包含形成电容器材料。在框778处,方法770可包含移除牺牲材料及硬掩模材料。可移除牺牲材料及硬掩模材料以暴露电容器材料的顶部部分。方法770可进一步包含从不同硅酸盐材料形成第一硅酸盐材料及第二硅酸盐材料(例如,如结合图1所描述)。

图8是根据本发明的数个实施例的用于通过使用硬掩模材料来形成电容器的实例方法880的流程图。除非明确陈述,否则本文中所描述的方法的元件不限于特定顺序或序列。另外,本文中所描述的数个方法实施例或其要素可在相同或基本上相同的时间点执行。

在框881处,方法880可包含在衬底上形成第一硅酸盐材料。在数个实施例中,第一硅酸盐材料可能已由硼磷硅玻璃(bpsg)形成。bpsg可包含掺杂有各种浓度及/或比率的硼化合物及磷化合物的硅化合物。硅化合物可为可通过氧化硅烷(sih4)而形成的二氧化硅(sio2)等等。硼化合物可为可通过氧化乙硼烷(b2h6)而形成的三氧化二硼(b2o3)等等。

在框882处,方法880可包含在第一硅酸盐材料上形成第一氮化物材料。第一氮化物材料可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自氮化硼(bn)、氮化硅(sinx、si3n4)、氮化铝(aln)、氮化镓(gn)、氮化钽(tan、ta2n)、氮化钛(tin、ti2n)及氮化钨(wn、w2n、wn2)等等,以形成第一氮化物材料。在数个实施例中,第一氮化物材料可经沉积到第一硅酸盐材料的表面上方的在从约15nm到约30nm的范围内的厚度。

在框883处,方法880可包含在第一氮化物材料上形成第二硅酸盐材料。在数个实施例中,第二硅酸盐材料可由原硅酸四乙酯(si(oc2h5)4)形成,其也被称为teos。teos可经形成为原硅酸(si(oh)4)的乙基酯等等。

在框884处,方法880可包含在第二硅酸盐材料上形成第二氮化物材料。类似于第一氮化物材料,第二氮化物材料可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自bn、sinx、si3n4、aln、gn、tan、ta2n、tin、ti2n及wn、w2n、wn2等等,以形成第二氮化物材料。

在框885处,方法880可包含在第二氮化物材料上形成牺牲材料。在至少一个实施例中,牺牲材料可为第三氮化物材料。在至少一个实施例中,牺牲材料可为不同于第二氮化物材料的氮化物材料。在至少一个实施例中,牺牲材料可为与第二氮化物材料相同的氮化物材料。类似于第一氮化物材料及第二氮化物材料,牺牲材料可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自bn、sinx、si3n4、aln、gn、tan、ta2n、tin、ti2n及wn、w2n、wn2等等,以形成牺牲材料。

在框886处,方法880可包含在牺牲材料上形成硬掩模材料。在一个实例中,硬掩模材料可经沉积到近似1,200埃的高度。在至少一个实施例中,硬掩模材料可为不同于第二氮化物材料的氮化物材料。在至少一个实施例中,硬掩模材料可为与牺牲材料相同的氮化物材料。

在框887处,方法880可包含沉积多个电容器材料柱。作为实例,可从第一硅酸盐材料、第一氮化物材料、第二硅酸盐材料、第二氮化物材料及牺牲材料蚀刻出多个开口,从而在所述材料中产生多个开口。可在经蚀刻的开口内沉积电容器材料,从而产生多个电容器材料柱。

在框888处,方法880可包含移除牺牲材料及硬掩模材料以暴露多个电容器材料柱中的每一者的顶部部分。移除牺牲材料及硬掩模材料会增加多个电容器材料柱的暴露表面积,由此增加电容器材料及/或由存储器装置的电容器材料形成的电容器的功能性。

图9是根据本发明的数个实施例的用于通过使用硬掩模材料来形成电容器的实例方法990的流程图。除非明确陈述,否则本文中所描述的方法的元件不限于特定顺序或序列。另外,本文中所描述的数个方法实施例或其元件可在相同或基本上相同的时间点执行。

在框991处,方法990可包含图案化具有第一硅酸盐材料、第一氮化物材料、第二硅酸盐材料、第二氮化物材料及牺牲材料的表面。第一硅酸盐材料可在衬底上,第一氮化物材料可在第一硅酸盐材料上,第二硅酸盐材料可在第一氮化物材料上,第二氮化物材料可在第二硅酸盐材料上,且牺牲材料可在第二氮化物材料上。

