具有柱型帽盖层的半导体器件及其制造方法技术

一种半导体器件，包括：　　　　形成在半导体衬底上的绝缘膜，具有位线接触和凹槽形状的位线图形；　　　　被绝缘膜围绕并形成在位线接触上和部分位线图形中的位线；以及　　　　从绝缘膜突出并形成在位线图形内的位线上和绝缘膜上的位线帽盖层，其中位线帽盖层的突出部分比位线图形的宽度宽。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本公开一般涉及半导体器件的位线结构，更具体地说，涉及通过形成柱型帽盖层减小寄生电容和提高工艺余量的半导体器件的大马士革位线结构及其制造方法。
技术介绍
随着半导体器件的尺寸减小，位线和数据线的线宽也减小，由此增加位线电阻。为了解决该问题，金属膜如钨经常用于位线材料，代替金属硅化物如硅化钨(WSix)。附图说明图1是说明具有COB(电容器在位线上)结构的现有技术的半导体器件的示图。图2A-2D和图3A-3D是说明常规半导体器件的制造方法的截面图，其中图2A-2D是沿图1的IA-IA′线的剖面图，图3A-3D是沿图1的IB-IB′线的剖面图。图4是常规半导体器件的截面图，沿图1的IC-IC′线。参考图2A和图3A，提供包括有源区101和场效应区的半导体衬底100。通过常规的STI(浅沟槽隔离)工艺，在半导体衬底100的场效应区形成STI隔离膜105。参考图3A，在半导体衬底100上形成栅极110，每个栅极包括层叠的栅绝缘膜111、栅电极材料113和帽盖层115以及形成在侧壁上的隔片117。参考图2A和3A，在衬底的整个表面上形成包括栅极110的第一中间绝缘层120之后，形成露出部分有源区101的接触125，例如SAC(自对准接触)。以及，在接触125上形成由多晶硅膜等构成的接触焊盘130。此时，尽管在图中未示出，接触焊盘130电连接到形成在有源区101中的预定导电类型的杂质区。然后，在第一中间绝缘层120上淀积第二中间绝缘层140之后，形成位线接触145，以露出相应的接触焊盘130，亦即，在后续工序中相应的接触焊盘连接位线。在包括位线接触145的整个表面上淀积用于接触焊盘的金属膜如钨膜之后，通过化学机械抛光工艺(CMP)或深腐蚀工艺腐蚀钨膜，由此在位线接触145中形成位线接触焊盘150。参考图2B和图3B，在第二中间绝缘层140上连续地淀积用于位线的导电材料161如钨膜和位线帽盖层165如氮化硅膜，并构图以形成位线160。每个位线包括层叠的导电材料161和帽盖层165。位线160电连接到形成在位线接触145中的位线接触焊盘150。在包括位线160的第二中间绝缘层140上淀积用于位线隔片的绝缘膜如氮化硅膜，并腐蚀以形成位线隔片170。参考图2C和图3C，在包括位线160的第二中间绝缘层140上形成第三中间绝缘层180。通过腐蚀第二和第三中间绝缘层140和180，形成存储结点接触185，以露出接触焊盘130相应的接触焊盘，亦即，相应的接触焊盘连接到后续工艺中形成的存储节点接触焊盘。在第三中间绝缘层180上淀积多晶硅膜以填充存储节点接触185之后，通过CMP方法等形成存储节点接触焊盘190。存储节点接触焊盘190通过存储节点接触185电连接到接触焊盘130。然后，形成连接到存储节点接触焊盘190的电容器的存储节点200。现有技术方法通过光刻工艺腐蚀金属膜如钨膜形成位线，因此由于高集成度和增加的工艺复杂性，可能限制具有小的线/隔片的金属图形的腐蚀。此外，由于当构图用于形成位线的金属膜时，不能使用对微粒和聚合物具有优良去污性，包括OH根的清洗液，例如SC1(标准清洗1)，因此在清洗工序中不可能完全地除去微粒，由此引起缺陷。为了解决现有技术的上述问题，提出了通过大马士革工艺形成位线的方法。当用大马士革工艺形成具有COB结构的半导体器件的位线时，通过形成具有与氧化膜的中间绝缘层有腐蚀选择性的材料围绕位线是必要的，例如在位线的顶上和侧壁上形成由氮化硅膜构成的帽盖层和隔片，以便在形成存储节点接触的下一个工序中保护位线。韩国专利特许公开公报No.2001-55685中已经提出通过用帽盖层和隔片完全围绕大马士革位线保护位线的技术。上述技术形成由氮化硅膜构成的隔片完全围绕的位线，由此通过在存储节点接触工序中保护位线获得工艺余量。但是，由于相邻的位线之间的氮化硅膜比氧化膜具有更高的介电常数，因此引起寄生电容增加。本专利技术的实施例解决现有技术的这些及其他缺点。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种半导体器件及其制造方法，用于当通过形成柱型位线帽盖层形成存储节点时提高工艺余量。本专利技术的实施例还提供一种半导体器件及其制造方法，用于通过用氧化膜围绕位线，减小位线之间和位线和存储节点接触之间的寄生电容。附图简述从下面的描述将更容易明白本专利技术的上述及其他目的和优点，参考附图图1是说明具有COB结构的现有技术半导体器件的平面图。图2A-2D是说明现有技术半导体器件的制造方法的截面图，沿图1的IA-IA′线。图3A-3D是说明现有技术半导体器件的制造方法的截面图，沿图1的IB-IB′线。