半导体装置中的沟道导电的制作方法

文档序号:23621536发布日期:2021-01-12 10:32阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种设备,其包括:

第一源极/漏极区域(116-1、116-2、278-1、278-2)及第二源极/漏极区域(112-1、112-2、280、280-1),其形成于衬底(124、324、424)中以形成所述设备的作用区(290、291),其中所述第一源极/漏极区域(116-1、116-2、278-1、278-2)与所述第二源极/漏极区域(112-1、112-2、280、280-1)由沟道(135)分离;

栅极(106、136、306、336),其与所述沟道(135)相对;

感测线(133),其耦合到所述第一源极/漏极区域(116-1、116-2、278-1、278-2);

存储节点(131),其耦合到所述第二源极/漏极区域(112-1、112-2、280、280-1);及

隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n),其邻近于所述作用区(290、291),其中所述隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n)包含具有导电偏置的介电材料(108、308、408),所述导电偏置与所述作用区(290、291)中的所述沟道(135)的所述导电偏置相反。

2.根据权利要求1所述的设备,其中所述隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n)中的所述介电材料(108、308、408)为氧化铝alox。

3.根据权利要求1所述的设备,其中所述作用区(290、291)中的所述沟道(135)的所述导电偏置为具有正导电电荷的p型沟道(135),且所述隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n)中的所述介电材料(108、308、408)的所述导电偏置为负固定电荷。

4.根据权利要求1所述的设备,其中所述设备为掩埋式凹入存取装置brad(102、104)。

5.根据权利要求4所述的设备,其中:

所述隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n)的深度大于在其中形成所述brad(102、104)的所述栅极(106、136、306、336)的沟槽(101-1、101-n、301-1、301-n)的深度;且

所述隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n)包含形成于所述介电材料(108、308、408)上的通过存取线(106、136、282-1、282-2、282-3、282-4、282-5)。

6.根据权利要求5所述的设备,其中所述brad(102、104)是动态随机存取存储器dram阵列(870)的一部分。

7.根据权利要求5所述的设备,其中所述隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n)中的所述介电材料(108、308、408)包含在所述brad(102、104)的所述栅极(106、136、306、336)的底部部分之上的部分。

8.根据权利要求2所述的设备,其中所述隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n)中的所述alox(108、308、408)的高度上升超过所述栅极(106、136、306、336)的底部部分达所述栅极(106、136、306、336)的总高度的10%到20%。

9.根据权利要求5所述的设备,其中所述brad(102、104)的所述沟道(135)未经掺杂,且对于相同值的所施加阈值电压(vt),具有比具有硼掺杂沟道(135)的相同尺寸设备低的存储节点结电场(单元结电场)。

10.根据权利要求1所述的设备,其中所述隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n)具有在15:1到20:1范围中的纵横比。

11.一种方法,其包括:

通过以下操作形成隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n):

在半导体制作工艺中,在半导体材料(124、324、424)中形成开口(445-1、445-n);

在所述开口(445-1、445-n)中沉积第一介电材料(117、317、417);

在所述开口(445-1、445-n)中所述第一介电材料(117、317、417)上沉积第二介电材料(108、308、408),其中所述第二介电材料(108、308、408)具有相对于到存取装置(102、104)的邻近作用区(290、291)的沟道(135)偏置的负偏置;

在所述第二介电材料(108、308、408)上沉积第三介电材料(405),其中所述第三介电材料(405)为牺牲材料;及

在所述开口(445-1、445-n)中沉积第四介电材料(447)。

12.根据权利要求11所述的方法,其进一步包括将氧化铝alox作为所述第二介电材料(108、308、408)保形地沉积在所述第一介电材料(117、317、417)上。

13.根据权利要求12所述的方法,其进一步包括使用原子层沉积ald工艺来沉积所述第二介电材料(108、308、408)。

14.根据权利要求11所述的方法,其进一步包括通过以下操作控制所述负偏置相对于所述沟道(135)的位置:

控制深度以形成所述开口(445-1、445-n);

控制沉积在所述开口(445-1、445-n)中的所述第一电介质(117、317、417)的量;及

控制沉积在所述开口(445-1、445-n)中的所述第二电介质(108、308、408)的量。

15.根据权利要求14所述的方法,其进一步包括使用干式蚀刻工艺选择性地蚀刻所述第二介电材料(108、308、408)及所述第三介电材料(405)。

16.根据权利要求15所述的方法,其进一步包括使用湿式蚀刻工艺选择性地蚀刻所述第二介电材料(108、308、408)及所述第三介电材料(405),以移除所述第三电介质(405)的部分并使所述第二电介质(108、308、408)凹入所述开口(445-1、445-n)中。

