用于三维动态随机存取存储器的方法与结构技术

公开了用于形成三维动态随机存取存储器

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于三维动态随机存取存储器的方法与结构


[0001]本原理的实施方式大体而言涉及半导体制造。

技术介绍

[0002]数据的储存和取回已经成为计算行业的许多方法的限制因素。存储器设备可容易地遏制现代计算设备的整体性能。为了使存储器更快，存储器结构已经缩小到极小的尺寸，从而大大增加了存储器结构的密度。二维存储器结构开始达到关于存储器结构密度的理论极限。专利技术人已经观察到三维存储器结构可能是进一步增加存储器密度的关键。然而，与二维存储器设备相比，三维存储器设备需要在结构和处理上进行重大改变。
[0003]因此，专利技术人提供了用于具有可扩展尺寸的三维存储器的方法及结构，其允许存储器密度超出当前技术的能力。

技术实现思路

[0004]本文提供了用于形成具有可扩展尺寸的三维存储器结构的方法及装置。
[0005]在一些实施方式中，一种用于形成三维动态随机存取存储器(three
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dimensional dynamic random
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access memory,3D DRAM)结构的方法可包括以下步骤：使用异质外延处理在基板上沉积结晶硅(c
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Si)材料和结晶硅锗(c
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SiGe)材料的交替层；以及将具有至少一个高深宽比(high aspect ratio；HAR)孔的孔图案蚀刻到基板中，孔图案被配置为向c
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Si材料和c
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SiGe材料的交替层提供化学通路，以横向蚀刻或沉积材料来形成3D DRAM结构的3D DRAM特征，而无需随后对基板中的孔进行HAR蚀刻来形成3D DRAM特征。
[0006]在一些实施方式中，该方法可进一步包括：合并通过蚀刻在孔图案的一部分之间的材料所形成的孔图案的该部分，以形成3D DRAM结构的有源区隔离狭槽；在不同的孔中沉积不同的材料，以阻挡或允许用于3D DRAM单元形成的横向或竖直凹陷处理；形成隔离狭槽，该隔离狭槽具有第一介电材料的衬垫，该衬垫可通过暴露于氟化氢(HF)而被移除，并且该隔离狭槽具有填充有不受HF影响的第二介电材料的端部，该隔离狭槽被配置为提供横向单元隔离并为3D DRAM结构提供结构支撑；形成3D DRAM结构的电容器的下部电极，该下部电极被支撑在隔离狭槽的填充有第二介电材料的一个或多个端部处，以及移除隔离狭槽的第一介电材料的衬垫，以提供空间来利用高介电常数顶部电极材料进行填充，以增加3D DRAM结构的3D DRAM单元电容，同时维持对下部电极的结构支撑；使用掩模和蚀刻c
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Si材料和c
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SiGe材料两者的蚀刻处理来蚀刻该孔图案；从至少一个HAR孔的内部选择性蚀刻该c
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SiGe材料，以形成从至少一个HAR孔的侧壁延伸的横向特征；选择性地蚀刻至少一个HAR孔中的c
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Si材料，以增加至少一个HAR孔的尺寸和横向特征的高度；和/或蚀刻至少一个HAR孔中的c
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Si材料和c
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SiGe材料，以增加至少一个HAR孔的尺寸、横向特征的高度和后续特征延伸到c
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SiGe材料中的的宽度。
[0007]在一些实施方式中，一种用于形成三维动态随机存取存储器(3D DRAM)结构的方法可包括以下步骤：使用异质外延处理在基板上沉积结晶硅(c
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Si)材料和结晶硅锗(c
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SiGe)材料的交替层；将具有至少一个高深宽比(HAR)孔的孔图案蚀刻到基板中，孔图案被配置为向c
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Si材料和c
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SiGe材料的交替层提供化学通路，以横向蚀刻或沉积材料来形成3D DRAM结构的3D DRAM特征，而无需随后对基板中的孔进行HAR蚀刻来形成3D DRAM特征；合并通过蚀刻在孔图案的一部分之间的材料所形成的孔图案的该部分，以形成3D DRAM结构的狭槽特征；从至少一个狭槽特征形成隔离狭槽，该隔离狭槽具有第一介电材料的衬垫，衬垫可通过暴露于氟化氢(hydrogen fluoride；HF)而被移除，并且该隔离狭槽具有填充有不受HF影响的第二介电材料的端部，该隔离狭槽被配置为提供横向单元隔离并为3D DRAM结构提供结构支撑；形成3D DRAM结构的电容器的下部电极，该下部电极被支撑在隔离狭槽的填充有第二介电材料的一个或多个端部处；以及移除隔离狭槽的第一介电材料的衬垫，以提供空间来利用高介电常数顶部电极材料进行填充，以增加3D DRAM单元电容，同时维持对下部电极的结构支撑。
