半导体元件及其制备方法技术

本公开提供一种半导体元件及该半导体元件的制备方法。该半导体元件具有一基底、一栅极结构、以及多个字元线，该栅极结构位于该基底上，该多个字元线与该栅极结构相互间隔设置，其中该栅极结构的一顶表面与该多个字元线的顶表面位于相同的一垂直面处。

【技术实现步骤摘要】
半导体元件及其制备方法
本公开主张2019年11月08日申请的美国正式申请案第16/678,231号的优先权及益处，该美国正式申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。本公开涉及一种半导体元件以及该半导体元件的制备方法。特别涉及一种具有一平坦表面的半导体元件，以及具有该平坦表面的该半导体元件的制备方法。
技术介绍
半导体元件使用在不同的电子应用(例如个人电脑、手机、数字数码相机，或其他电子设备)中。半导体元件的尺寸逐渐地变小，以符合计算能力所逐渐增加的需求。然而，在尺寸变小的工艺期间，增加不同的问题。因此，仍然持续着在达到改善品质、良率以及可靠度方面的挑战。上文的“现有技术”说明仅是提供
技术介绍
，并未承认上文的“现有技术”说明公开本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的“现有技术”的任何说明均不应作为本公开的任一部分。
技术实现思路
本公开的一实施例提供一种半导体元件，包括一基底；一栅极结构，位于该基底上；以及多个字元线，与该栅极结构相互间隔设置；其中，该栅极结构的一顶表面与该多个字元线的顶表面位于相同的一垂直面处。在本公开的一些实施例中，该半导体元件，还包括一第一隔离层以及一第二隔离层，该第一隔离层位于该基底上，该第二隔离层位于该第一隔离层上，其中该栅极结构位于该第一隔离层中，而该栅极结构的该顶表面则齐平于该第二隔离层的一顶表面。在本公开的一些实施例中，该栅极结构包括一栅极隔离膜、一栅极第一导电膜、一栅极第二导电膜以及一栅极遮罩膜，该栅极隔离膜位于该基底上，该栅极第一导电膜位于该栅极隔离膜上，该栅极第二导电膜位于该该栅极第一导电膜上，该栅极遮罩膜位于该栅极第二导电膜上，其中该栅极遮罩膜的一顶表面齐平于该第二隔离层的该顶表面。在本公开的一些实施例中，该多个字元线包括多个字元线通道膜，位于该第一隔离层与该基底中，该多个字元线通道膜的下部设置在适当的位置处以便穿透该基底的一上部，而该多个字元线通道膜的上部则设置在该第一隔离层中。在本公开的一些实施例中，该多个字元线包括多个字元线隔离膜、多个字元线电极以及多个字元线盖膜，该多个字元线隔离膜位于该多个字元线通道膜上，该多个字元线电极位于该多个字元线隔离膜上，该多个字元线盖膜位于该多个字元线电极上，而该多个字元线盖膜的顶表面齐平于该第二隔离层的该顶表面。在本公开的一些实施例中，该半导体元件还包括多个导电区，邻近该多个字元线通道膜的所述下部设置，其中该多个导电区的顶表面齐平于该第二隔离层的该顶表面，而该多个导电区的底表面则接触该基底的一顶表面。在本公开的一些实施例中，该半导体元件还包括一第一绝缘结构，位于该基底中，其中该第一绝缘结构界定出该基底的一周围主动区，而该栅极结构则位于该周围主动区中。在本公开的一些实施例中，该半导体元件还包括一第二绝缘结构，位于该基底中，其中该第二绝缘结构界定出该基底的一阵列主动区，而该多个字元线与该多个导电区均位于该阵列主动区中。在本公开的一些实施例中，该第一绝缘结构的一深度对该第二绝缘结构的一深度的比率，介于1:2到1:5之间。在本公开的一些实施例中，该多个字元线通道膜的所述下部的一深度对该第二绝缘结构的该深度的比率，介于1:3到1:10之间。在本公开的一些实施例中，该栅极结构包括一对第一间隙子，贴合到该栅极遮罩膜、该栅极第二导电膜、该栅极第一导电膜以及该栅极隔离膜的各侧壁。在本公开的一些实施例中，该半导体元件还包括一对轻度掺杂区，邻近该栅极隔离膜设置，并设置在该基底中。在本公开的一些实施例中，该半导体元件还包括一对重度掺杂区，邻近该对第一间隙子设置，并设置在该基底中。在本公开的一些实施例中，该半导体元件还包括一对栅极应力区，邻近该对第一间隙子设置，并设置在该基底中。在本公开的一些实施例中，该半导体元件还包括多个应力区，位于该多个导电区与该基底之间。本公开的另一实施例提供一种半导体元件的制备方法。该制备方法包括：提供一基底；形成一栅极结构在该基底上；以及形成多个字元线的顶表面与该栅极结构的一顶表面位于相同的一垂直面。在本公开的一些实施例中，该栅极结构包括一栅极隔离膜、一栅极第一导电膜、一栅极第二导电膜以及一栅极遮罩膜，而形成该栅极结构在该基底上的该步骤包括：按序形成一栅极隔离层、一栅极第一导电层、一栅极第二导电层以及一栅极遮罩层在该基底上；图案化具有多个第一遮罩区段的该栅极遮罩层；执行一第一蚀刻工艺以移除该栅极隔离层、该栅极第一导电层、该栅极第二导电层以及该栅极遮罩层的一部分；以及同时形成该栅极隔离膜在该基底上、形成该栅极第一导电膜在该栅极隔离膜上、形成该栅极第二导电膜在该栅极第一导电膜上以及形成该栅极遮罩膜在该栅极第二导电膜上。在本公开的一些实施例中，该半导体元件的制备方法还包括：形成一对轻度掺杂区在邻近该栅极隔离膜处以及在该基底中；形成一对第一间隙子贴合到该栅极结构的两侧；以及形成一对重度掺杂区在邻近该对第一间隙子处以及在该基底中。在本公开的一些实施例中，该半导体元件的制备方法还包括：形成一第一隔离层在该基底上；其中该栅极结构形成在该第一隔离层中。在本公开的一些实施例中，形成多个字元线的顶表面与该栅极结构的该顶表面位于相同的该垂直面的步骤包括：形成多个字元线沟槽以穿经该第一隔离层并进入该基底；形成多个字元线通道膜在该多个字元线沟槽中；形成多个字元线隔离膜在该多个字元线通道膜上；形成多个字元线电极在该多个字元线隔离膜上；形成一第二隔离层在该第一隔离层上；执行一蚀刻工艺以移除该第二隔离层的一些部分，并同时形成多个字元线盖膜在该多个字元线电极上；以及执行一平坦化工艺以使该多个字元线的所述顶表面与该栅极结构的该顶表面位于相同的该垂直面。由于本公开该半导体元件的设计，该半导体元件可具有一大致平坦表面。该大致平坦表面促进接下来的半导体工艺。因此，可改善该半导体元件的良率。此外，该对栅极应力区或该多个应力区可提升该半导体元件的载子移动率(carriermobility)；因此，可改善该半导体元件的效能。上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，从而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它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属
中技术人员应了解，可相当容易地利用下文公开的概念与特定实施例作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本公开相同的目的。本公开所属
中技术人员亦应了解，这类等效建构无法脱离权利要求所界定的本公开的构思和范围。附图说明参阅实施方式与权利要求合并考量附图时，可得以更全面了解本公开的公开内容，附图中相同的元件符号是指相同的元件。图1为依据本公开一实施例中一种半导体元件的顶视示意图。图2为依据本公开一实施例中该半导体元件的一部分的顶视示意图。图3为依据本公开一实施例中一种半导体元件的剖视示意图。图4至图8为依据本公开一些实施例中各半导体元件的剖视示意图。图9为依据本公开一实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体元件，包括：/n一基底；/n一栅极结构，位于该基底上；以及/n多个字元线，与该栅极结构相互间隔设置；/n其中，该栅极结构的一顶表面与所述多个字元线的顶表面位于相同的一垂直面处。/n

