[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201410217159.9
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN104183551B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 鄭盛允;裵珍惠;權亨峻;樸鐘撤;李源俊
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L21/8239
• 分類號: H01L21/8239;H01L27/105
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 翟然

一種制造半導體器件的方法可以包括在襯底上形成材料層；執行選擇性氧化工藝，以在材料層的第一表面上形成覆蓋氧化物層，其中材料層的第二表面沒有被氧化；以及經由第二表面蝕刻材料層以形成材料圖案。覆蓋氧化物層的蝕刻速率小于材料層的蝕刻速率。一種半導體器件可以包括在襯底上的下電極；數據存儲部件，在下電極的上表面上；上電極，在數據存儲部件上；以及覆蓋氧化物層，布置在上電極的上表面的至少一部分上。覆蓋氧化物層可以包括通過上電極的上表面的氧化而形成的氧化物。

技術領域

本發明構思涉及半導體器件及其制造方法。

背景技術

半導體器件因其小尺寸、多功能性能和/或低制造成本而被廣泛地用于電子產業中。半導體器件可以包括各種器件，諸如存儲邏輯數據的半導體存儲器件、處理邏輯數據的邏輯器件以及提供半導體存儲器件和邏輯器件二者的功能的片上系統(SoC)。這些半導體器件可以設置為在電子產品中執行不同的功能。隨著電子產業的發展，半導體器件已經變得越來越集成化。隨著集成密度增加，半導體器件的可靠性會降低。

發明內容

本發明構思的實施方式可以提供制造半導體器件的方法，其能夠改善半導體器件的可靠性，而無關于集成密度的提高。

本發明構思的實施方式還可以提供具有良好的可靠性的半導體器件。

在一個方面中，一種制造半導體器件的方法可以包括：在襯底上形成材料層；執行選擇性氧化工藝，以在材料層的第一表面上形成覆蓋氧化物層，其中材料層的第二表面沒有被氧化。然后，可以經由材料層的第二表面蝕刻材料層以形成材料圖案。在材料層被蝕刻時，覆蓋氧化物層的蝕刻速率可以小于材料層的蝕刻速率。

在一些實施方式中，該方法可以還包括：在形成材料層之前，在襯底上形成下圖案。在此情況下，材料層可以形成為覆蓋下圖案的側壁和上表面。材料層的第一表面可以覆蓋下圖案的上表面。材料層的第二表面可以覆蓋下圖案的側壁。材料圖案可以形成在下圖案的上表面上。

在一些實施方式中，在下圖案的上表面上的材料層可以比在下圖案的側壁上的材料層厚。

在一些實施方式中，選擇性氧化工藝可以是具有特定氧化方向的各向異性氧化工藝。在此情況下，在選擇性氧化工藝期間，材料層的第一表面可以在特定氧化方向上暴露，材料層的第二方向可以不在特定氧化方向上暴露。

在一些實施方式中，材料層可以通過各向同性蝕刻工藝而被蝕刻。各向同性蝕刻工藝可以是濕法蝕刻工藝。

在另一方面中，一種制造半導體器件的方法可以包括：在襯底上形成下電極；以及形成導電層，該導電層覆蓋下電極的上表面和側壁。然后，可以執行選擇性氧化工藝，以在導電層的第一表面上形成覆蓋氧化物層，其中導電層的第二表面沒有被氧化，以及其中導電層的第一表面和第二表面分別覆蓋下電極的上表面和側壁的至少一部分。然后，可以經由導電層的第二表面蝕刻導電層，以在下電極的上表面上形成上電極。在導電層被蝕刻時，覆蓋氧化物層的蝕刻速率可以小于導電層的蝕刻速率。

在一些實施方式中，選擇性氧化工藝可以是具有基本上垂直于襯底的上表面的氧化方向的各向異性氧化工藝。

在一些實施方式中，各向異性氧化工藝可以包括各向異性等離子體氧化工藝和各向異性熱氧化工藝中的至少之一。

在一些實施方式中，導電層可以通過各向同性蝕刻工藝而被蝕刻。各向同性蝕刻工藝可以再次是濕法蝕刻工藝。

在一些實施方式中，該方法可以還包括：在形成導電層之前，形成覆蓋下電極的上表面和側壁的數據存儲層。數據存儲層可以例如是磁存儲元件或者其他數據存儲結構。導電層可以形成在數據存儲層上。

在一些實施方式中，該方法可以還包括：在形成數據存儲層之前，形成圍繞下電極的側壁的保護絕緣間隔物。