在数个实施例中,第一硅酸盐材料可能已由硼磷硅玻璃(bpsg)形成。bpsg可包含掺杂有各种浓度及/或比率的硼化合物及磷化合物的硅化合物。硅化合物可为可通过氧化硅烷(sih4)而形成的二氧化硅(sio2)等等。硼化合物可为可通过氧化乙硼烷(b2h6)而形成的三氧化二硼(b2o3)等等。磷化合物可为可通过氧化膦(ph3)而形成的五氧化二磷(p2o5)等等。bpsg的硅、硼及磷化合物可包含如确定为适于第一硅酸盐材料的功能性、形成及/或移除的硅、硼及磷的各种同位素,如本文中所描述。

第一氮化物材料可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自氮化硼(bn)、氮化硅(sinx、si3n4)、氮化铝(aln)、氮化镓(gn)、氮化钽(tan、ta2n)、氮化钛(tin、ti2n)及氮化钨(wn、w2n、wn2)等等,以形成第一氮化物材料。在数个实施例中,第一氮化物材料可经沉积到第一硅酸盐材料的表面上方的在从约15nm到约30nm的范围内的厚度。

在数个实施例中,第二硅酸盐材料可由原硅酸四乙酯(si(oc2h5)4)形成,其也被称为teos。teos可经形成为原硅酸(si(oh)4)的乙基酯,等等。

类似于第一氮化物材料,第二氮化物材料可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自bn、sinx、si3n4、aln、gn、tan、ta2n、tin、ti2n及wn、w2n、wn2等等,以形成第二氮化物材料。在各种实施例中,第一氮化物材料及第二氮化物材料可由相同氮化物或相同氮化物混合物形成,或第一氮化物材料及第二氮化物材料可各自由不同氮化物或不同氮化物混合物形成,这取决于例如氮化物可应用于的各种用途。在数个实施例中,第二氮化物材料可经沉积到第二硅酸盐材料的表面上方的在从约80nm到约150nm的范围内的厚度。

在至少一个实施例中,牺牲材料可为第三氮化物材料。在至少一个实施例中,牺牲材料可为不同于第二氮化物材料的氮化物材料。在至少一个实施例中,牺牲材料可为与第二氮化物材料相同的氮化物材料。类似于第一氮化物材料及第二氮化物材料,牺牲材料可由针对介电性质或电阻性质选择的氮化物材料形成。例如,一或多种电介质及/或电阻器氮化物可选自bn、sinx、si3n4、aln、gn、tan、ta2n、tin、ti2n及wn、w2n、wn2等等,以形成牺牲材料。

在框992处,方法990可包含在牺牲材料上形成硬掩模材料。在一个实例中,硬掩模材料可经沉积到近似1,200埃的高度。在至少一个实施例中,硬掩模材料可为不同于第二氮化物材料的氮化物材料。在至少一个实施例中,硬掩模材料可为与牺牲材料相同的氮化物材料。

在框993处,方法990可包含移除硬掩模材料的部分。可利用(经由施加)溶剂移除硬掩模材料的部分,所述溶剂选择性地从存储器装置移除(例如,溶解)硬掩模材料214,而不移除(例如,留下)硬掩模材料的其它部分连同其它材料,使得所述材料保留在存储器装置中(例如不移除第一硅酸盐材料、第一氮化物材料、第二硅酸盐材料、第二氮化物材料、牺牲材料及硬掩模材料的部分)。此选择性溶剂可选自水(h2o)、甲醇(ch3oh)、乙醇(c2h5oh)、丙醇(c3h7oh)的异构体(例如正丙醇及异丙醇)、正丁醇(c4h9oh)以及其它可能醇、及硫酸(h2so4)、氢氧化铵(nh4oh)、四甲基氢氧化铵(tmah)、硝酸(hno3)、氯化氢(hcl)、过氧化氢(h2o2)、氢氧化钾(koh)、磷酸、热氢氟酸(hf)、冷hf及其组合等等。

在一些实施例中,cmp及/或鳄式切割可用于将硬掩模材料的部分平面化且减小到硬掩模材料的特定高度。这可将硬掩模材料的高度从1200埃减小到500埃。在一些实施例中,硬掩模材料的高度可从1000埃到2000埃的范围减小到从200埃到1000埃的范围内的高度。剩余硬掩模材料可为沉积的电容器材料提供额外高度,如下文将进一步描述。

