[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的制造方法和半導(dǎo)體器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410333665.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN104465521B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周仲?gòu)?/a>;林伯耕;蔡嘉雄;陳曉萌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8242
• 分類號(hào): H01L21/8242;H01L27/108
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造方法和半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的存儲(chǔ)單元是由金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管和電容器構(gòu)成。電容器通常設(shè)計(jì)為堆疊在襯底上的堆疊式電容器或掩埋在襯底內(nèi)的深溝槽電容器。

普通深溝槽電容器是一種通過在器件的半導(dǎo)體襯底內(nèi)蝕刻溝槽形成的小型三維器件。在溝槽蝕刻之后，可以在溝槽周圍和下方的較低部分中形成摻雜區(qū)域，以用作溝槽電容器的掩埋板狀電極。可以在溝槽中的掩埋板狀電極上方形成介電層。介電層用作溝槽電容器的電極之間的絕緣層。例如，用導(dǎo)電多晶硅(poly-Si)填充該溝槽，以用作溝槽電容器的上電極。

為了增大溝槽電容器的電容，提供了一種雙深溝槽電容器。雙深溝槽電容器具有由下導(dǎo)電層、上導(dǎo)電層和兩個(gè)介電層構(gòu)成的四層，其中，兩個(gè)介電層分別設(shè)置在下導(dǎo)電層下面和下導(dǎo)電層與上導(dǎo)電層之間。在形成四層后，形成覆蓋雙深溝槽電容器的層間介電(ILD)層。然而，由在溝槽中和半導(dǎo)體襯底的頂部上形成的四層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致ILD層不均勻表面。因此，已經(jīng)利用諸如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的半導(dǎo)體平面化技術(shù)以使ILD層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化平滑。然而，ILD層具有可能在拋光工藝過程中被拋光掉的相對(duì)較低的厚度，并且使得設(shè)置在ILD層上的上導(dǎo)電層和任何電子部件之間發(fā)生短路。因此，繼續(xù)尋求雙溝槽電容器的結(jié)構(gòu)和形成方法中的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：在襯底內(nèi)引入摻雜劑以形成摻雜區(qū)；形成從所述摻雜區(qū)的上表面延伸至所述摻雜區(qū)內(nèi)的溝槽；在所述溝槽的內(nèi)表面和所述摻雜區(qū)的所述上表面上形成第一介電層；去除所述第一介電層的一部分以形成暴露所述摻雜區(qū)的所述上表面的一部分的開口；在所述第一介電層上和所述開口中形成第一導(dǎo)電層；在所述第一導(dǎo)電層上形成第二介電層；在所述第二介電層上形成第二導(dǎo)電層；圖案化所述第二導(dǎo)電層和位于所述第二導(dǎo)電層下面的所述第二介電層以限定頂電極并暴露所述第一導(dǎo)電層的一部分；圖案化所述第一導(dǎo)電層的所述部分以限定位于所述頂電極下面的底電極和位于所述開口上方的接觸焊盤，其中，所述摻雜區(qū)、所述第一介電層、所述底電極、所述第二介電層和所述頂電極組成溝槽電容器；形成覆蓋所述溝槽電容器和所述接觸焊盤的層間介電(ILD)層；以及在所述ILD層中形成分別接觸所述接觸焊盤、所述底電極和所述頂電極的多個(gè)接觸元件。

在上述制造半導(dǎo)體器件的方法中，還包括：在形成覆蓋所述溝槽電容器和所述接觸焊盤的所述ILD層之后，拋光所述ILD層。

在上述制造半導(dǎo)體器件的方法中，還包括：在形成覆蓋所述溝槽電容器和所述接觸焊盤的所述ILD層之后，圖案化所述ILD層以形成分別暴露所述接觸焊盤的一部分、所述底電極的一部分和所述頂電極的一部分的多個(gè)接觸窗口。

在上述制造半導(dǎo)體器件的方法中，還包括：在形成覆蓋所述溝槽電容器和所述接觸焊盤的所述ILD層之后，圖案化所述ILD層以形成分別暴露所述接觸焊盤的一部分、所述底電極的一部分和所述頂電極的一部分的多個(gè)接觸窗口，其中，所述ILD層具有大于每個(gè)所述接觸窗口的深度的最大厚度。

在上述制造半導(dǎo)體器件的方法中，其中，所述ILD層具有大于每個(gè)所述接觸元件的長(zhǎng)度的最大厚度。

在上述制造半導(dǎo)體器件的方法中，其中，圖案化所述第一導(dǎo)電層的所述部分還包括：圖案化位于所述第一導(dǎo)電層的所述部分下面的所述第一介電層。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；溝槽電容器，位于所述襯底中，其中，所述溝槽電容器包括：摻雜區(qū)，位于所述襯底中，其中，所述摻雜區(qū)具有從所述摻雜區(qū)的上表面延伸至所述摻雜區(qū)內(nèi)的溝槽；第一介電層，位于所述溝槽的內(nèi)表面上；底電極，位于所述第一介電層上；第二介電層，位于所述底電極上；和頂電極，位于所述第二介電層上；接觸焊盤，位于所述摻雜區(qū)的上表面的一部分上并且接觸所述摻雜區(qū)的上表面的一部分；ILD層，覆蓋所述溝槽電容器和所述接觸焊盤；以及多個(gè)接觸元件，位于所述ILD層中并且分別接觸所述接觸焊盤、所述底電極和所述頂電極。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述接觸焊盤和所述溝槽電容器的所述底電極由相同的導(dǎo)電材料制成。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述接觸焊盤和所述溝槽電容器的所述底電極由相同的導(dǎo)電層制成。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述接觸焊盤與所述底電極具有基本上相同的高度。