半导体设备制造技术

一种半导体设备包括：位线，其在衬底上在第一水平方向上延伸；沟道层，其位于位线上，沟道层在竖直方向上延伸，包括包含铟的第一氧化物半导体材料，并且具有第一侧壁和第二侧壁；字线，其位于沟道层的第一侧壁上；接触形成区域，其位于沟道层的顶表面和第二侧壁的上部上，接触形成区域包括包含铟并且具有比沟道层的电阻率低的电阻率的第二氧化物半导体材料；接触层，其位于接触形成区域上；以及电容器结构，其位于接触层的顶表面上。其位于接触层的顶表面上。其位于接触层的顶表面上。

【技术实现步骤摘要】
半导体设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求于2022年2月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2022
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0016976的优先权，该申请的公开内容以引用方式全部并入本文中。


[0003]实施例涉及一种半导体设备。

技术介绍

[0004]随着半导体设备已经缩小尺寸，动态随机存取存储器(DRAM)装置的尺寸也已经减小。

技术实现思路

[0005]实施例可以通过提供半导体设备来实现，该半导体设备包括：
[0006]位线，其在衬底上在第一水平方向上延伸；沟道层，其位于位线上，沟道层在竖直方向上延伸，包括包含铟的第一氧化物半导体材料，并且具有第一侧壁和第二侧壁；字线，其位于沟道层的第一侧壁上；接触形成区域，其位于沟道层的顶表面和第二侧壁的上部上，接触形成区域包括包含铟并且具有比沟道层的电阻率低的电阻率的第二氧化物半导体材料；接触层，其位于接触形成区域上；以及电容器结构，其位于接触层的顶表面上。
[0007]实施例可以通过提供半导体设备来实现，该半导体设备包括：
[0008]位线，其在衬底上在第一水平方向上延伸；沟道层，其位于位线上，沟道层在竖直方向上延伸，包括包含铟的第一氧化物半导体材料，并且具有第一侧壁和第二侧壁；字线，其位于沟道层的第一侧壁上；接触形成区域，其位于沟道层的顶表面上，接触形成区域包括包含铟的第二氧化物半导体材料；接触层，其位于接触形成区域上；以及电容器结构，其位于接触层上，其中，沟道层具有第一铟含量，并且接触形成区域具有大于第一铟含量的第二铟含量。
[0009]实施例可以通过提供半导体设备来实现，该半导体设备包括：位线，其在衬底上在第一水平方向上延伸；模制层，其覆盖衬底上的位线，模制层包括模制开口；沟道层，其位于模制开口的内壁上，沟道层在第一水平方向上延伸，包括接触位线的顶表面的第一部分和在模制开口的内壁上在竖直方向上延伸的第二部分，并且包括包含铟的第一氧化物半导体材料；字线，其位于模制开口中，字线位于沟道层的第二部分的第一侧壁上；接触形成区域，其覆盖沟道层，接触形成区域包括包含铟的第二氧化物半导体材料，并且包括定位在沟道层的顶表面上的水平延伸部和定位在与沟道层的第二部分的第一侧壁相对的第二侧壁的上部上的竖直延伸部；接触层，其覆盖接触形成区域；
[0010]以及电容器结构，其位于接触层上，其中，沟道层具有第一铟含量，并且接触形成区域具有大于第一铟含量的第二铟含量。
附图说明
[0011]通过参照附图详细地描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员而言将是显而易见的，在附图中：
[0012]图1是根据实施例的半导体设备的布局图；
[0013]图2是图1的单元阵列区域的放大布局图；
[0014]图3是沿着图2的线A1
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A1
’
截取的截面图；
[0015]图4是图3的部分CX1的放大图；
[0016]图5A是示出沿着图4的扫描线SC1的铟含量的曲线图；
[0017]图5B是示出沿着图4的扫描线SC1的锌含量的曲线图；
[0018]图6是根据实施例的半导体设备的截面图；
[0019]图7是图6的部分CX1的放大图；
[0020]图8是根据实施例的半导体设备的截面图；
[0021]图9是图8的部分CX1的放大图；以及
[0022]图10至图20是根据实施例的制造半导体设备的方法中的各阶段的截面图。
具体实施方式
[0023]图1是根据实施例的半导体设备100的布局图。图2是图1的单元阵列区域MCA的放大布局图。图3是沿着图2的线A1
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A1
’
截取的截面图。图4是图3的部分CX1的放大图。图5A是示出沿着图4的扫描线SC1的铟含量的曲线图。图5B是示出沿着图4的扫描线SC1的锌含量的曲线图。
[0024]参照图1至图5B，半导体设备100可以包括衬底110，衬底110包括单元阵列区域MCA和外围电路区域PCA。在实施方式中，单元阵列区域MCA可以是动态随机存取存储器(DRAM)装置的存储器单元区域，外围电路区域PCA可以是DRAM装置的核心区域或外围电路区域。在实施方式中，外围电路区域PCA可以包括外围电路晶体管，外围电路晶体管用于将信号和/或电力发送到包括在单元阵列区域MCA中的存储器单元阵列。在实施方式中，外围电路晶体管可以构成诸如命令解码器、控制逻辑、地址缓冲器、行解码器、列解码器、读出放大器或数据输入/输出电路的各种电路。