移除硬掩模材料的部分可包含从硬掩模材料移除500埃到1000埃之间的高度。例如,硬掩模材料的高度(例如在图1中)可为1200埃,而在移除硬掩模材料的部分之后高度可为700埃。此外,在移除之前硬掩模材料的高度可来自500埃到1500埃的范围,且在移除所述部分之后硬掩模材料的高度可来自500埃到1200埃的范围。以这种方式,可增加将描述其沉积的电容器材料的高度。

在框994处,方法990可包含形成电容器材料柱。作为实例,可从bpsg材料、第一氮化物材料、teos材料、第二氮化物材料及牺牲材料蚀刻出柱,从而在所述材料中产生开口。可在经蚀刻的开口内沉积电容器材料,从而产生电容器材料柱。

在框995处,方法990可包含移除牺牲材料及硬掩模材料以暴露电容器材料的顶部部分。移除牺牲材料及硬掩模材料会增加电容器材料的暴露表面积,由此增加电容器材料及/或由存储器装置的电容器材料形成的电容器的功能性。

图10是根据本发明的一或多个实施例的包含至少一个存储器系统1044的计算系统1040的功能框图。存储器系统1044可为例如固态驱动器(ssd)。

在图5中所展示的实施例中,存储器系统1044包含:存储器接口1046;数个存储器装置1052-1、…、1052-n;及控制器1048,其选择性地耦合到存储器接口1046及存储器装置1052-1、…、1052-n。存储器接口1046可用于在存储器系统1044与另一装置(例如主机1042)之间传达信息。主机1042可包含处理器(未展示)。如本文中所使用,“处理器”可为数个处理器,例如并行处理系统、数个协处理器等。实例主机可包含膝上型计算机、个人计算机、数码相机、数字记录装置及播放装置、移动电话、pda、存储卡读取器、接口集线器等,或在上述元件中实施。此主机1042可与对半导体装置及/或ssd执行的制造操作相关联。

在数个实施例中,主机1042可相关联于(例如,包含或耦合到)主机接口1043。主机接口1043可使按比例调整的偏好的输入(例如,呈数字及/或结构定义梯度)能够定义例如存储器装置(例如,如1052处所展示)及/或形成在其上的存储器单元阵列(例如,如1054处所展示)的最终结构或中间结构的临界尺寸(cd),以由处理设备来实施。按比例调整的偏好可经由由主机1042存储的数个偏好的输入、来自另一存储器系统(未展示)的偏好的输入及/或用户(例如,人类操作者)对偏好的输入提供给主机接口1043。

存储器接口1046可呈标准化物理接口的形式。例如,当存储器系统1044用于计算系统1040中的信息(例如,数据)存储时,存储器接口1046可为串行高级技术附件(sata)接口、外围组件互连快速(pcie)接口或通用串行总线(usb)接口以及其它物理连接器及/或接口。然而,通常,存储器接口1046可提供用于在存储器系统1044的控制器1048与主机1042之间(例如,经由主机接口1043)传递控制、地址、信息、按比例调整的偏好及/或其它信号的接口。

控制器1048可包含例如固件及/或控制电路(例如,硬件)。控制器1048可以可操作地耦合到与存储器装置1052-1、…、1052-n中的一或多者相同的物理装置(例如,裸片)及/或包含在所述物理装置(例如,裸片)中。例如,控制器1048可为或可包含作为硬件可操作地耦合到包含存储器接口1046及存储器装置1052-1、…、1052-n的电路(例如,印刷电路板)的asic。替代地,控制器1048可包含在单独物理装置上,所述单独物理装置通信地耦合到包含存储器装置1052-1、…、1052-n中的一或多者的物理装置(例如,裸片)。

控制器1048可与存储器装置1052-1、…、1052-n通信以引导操作感测(例如,读取)、编程(例如,写入)及/或擦除信息以及用于管理存储器单元的其它功能及/或操作。控制器1048可具有可包含数个集成电路及/或离散组件的电路。在数个实施例中,控制器1048中的电路可包含用于控制跨存储器装置1052-1、…、1052-n的存取的控制电路及/或用于在主机1042与存储器系统1044之间提供转译层的电路。