[0008]在一些实施方式中，该方法可进一步包括以下步骤：在两个隔离狭槽之间蚀刻字线孔以形成字线结构，通过字线孔的顶部开口选择性蚀刻c
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SiGe材料，以形成延伸到两个隔离狭槽的横向字线特征，通过延伸横向字线特征直到被两个隔离狭槽限制，来形成3D DRAM结构的源极/漏极和间隔件，在该字线孔中沉积掺杂氧化物的共形层，回蚀掺杂氧化物的共形层，以为3D DRAM结构的源极/漏极留下掺杂区域，在字线孔中沉积栅极氧化物层，以及沉积栅电极以填充该字线孔；在两个字线结构之间各向异性地蚀刻狭缝以形成位线结构，从狭缝的顶部开口在狭缝中横向地选择性蚀刻c
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SiGe材料，通过从狭缝的顶部开口化学地沉积和蚀刻来形成位线结构，以及在位线结构中形成导电屏蔽层，以减少多条位线之间的噪声耦合；使用掩模和蚀刻c
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Si材料和c
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SiGe材料两者的蚀刻处理来蚀刻该孔图案；从至少一个HAR孔的内部选择性蚀刻该c
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SiGe材料，以形成从至少一个HAR孔的侧壁延伸的横向特征；选择性地蚀刻至少一个HAR孔中的c
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Si材料，以增加至少一个HAR孔的尺寸和横向特征的高度，或者蚀刻至少一个HAR孔中的该c
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Si材料和该c
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SiGe材料，以增加至少一个HAR孔的尺寸、横向特征的高度和后续特征延伸到c
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SiGe材料中的的宽度；和/或在不同的孔中沉积不同的材料，以阻挡或允许用于3D DRAM单元形成的横向或竖直凹陷处理。
[0009]在一些实施方式中，一种用于在三维动态随机存取存储器(3D DRAM)中使用的结构可包括：3D DRAM的至少一个竖直字线特征，至少一个竖直字线特征是经由结晶硅(c
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Si)和结晶硅锗(c
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SiGe)交替层的堆叠中的高深宽比(HAR)中心孔形成的；以及3D DRAM的至少一个水平位线特征，该至少一个水平位线特征与3D DRAM的至少一个竖直字线特征垂直相邻。
[0010]在一些实施方式中，该结构可进一步包括：其中3D DRAM的至少一个竖直字线特征具有至少一个全环绕栅极(gate all
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around；GAA)晶体管结构，其中至少一个GAA晶体管结构具有与HAR中心孔对称并且自对准的横向源极/漏极掺杂区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DRAM特征；合并通过蚀刻在所述孔图案的一部分之间的材料所形成的所述孔图案的所述部分，以形成所述3D DRAM结构的狭槽特征；从至少一个狭槽特征形成隔离狭槽，所述隔离狭槽具有第一介电材料的衬垫，所述衬垫通过暴露于氟化氢(HF)而是可被移除的，并且所述隔离狭槽具有填充有不受HF影响的第二介电材料的端部，所述隔离狭槽被配置为提供横向单元隔离并为所述3D DRAM结构提供结构支撑；形成所述3D DRAM结构的电容器的下部电极，所述下部电极被支撑在所述隔离狭槽的填充有所述第二介电材料的一个或多个端部处；以及移除所述隔离狭槽的所述第一介电材料的所述衬垫，以提供空间来利用高介电常数顶部电极材料进行填充，以增加3D DRAM单元电容，同时维持对所述下部电极的结构支撑。10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤：在两个隔离狭槽之间蚀刻字线孔，以形成字线结构；通过所述字线孔的顶部开口选择性蚀刻所述c
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SiGe材料，以形成延伸到所述两个隔离狭槽的横向字线特征；通过延伸所述横向字线特征直到被所述两个隔离狭槽限制，来形成所述3D DRAM结构的源极/漏极和间隔件；在所述字线孔中沉积掺杂氧化物的共形层；回蚀所述掺杂氧化物的共形层，以为所述3D DRAM结构的源极/漏极留下掺杂区域；在所述字线孔中沉积栅极氧化物层；以及沉积栅电极以填充所述字线孔。11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤：在两个字线结构之间各向异性地蚀刻狭缝以形成位线结构；从所述狭缝的顶部开口在所述狭缝中横向地选择性蚀刻c
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SiGe材料；通过从所述狭缝的所述顶部开口化学地沉积和蚀刻来形成所述位线结构；以及在所述位线结构中形成导电屏蔽层，以减少多条位线之间的噪声耦合。12.根据权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤：使用掩模和蚀刻c
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Si材料和c
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SiGe材料两者的蚀刻处理来蚀刻所述孔图案。13.根据权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤：从所述至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：