[發(fā)明專利]半導(dǎo)體元件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110234965.3
• 申請(qǐng)日: 2011-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN102931195A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍鏡丞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華邦電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/108
• 分類號(hào): H01L27/108;H01L21/8242
• 代理公司: 隆天國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 趙根喜;馮志云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件及其制造方法，且特別涉及一種垂直溝道晶體管陣列及其制造方法。

背景技術(shù)

動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dynamic?random?access?memory，DRAM)屬于一種易失性存儲(chǔ)器，其是由多個(gè)記憶胞構(gòu)成。每一個(gè)記憶胞主要是由一個(gè)晶體管與一個(gè)由晶體管所操控的電容器所構(gòu)成，且每一個(gè)記憶胞通過字元線(word?line，WL)與位元線(bit?line，BL)彼此電性連接。

為提高動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的積集度以加快元件的操作速度，以及符合消費(fèi)者對(duì)于小型化電子裝置的需求，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)中的晶體管溝道區(qū)長度會(huì)有持續(xù)縮短的趨勢。但是，如此一來會(huì)使晶體管遭受嚴(yán)重的短溝道效應(yīng)(short?channel?effect)，以及導(dǎo)通電流(on?current)下降等問題。

因此，為了克服上述問題，近年來業(yè)界提出將水平方向的晶體管結(jié)構(gòu)改為垂直方向的晶體管結(jié)構(gòu)，舉例來說，將垂直式晶體管結(jié)構(gòu)形成于基底的深溝渠中。如此一來，可以提升集成電路的操作速度與積集度，且能避免短溝道效應(yīng)等問題。然而，目前一般的垂直式晶體管在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與溝道控制上仍有很大的改良空間，為此領(lǐng)域所積極研究的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體元件及其制造方法，能夠提升導(dǎo)通電流，并進(jìn)一步改善元件效能。

本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體元件，其包括多條埋入式位元線、多條位元線接觸窗、多條介電層以及多條埋入式字元線。埋入式位元線設(shè)置于基底中，平行排列且沿著第一方向延伸。位元線接觸窗分別設(shè)置于埋入式位元線的一側(cè)的基底中，埋入式位元線分別經(jīng)由位元線接觸窗電性連接基底。介電層分別設(shè)置于埋入式位元線上。埋入式字元線設(shè)置于基底中且位于介電層上，埋入式字元線平行排列且沿著不同于第一方向的第二方向延伸，其中各埋入式字元線的下部具有多個(gè)突出部，各突出部分別位于相鄰兩介電層之間。

本發(fā)明另提出一種半導(dǎo)體元件的制造方法，其包括下列步驟。于基底中形成多個(gè)第一溝渠，第一溝渠平行排列且沿著第一方向延伸。于第一溝渠的下部形成多條埋入式位元線。于第一溝渠的側(cè)壁中形成多條位元線接觸窗，位元線接觸窗分別位于埋入式位元線的一側(cè)以電性連接基底。于基底上形成介電層，介電層覆蓋埋入式位元線并填滿第一溝渠。移除部分基底及介電層，以形成多個(gè)第二溝渠，第二溝渠平行排列且沿著不同于第一方向的第二方向延伸，其中位于第二溝渠中的基底上表面低于位于第二溝渠中的介電層上表面。于第二溝渠中形成多條埋入式字元線，各埋入式字元線的下部具有多個(gè)突出部，突出部形成于基底上。

本發(fā)明的有益效果在于，基于上述，本發(fā)明的半導(dǎo)體元件及其制造方法利用在埋入式字元線的下部形成有多個(gè)突出部而使得柵極溝道能夠更靠近或者甚至是接觸到位元線接觸窗，因此能夠改善元件導(dǎo)通電流，進(jìn)而提高元件效能。此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體元件的制造方法工藝簡單，并可以整合于現(xiàn)有的一般工藝。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1A至圖1D是依照本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體元件從不同角度的部分透視示意圖。

圖2A是沿著圖1B中A-A’線段的剖面示意圖。

圖2B是沿著圖1B中B-B’線段的剖面示意圖。

圖2C是沿著圖1B中C-C’線段的剖面示意圖。

圖2D是沿著圖1B中D-D’線段的剖面示意圖。

圖3A、圖4A、圖5A、圖6A、圖7A和圖8A所繪示為根據(jù)圖1B中沿A-A’線段的制造流程剖面示意圖。

圖3B、圖4B、圖5B、圖6B、圖7B和圖8B所繪示為根據(jù)圖1B中沿B-B’線段的制造流程剖面示意圖。

圖3C、圖4C、圖5C、圖6C、圖7C和圖8C所繪示為根據(jù)圖1B中沿C-C’線段的制造流程剖面示意圖。

圖3D、圖4D、圖5D、圖6D、圖7D和圖8D所繪示為根據(jù)圖1B中沿D-D’線段的制造流程剖面示意圖。

圖9A及圖9B繪示在形成第二溝渠后不同角度的部分透視示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

100、300：基底

100a、300a：半導(dǎo)體柱

102、306：埋入式位元線

102a、108a、306a、320a：導(dǎo)體層

102b、108b、306b、320b：阻障層

104、308：位元線接觸窗

104a、308a：金屬硅化物層