存储器元件的制造方法与流程

本技术案主张美国第17/729,250及17/730,065号专利申请案的优先权(即优先权日为“2022年4月26日”)，其内容以全文引用的方式并入本文中。本公开是有关于一种存储器元件的制造方法，特别是关于一种具有阶梯状位元线(bl)的存储器元件的制造方法。

背景技术：

1、对于许多现代化的应用来说，半导体元件是不可或缺的。随着电子技术的进步，半导体元件的尺寸变得越来越小，同时提供了更多的功能且包含更多的集成电路。由于半导体元件的小型化，提供不同功能的各种类型和尺寸的半导体元件被集成并封装于单一模组中。再者，实施了许多制造操作以集成各种类型的半导体元件。

2、然而，半导体元件的制造和集成涉及许多复杂的步骤和操作，半导体元件的制造和集成的复杂性增加可能会造成缺陷，例如内连线结构的错位、桥接、短路等。因此，需要不断地改进半导体元件的制造过程及结构。

3、上文的“先前技术”说明仅是提供背景技术，并未承认上文的“先前技术”说明揭示本公开的标的，不构成本公开的先前技术，且上文的“先前技术”的任何说明均不应作为本案的“先前技术”的任一部分，不构成本公开的先前技术。

技术实现思路

1、本公开的一方面提供一种存储器元件，该存储器元件包括：一半导体基板，包括一第一表面；以及一位元线，设置于该半导体基板的该第一表面上，其中该位元线包括一第一介电层、设置于该第一介电层上方的一导电层、设置于该导电层上方的一第二介电层、及环绕该第一介电层、该导电层及该第二介电层的一间隙壁，其中该第二介电层包括被该间隙壁环绕的一第一部分、及设置于该第一部分上方并从该间隙壁露出的一第二部分，且其中该第一部分的一第一宽度大致上大于该第二部分的一第二宽度。

2、在一些实施例中，该第一部分的该第一宽度与该第二介电层的一高度大致上一致。

3、在一些实施例中，该第二部分的该第二宽度与该第二介电层的一高度大致上一致。

4、在一些实施例中，该第一部分的一顶表面与该间隙壁的一顶表面大致上共平面。

5、在一些实施例中，该第一部分的一第一高度大致上大于或等于该第二部分的一第二高度。

6、在一些实施例中，该第一介电层及该第二介电层包括相同的材料。

7、在一些实施例中，该第一介电层及该第二介电层包括氮化物。

8、在一些实施例中，该导电层包括钨(w)。

9、在一些实施例中，该间隙壁包括氮化物及氧化物。

10、在一些实施例中，该间隙壁包括一第一层、一第二层及一第三层，其中该第二层设置于该第一层与该第三层之间。

11、在一些实施例中，该第一层接触该第一介电层、该导电层及该第二介电层。

12、在一些实施例中，该第二层及该第三层与该第一介电层、该导电层及该第二介电层隔离。

13、在一些实施例中，该第一层及该第三层包括氮化物。

14、在一些实施例中，该第二层包括氧化物。

15、在一些实施例中，该第二介电层被该间隙壁局部地环绕。

16、在一些实施例中，该第一介电层及该导电层被该间隙壁完全地环绕。

17、本公开的另一方面提供一种存储器元件，该存储器元件包括：一半导体基板，包括一第一表面；一第一位元线及一第二位元线，设置于该半导体基板的该第一表面上且彼此相邻，其中该第一位元线及该第二位元线分别包括一第一介电层、设置于该第一介电层上方的一导电层、设置于该导电层上方的一第二介电层、及环绕该第一介电层、该导电层及该第二介电层的一间隙壁；以及一空隙，设置于该第一位元线与该第二位元线之间，其中该空隙具有一第一宽度及大致上不同于该第一宽度的一第二宽度。

18、在一些实施例中，该第一宽度大致上小于该第二宽度。

19、在一些实施例中，该第二宽度位于该第一宽度上方。

20、在一些实施例中，该空隙朝向该半导体基板的该第一表面逐渐变窄。

21、本公开的另一方面提供一种存储器元件的制造方法，该制造方法包括：提供具有一第一表面的一半导体基板；设置位于该半导体基板的该第一表面上方的一第一介电层、位于该第一介电层上方的一导电层、及位于该导电层上方的一第二介电层；在该第二介电层上方设置一图案化遮罩；去除该第二介电层、该导电层及该第一介电层从该图案化遮罩露出的部分，以形成一第一沟槽；形成环绕该第一介电层、该导电层及该第二介电层的一间隙壁；在该第二介电层及该间隙壁上方设置一能量分解遮罩；用一电磁辐射照射该能量分解遮罩的一部分；去除该能量分解遮罩被该电磁辐射照射的该部分；以及去除该第二介电层从该能量分解遮罩露出的一部分。

22、在一些实施例中，该方法更包括去除该间隙壁从该能量分解遮罩露出的一部分。

23、在一些实施例中，至少一部分的该第二介电层从该间隙壁露出。

24、在一些实施例中，分别或同时进行去除该第二介电层的该部分的步骤及去除该间隙壁的该部分的步骤。

25、在一些实施例中，该能量分解遮罩可热分解、可光子分解或可电子束(e-beam)分解。

26、在一些实施例中，该能量分解遮罩包括具有一官能基或一双键的一交联化合物。

27、在一些实施例中，该能量分解遮罩包括聚合物、聚酰亚胺、树脂或环氧树脂。

28、在一些实施例中，该电磁辐射横向地照射该能量分解遮罩的该部分。

29、在一些实施例中，该电磁辐射为红外线(ir)、紫外线(uv)或电子束(e-beam)。

30、在一些实施例中，该第一沟槽朝向该半导体基板的该第一表面延伸，且与该第二介电层、该导电层及该第一介电层相邻。

31、在一些实施例中，该能量分解遮罩被该电磁辐射照射的该部分位于该能量分解遮罩的外围。

32、在一些实施例中，该能量分解遮罩被该电磁辐射照射的该部分接触该间隙壁及该第二介电层。

33、在一些实施例中，在去除该能量分解遮罩被该电磁辐射照射的该部分之后该能量分解遮罩的一宽度大致上小于在形成该第一沟槽之后该第二介电层的一宽度。

34、在一些实施例中，在去除该第二介电层从该能量分解遮罩露出的该部分之后，该第二介电层包括一第一宽度及一第二宽度，该第二宽度位于该第一宽度上方且大致上小于该第一宽度。

35、在一些实施例中，方法，更包括在去除该第二介电层从该能量分解遮罩露出的该部分之后，去除该第二介电层上方的该能量分解遮罩。

36、综上所述，由于位元线的第二介电层的一部分被去除以形成阶梯状轮廓，因此能够增加相邻两位元线之间的距离或临界尺寸，且能够防止相邻两位元线的桥接。更具体而言，由于位元线具有环绕位元线外围的阶梯状轮廓，因此能够更有效地在后续以导电或绝缘材料填充相邻两位元线之间的空隙。相邻两位元线之间的空隙能够被完全填充而不会形成孔洞且同时形成最小化的空隙，因此改善了存储器元件的性能及制造存储器元件的制程。

37、上文已相当广泛地概述本公开的特征及技术优点，使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求标的的其他特征和优点将描述于下文。本公开所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例作为修改或设计其他结构或制程而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中具有通常知识者亦应了解，这类等效建构无法脱离后附的权利要求所界定的本公开的精神和范围。