存储器装置1052-1、…、1052-n可包含例如数个存储器阵列1054(例如,易失性及/或非易失性存储器单元阵列)。例如,存储器装置1052-1、…、1052-n可包含存储器单元阵列,例如经结构化以包含结合图11所描述的支柱及相邻沟槽以形成根据图1到9中所描述的实施例形成的电容器的实例存储器装置1150的部分。将明白,在存储器装置1052-1、…、1052-n的存储器阵列1054中及/或如1150处所展示的存储器单元可位于ram架构(例如,dram、sram、sdram、feram、mram、reram等)、快闪存储器架构(例如,nand、nor等)、三维(3d)ram及/或快闪存储器单元架构或包含支柱及相邻沟槽的一些其它存储器阵列架构中。

存储器装置1052、1150可经形成在相同裸片上。存储器装置(例如,存储器装置1052-1)可包含形成在裸片上的存储器单元的一或多个阵列1054。存储器装置可包含与形成在裸片上或其部分上的一或多个阵列1054相关联的感测电路1055及控制电路1056。感测电路1055可用于确定(感测)存储在阵列1054的行中的特定存储器单元处的特定数据值(例如,0或1)。除响应于来自主机1042及/或主机接口1043的命令引导数据值的存储、擦除等以外,控制电路1056还可用于引导感测电路1055感测特定数据值。命令可直接经由存储器接口1046发送到控制电路1056或经由控制器1048发送到控制电路1056。

图10中所说明的实施例可包含未说明以免模糊本发明的实施例的额外电路。例如,存储器装置1052、1150可包含地址电路以锁存通过i/o电路经由i/o连接器提供的地址信号。地址信号可由行解码器及列解码器接收及解码以存取存储器阵列1054。将明白,地址输入连接器的数目可取决于存储器装置1052、1150及/或存储器阵列1054的密度及/或架构。

图11说明根据本发明的数个实施例的存储器装置1150的半导体结构的实例的部分的横截面视图,存储器装置1150包含支柱及相邻沟槽以形成根据图1到9中所描述的实施例形成的电容器。图11中所说明的存储器装置1150的部分以实例且非限制的方式展示为包含dram存储器单元架构。另一ram、快闪存储器(例如,nand或nor)及/或3d存储器单元架构也可包含支柱及相邻沟槽。实施例不限于此。尽管dram晶体管1158及电容器1159被展示为以横向配置布置,但是实施例可包含以横向、垂直或其它配置布置的晶体管1158及电容器1159。

图11中所展示的存储器装置1150的部分可表示呈1t1c(一个晶体管一个电容器)配置的两个dram存储器单元或呈2t2c配置的一个dram存储器单元。dram存储器单元可利用各自形成在沟槽1153中的电容器1159来存储对应于数据值的特定电荷。如图11中所展示那样形成沟槽1153可导致支柱1162由沟槽1153的每一侧上的经蚀刻的材料形成。支柱1162可经形成(例如,制造)为沉积在衬底材料1149上的掺杂或未掺杂半导体材料层。半导体材料可经蚀刻以形成支柱1162及沟槽1153。在一些实施例中,开口(例如,圆形、正方形、长方形等开口而非直线沟槽)可经蚀刻到半导体材料中且电容器材料可经沉积在开口中,尽管此配置不影响与本文中所描述的沟槽相邻的支柱的钝化材料的概念。

此外,本发明的实施例不限于电容器经形成在沟槽中用于数据存储,实施例也不限于沟槽含有电容器材料。例如,各种类型的存储器装置可包含根据图1到9中所描述的实施例形成的侧壁结构(例如,支柱)之间的沟槽,其中可定位各种材料以促成数据存取、存储及/或处理或其中可形成用于导电及/或隔离的各种材料(例如,导体、电阻器及/或电介质材料)以及用于其它功能及/或操作。

在数个实施例中,沟槽1153可经蚀刻到支柱材料中的特定深度。沟槽1153可经蚀刻到支柱1162的材料中到接近衬底材料1149的深度,如图11中所展示。替代地,沟槽1153可经蚀刻到支柱1151的材料中到衬底材料1149的顶部或内部。接近衬底材料1149顶部及/或内部的沟槽1153的深度在本文中被称为在沟槽的底部区域中。

如本文中所描述,根据本文中所描述的实施例,将沟槽进一步加深(例如,蚀刻)到支柱材料或衬底材料中可增加沟槽边界的表面积。在一个实例中,增加沟槽边界的表面积可增加形成在沟槽1153中的电容器1159的电容(例如,通过增加电容器的体积及/或表面积)。在这个实例中,沟槽1153可衬有电介质材料1160,且可在沟槽1153内及在电介质材料1160上形成(例如,沉积)电容器材料以将图11中的电容器1159形成到特定(例如,目标)深度。