【技术特征摘要】
20191108 US 16/678,2311.一种半导体元件，包括：
一基底；
一栅极结构，位于该基底上；以及
多个字元线，与该栅极结构相互间隔设置；
其中，该栅极结构的一顶表面与所述多个字元线的顶表面位于相同的一垂直面处。


2.如权利要求1所述的半导体元件，还包括一第一隔离层以及一第二隔离层，该第一隔离层位于该基底上，该第二隔离层位于该第一隔离层上，其中该栅极结构位于该第一隔离层中，而该栅极结构的该顶表面则齐平于该第二隔离层的一顶表面。


3.如权利要求2所述的半导体元件，其中该栅极结构包括一栅极隔离膜、一栅极第一导电膜、一栅极第二导电膜以及一栅极遮罩膜，该栅极隔离膜位于该基底上，该栅极第一导电膜位于该栅极隔离膜上，该栅极第二导电膜位于该该栅极第一导电膜上，该栅极遮罩膜位于该栅极第二导电膜上，其中该栅极遮罩膜的一顶表面齐平于该第二隔离层的该顶表面。


4.如权利要求3所述的半导体元件，其中所述多个字元线包括多个字元线通道膜，位于该第一隔离层与该基底中，所述多个字元线通道膜的下部设置在适当的位置处以便穿透该基底的一上部，而所述多个字元线通道膜的上部则设置在该第一隔离层中。


5.如权利要求4所述的半导体元件，其中所述多个字元线包括多个字元线隔离膜、多个字元线电极以及多个字元线盖膜，所述多个字元线隔离膜位于所述多个字元线通道膜上，所述多个字元线电极位于所述多个字元线隔离膜上，所述多个字元线盖膜位于所述多个字元线电极上，而所述多个字元线盖膜的顶表面齐平于该第二隔离层的该顶表面。


6.如权利要求5所述的半导体元件，还包括多个导电区，邻近所述多个字元线通道膜的所述下部设置，其中所述多个导电区的顶表面齐平于该第二隔离层的该顶表面，而所述多个导电区的底表面则接触该基底的一顶表面。


7.如权利要求6所述的半导体元件，还包括一第一绝缘结构，位于该基底中，其中该第一绝缘结构界定出该基底的一周围主动区，而该栅极结构则位于该周围主动区中。


8.如权利要求7所述的半导体元件，还包括一第二绝缘结构，位于该基底中，其中该第二绝缘结构界定出该基底的一阵列主动区，而所述多个字元线与所述多个导电区均位于该阵列主动区中。


9.如权利要求8所述的半导体元件，其中该第一绝缘结构的一深度对该第二绝缘结构的一深度的比率，介于1:2到1:5之间。


10.如权利要求8所述的半导体元件，其中所述多个字元线通道膜的所述下部的一深度对该第二绝缘结构的该深度的比率，介于1:3到1:10之间。


11.如权利要求9所述的半导体元件，其中该栅极结构包...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄则尧，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71