图4是现有技术半导体器件的截面图，沿图1的IC-IC′线。图5A-5I是说明根据本专利技术的实施例的半导体器件制造方法的工艺截面图。图6A-6I是说明根据本专利技术的实施例的半导体器件的制造方法的工艺截面图。图7A-7I是说明根据本专利技术的实施例的半导体器件的制造方法的工艺截面图。图8A-8D是说明根据本专利技术的实施例的半导体器件的制造方法的工艺截面图。图9A-9D是说明根据本专利技术的实施例的半导体器件的制造方法的工艺截面图。图10A-10D是说明根据本专利技术的另一实施例的半导体器件的制造方法的工艺截面图。图11A示出了位线帽盖层的厚度和寄生电容之间的关系图。图11B示出了位线隔片和寄生电容之间的关系图。具体实施例方式下面参考附图更完全地描述本专利技术，其中示出了本专利技术的优选实施例。但是，本专利技术可以以不同的形式体现，不应该认为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例以便本公开是彻底的和完全的，并将本专利技术的范围完全传递给所述领域的技术人员。在图中，为了清楚放大了层的厚度和区域。还应该理解当一个层指在另一层或衬底“上”时，可以直接在另一层或衬底上，或者也可以存在插入层。而且，在此描述和说明的每个实施例也包括它的互补导电类型实施例。图5A-5I是对应于图1的IA-IA′线的截面图，说明根据本专利技术的实施例的具有COB结构的半导体器件的制造方法。图6A-6I是说明根据本专利技术的实施例的半导体器件的制造方法的截面图，对应于图1的IB-IB′线。图7A-7I是说明根据本专利技术的实施例的半导体器件的制造方法的工艺截面图，对应于图1的IC-IC′线。参考图5A，图6A和图7A，提供具有有源区301和场效应区的半导体衬底300。通过常规STI(浅沟槽隔离)工艺在半导体衬底300的场效应区中形成STI隔离膜305。在包括栅极310的衬底的整个表面上淀积第一中间绝缘层320之后，形成露出栅极310之间的部分有源区的接触325，例如，SAC(自对准接触)。以及，在接触325上形成包括导电材料如多晶硅膜的接触焊盘330。此时，尽管在图中未示出，但接触焊盘330电连接到形成在有源区301中具有预定导电类型的杂质区。然后，在第一中间绝缘层320上淀积第二中间绝缘层340之后，通过执行CMP或深腐蚀工艺平面化第二中间绝缘层340。此时，第二中间绝缘层340形成至约4500至5000的厚度。第二中间绝缘层340包括氧化膜系列例如HDP(高密度等离子体)氧化膜、BPSG膜或其他氧化膜。参考图5B，图6B和图7B，通过双大马士革工艺腐蚀第二中间绝缘层340形成位线接触345和位线图形355。此时，形成位线接触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括形成在半导体衬底上的绝缘膜，具有位线接触和凹槽形状的位线图形；被绝缘膜围绕并形成在位线接触上和部分位线图形中的位线；以及从绝缘膜突出并形成在位线图形内的位线上和绝缘膜上的位线帽盖层，其中位线帽盖层的突出部分比位线图形的宽度宽。2.如权利要求1的半导体器件，其中位线帽盖层包括形成在位线图形内的位线上、从绝缘膜突出的柱型第一帽盖材料；以及形成在绝缘膜上的第一帽盖材料的突出部分上的侧壁隔片型第二帽盖材料。3.如权利要求2的半导体器件，其中第一帽盖材料的突出部分约为第一帽盖材料的一半厚。4.如权利要求1的半导体器件，其中位线帽盖层具有柱型结构且包括相对于绝缘膜有湿和干腐蚀选择性的材料。5.如权利要求4的半导体器件，其中该材料包括氮化硅膜系列的膜，并且绝缘膜包括氧化膜系列的膜。6.一种制造半导体器件的方法，包括在半导体衬底上形成绝缘膜；通过腐蚀绝缘膜形成位线接触和凹槽形状的位线图形；在位线接触和部分位线图形上形成位线；以及在位线图形内的位线上和绝缘膜上形成从绝缘膜突出的位线帽盖层，其中位线帽盖层的突出部分比位线的宽度宽。7.如权利要求6的方法，其中形成位线帽盖层包括在衬底的整个表面上淀积第一帽盖材料；腐蚀第一帽盖材料以填充在位线上的位线图形内；腐蚀绝缘膜至预定厚度，以便第一帽盖材料的一部分突出在绝缘膜上；在衬底的整个表面上淀积第二帽盖材料；以及腐蚀第二帽盖材料，以便仅仅留在第一帽盖材料的部分的侧壁上。8.如权利要求7的方法，其中腐蚀绝缘膜至预定的厚度包括腐蚀绝缘膜至预定的厚度，以便第一帽盖材料的一部分约为第一帽盖材料的一半厚。9.如权利要求7的方法，其中淀积第一帽盖材料和淀积第二帽盖材料包括淀积相对于绝缘膜有湿和干腐蚀选择性的材料。10.如权利要求9的方法，其中淀积材料包括淀积氮化硅膜系列的膜，并且形成绝缘膜包括形成氧化膜系列的膜。11.如权利要求6的方法，其中形成位线帽盖层包括在位线图形内的位线上形成从绝缘膜突出的柱型第一帽盖材料；以及在从绝缘膜突出的部分第一帽盖材料上形成侧壁隔片型第二帽...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文谟，李昌宪，吉田诚，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：