支柱材料的每一支柱1162可延伸到衬底材料1149上方的特定高度(例如,如122处所展示且结合图1所描述)。因而,每一支柱1162在特定高度处具有顶部表面1157。可在与沟槽1153相邻的支柱1162的顶部表面1157上或与顶部表面1157相关联地形成数种结构材料。例如,可形成促成数据存取、存储及/或处理的特定材料1161(例如,导体、电阻器及/或电介质材料)。可在与沟槽1153相邻的支柱1162的顶部表面1157上方形成此材料1161。可形成掩模材料1163以保护下伏材料1161及/或与沟槽1153相邻的支柱1162的顶部表面1157免受后续处理及/或使用存储器装置1150时遇到的磨损。可在与沟槽1153相邻的支柱1162的顶部表面1157上或与顶部表面1157相关联地形成(例如,以如图11中所展示的dram配置)其它结构材料。其它结构材料可包含晶体管1158、字线1165及/或位线1167,以及其它可能的结构材料。刚刚被描述为在与沟槽1153相邻的支柱1162的顶部表面1157上及/或与顶部表面1157相关联形成的结构材料在本文中被称为在支柱1162及/或沟槽1153的顶部区域中。

在本发明的上文详细描述中,参考形成本发明的部分的附图,且在附图中以说明方式展示可如何实践本发明的一或多个实施例。足够详细地描述这些实施例以使所属领域一般技术人员能够实践本发明的实施例,且应理解,可利用其它实施例且可在不脱离本发明的范围的情况下进行工艺、电气及/或结构改变。

应理解,本文中所使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的且并非旨在进行限制。如本文中所使用,单数形式“一”、“一个”及“所述”包含单数及复数指代物,除非上下文另有明确规定,否则“数个”、“至少一个”及“一或多个”(例如,数个存储器阵列可指一或多个存储器阵列)也是如此,而“多个”旨在指一个以上此类事物。此外,贯穿本申请案,单词“可”及“可以”是以许可性意义(即,有可能、能够)而非强制性意义(即,必须)使用。术语“包含”及其衍生词表示“包含但不限于”。术语“经耦合”及“耦合”表示物理上直接或间接连接,且除非另有陈述,否则可包含用于存取及/或用于移动(传输)指令(例如,控制信号、地址信号等)及数据(视上下文而定)的无线连接。

虽然本文中已说明及描述包含半导体材料、下伏材料、结构材料、电介质材料、电容器材料、衬底材料、硅酸盐材料、氮化物材料、缓冲材料、蚀刻化学物质、蚀刻工艺、溶剂、存储器装置、存储器单元、开口及/或沟槽的侧壁、以及与使用牺牲材料形成电容器相关的其它材料及/或组件的其它组合及配置的实例实施例,但是本发明的实施例不限于本文中明确叙述的所述组合。除本文中所揭示以外的半导体材料、下伏材料、结构材料、电介质材料、电容器材料、衬底材料、硅酸盐材料、氮化物材料、缓冲材料、蚀刻化学物质、蚀刻工艺、溶剂、存储器装置、存储器单元、与使用牺牲材料形成电容器相关的开口及/或沟槽的侧壁的组合及配置明确包含在本发明的范围内。

尽管已在本文中说明及描述具体实施例,但是所属领域一般技术人员将明白,经计算以实现相同结果的布置可置换所展示的具体实施例。本发明旨在涵盖本发明的数个实施例的调适或变动。应了解,已以说明且非限制的方式进行上文描述。所属领域一般技术人员将在审阅上文描述之后明白上述实施例的组合及本文中未具体描述的其它实施例。本发明的数个实施例的范围包含其中使用上述结构及工艺的其它应用。因此,应参考所附权利要求书连同此权利要求书所授权的等效物的全范围来确定本发明的数个实施例的范围。

在前文详细描述中,为了简化本发明而将一些特征一起分组在单个实施例中。本发明的方法不应被解译为反映本发明的所揭示实施例必须使用多于每一权利要求中明确叙述的特征的特征的意图。相反,如所附权利要求书所反映,发明标的物在于单个所揭示实施例的非全部特征。因此,所附权利要求书由此并入到具体实施方式中,其中每一权利要求自身独立作为单独实施例。

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