17.根据权利要求16所述的方法,其进一步包括将所述开口(445-1、445-n)中的所述第一介电材料(117、317、417)沉积为在从1纳米nm到5nm范围中的高度。

18.根据权利要求11所述的方法,其中沉积所述第一介电材料(117、317、417)及所述第四介电材料(447)包括沉积氧化物。

19.根据权利要求11所述的方法,其进一步包括:

沉积低介电常数(k)材料作为所述第一介电材料(117、317、417)及所述第四介电材料(447);及

沉积高介电常数(k)作为所述第二介电材料(108、308、408)。

20.一种方法,其包括:

在衬底(124、324、424)中形成存取装置(102、104),所述存取装置具有第一源极/漏极区域(116-1、116-2、278-1、278-2)及第二源极/漏极区域(112-1、112-2、280、280-1),其中所述第一源极/漏极区域(116-1、116-2、278-1、278-2)与所述第二源极/漏极区域(112-1、112-2、280、280-1)由沟道(135)分离;

通过以下操作形成相邻所述沟道(135)的隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n):

在衬底(124、324、424)结构中蚀刻开口(445-1、445-n);

将第一介电材料(117、317、417)保形地沉积到所述开口(445-1、445-n)中;

在所述开口(445-1、445-n)中所述第一介电材料(117、317、417)上沉积第二介电材料(108、308、408),所述第二介电材料(108、308、408)具有与所述沟道(135)的导电偏置相反的导电偏置;

在所述开口(445-1、445-n)中所述第二介电材料(108、308、408)上沉积第三介电材料(405),其中所述第三介电材料(405)为牺牲介电材料;

使用选择性干式蚀刻工艺移除所述第三介电材料(405)的部分;及

使用湿式蚀刻工艺使所述第二介电材料(108、308、408)凹入所述开口(445-1、445-n)中。

21.根据权利要求20所述的方法,其进一步包括沉积氧化铝alox(108、308、408)作为所述第二介电材料(108、308、408)。

22.根据权利要求21所述的方法,其进一步包括使用原子层沉积以在所述第一介电材料(117、317、417)上方沉积所述alox(108、308、408)。

23.根据权利要求22所述的方法,其进一步包括选择性地沉积所述alox(108、308、408)以调整所述沟道(135)的阈值电压(vt)。

24.根据权利要求20所述的方法,其进一步包括使用所述隔离沟槽(107-1、107-n、307-1、307-n、407-1、407-n)中的所述经沉积第二介电材料(108、308、408)静电控制所述沟道(135)的阈值电压(vt)。

25.根据权利要求24所述的方法,其中:

形成所述存取装置(102、104)包括形成具有未经掺杂沟道(135)的掩埋式凹入存取装置brad(102、104);且

其中使用所述经沉积第二介电材料(108、308、408)静电控制所述沟道(135)的所述vt包括静电控制所述brad(102、104)的所述沟道(135)的底部处的所述vt。

26.根据权利要求20所述的方法,其进一步包括:

当使所述第二电介质(108、308、408)凹入时,从所述开口(445-1、445-n)移除所述第三介电材料(405)的其余部分;及

在所述开口(445-1、445-n)中所述第二介电材料(108、308、408)上沉积第四介电材料(447)以填充所述开口(445-1、445-n)。


技术总结
本申请案涉及半导体装置中的沟道导电。一种实例设备包含第一源极/漏极区域及第二源极/漏极区域,所述第一源极/漏极区域及所述第二源极/漏极区域形成于衬底中以形成所述设备的作用区。所述第一源极/漏极区域与所述第二源极/漏极区域由沟道分离。所述设备包含与所述沟道相对的栅极。感测线耦合到所述第一源极/漏极区域且存储节点耦合到所述第二源极/漏极区域。隔离沟槽邻近于所述作用区。所述沟槽包含具有导电偏置的介电材料,所述导电偏置与所述作用区中的所述沟道的所述导电偏置相反。

技术研发人员:K·M·考尔道;刘海涛;李时雨;F·A·席赛克-艾吉;D·C·潘迪;C·V·穆利;J·A·斯迈思三世
受保护的技术使用者:美光科技公司
技术研发日:2020.06.01
技术公布日:2021.01.12
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