[0025]如图2中所示，在衬底110的单元阵列区域MCA上，可以布置在第一水平方向X上延伸的多条字线WL和在第二水平方向Y上延伸的多条位线BL。多个单元晶体管CTR可以位于多条字线WL和多条位线BL之间的交叉点处。多个单元电容器CAP可以分别位于多个单元晶体管CTR上。
[0026]多条字线WL可以包括在第二水平方向Y上交替地布置的第一字线WL1和第二字线WL2，多个单元晶体管CTR可以包括在第二水平方向Y上交替地布置的第一单元晶体管CTR1和第二单元晶体管CTR2。第一单元晶体管CTR1可以定位在第一字线WL1上，第二单元晶体管CTR2可以定位在第二字线WL2上。
[0027]第一单元晶体管CTR1和第二单元晶体管CTR2可以彼此镜面对称。在实施方式中，第一单元晶体管CTR1和第二单元晶体管CTR2可以关于第一单元晶体管CTR1与第二单元晶体管CTR2之间的在第一水平方向X上延伸的中心线镜面对称。
[0028]在实施方式中，多条字线WL中的每一条的宽度可以为1F，多条字线WL的节距(例
如，宽度和间隔之和)可以为2F，多条位线BL中的每一条的宽度可以为1F，多条位线BL的节距(即，宽度和间隔之和)可以为2F，并且用于形成一个单元晶体管CTR的单位面积可以为4F2。在实施方式中，单元晶体管CTR可以具有需要相对小的单位面积的交叉点类型，并且半导体设备100可以是高度集成的。
[0029]如图3中所示，下绝缘层112可以位于衬底110上。衬底110可以包括硅(例如，单晶硅、多晶硅或非晶硅)。在实施方式中，衬底110可以包括例如Ge、SiGe、SiC、GaAs、InAs或InP。在一些实施例中，衬底110可以包括导电区域(例如，掺杂有杂质的阱或掺杂有杂质的结构)。下绝缘层112可以包括氧化物膜、氮化物膜或它们的组合。如本文中使用的，术语“或”不是排他性术语，例如，“A或B”将包括A、B、或者A和B。
[0030]在第二水平方向Y上延伸的位线BL可以位于下绝缘层112上。在实施方式中，位线BL可以包括例如Ti、TiN、Ta、TaN、W、WN、TiSiN、WSiN、多晶硅或它们的组合。在实施方式中，位线BL可以包括导电层122以及位于导电层122的顶表面和底表面上的导电势垒层124。在第二水平方向Y上延伸的位线绝缘层可以位于位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体设备，包括：位线，其在衬底上在第一水平方向上延伸；沟道层，其位于所述位线上，所述沟道层在竖直方向上延伸，包括包含铟的第一氧化物半导体材料，并且具有第一侧壁和第二侧壁；字线，其位于所述沟道层的第一侧壁上；接触形成区域，其位于所述沟道层的顶表面和第二侧壁的上部上，所述接触形成区域包括包含铟并且具有低于所述沟道层的电阻率的电阻率的第二氧化物半导体材料；接触层，其位于所述接触形成区域上；以及电容器结构，其位于所述接触层的顶表面上。2.根据权利要求1所述的半导体设备，其中：所述第一氧化物半导体材料包括InGaZnO
x
、Sn掺杂的InGaZnO
x
、W掺杂的InGaZnO
x
或InZnO
x
，并且所述第二氧化物半导体材料包括InGaZnO
x
、Sn掺杂的InGaZnO
x
、W掺杂的InGaZnO
x
或InZnO
x
。3.根据权利要求2所述的半导体设备，其中：所述沟道层具有第一铟含量，并且所述接触形成区域具有大于所述第一铟含量的第二铟含量。4.根据权利要求2所述的半导体设备，其中：所述沟道层具有第一锌含量，并且所述接触形成区域具有小于所述第一锌含量的第二锌含量。5.根据权利要求1所述的半导体设备，其中，所述接触形成区域包括：水平延伸部，其位于所述沟道层的顶表面上，以及竖直延伸部，其位于所述沟道层的第二侧壁的上部上。6.根据权利要求5所述的半导体设备，还包括围绕所述沟道层的第二侧壁的模制层，其中，所述接触形成区域的竖直延伸部和水平延伸部位于比所述模制层的顶表面高的竖直水平处。7.根据权利要求6所述的半导体设备，其中：所述接触形成区域的竖直延伸部的侧壁与所述沟道层的第二侧壁对准，并且所述竖直延伸部的侧壁不被所述模制层围绕。8.根据权利要求6所述的半导体设备，其中：所述接触层覆盖所述接触形成区域的所述竖直延伸部的侧壁和所述水平延伸部的顶表面，并且所述接触层接触所述模制层的顶表面。9.根据权利要求6所述的半导体设备，其中，所述接触形成区域的竖直延伸部的侧壁相对于所述沟道层的第二侧壁向内凹陷。10.根据权利要求6所述的半导体设备，其中：所述接触形成区域的水平延伸部在所述竖直方向上具有第一高度，所述接触形成区域的竖直延伸部在所述第一水平方向上具有第一宽度，并且所述第一高度在所述第一宽度的80％至120％的范围内。
11.一种半导体设备，包括：位线，其在衬底上在第一水平方向上延伸；沟道层，其位于所述位线上，所述沟道层在竖直方向上延伸，包括包含铟的第一氧化物半导体材料，并且具有第一侧壁和第二侧壁；字线，其位于所述沟道层的第一侧壁上；接触形成区域，其位于所述沟道层的顶表面上，所述接触形成区域包括包含铟的第二氧化物半导体材料；接触层，其位于所述接触形成区域上；以及电容器结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：金台原，尹智园，金俞琳，李柾汉，卓容奭，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：