[發(fā)明專(zhuān)利]具有鐵電層的半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810536313.7
• 申請(qǐng)日: 2018-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108987400B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉香根;金重植
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 愛(ài)思開(kāi)海力士有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H10B51/00
• 分類(lèi)號(hào): H10B51/00;H10B51/30;H10B51/20
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 李少丹;許偉群

在根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，在襯底上形成包括交替層疊的層間絕緣層和層間犧牲層的層疊結(jié)構(gòu)。在襯底上形成穿過(guò)層疊結(jié)構(gòu)的溝槽。在溝槽的側(cè)壁上形成晶體狀襯墊絕緣層。在晶體狀襯墊絕緣層上形成鐵電絕緣層和溝道層。選擇性地去除層間犧牲層和晶體狀襯墊絕緣層，以形成選擇性地暴露鐵電絕緣層的凹部。用導(dǎo)電層填充凹部以形成電極層。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求在2017年5月31日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0-2017-0067730的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用整體合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)的各種實(shí)施例總體而言涉及一種半導(dǎo)體器件，更具體地，涉及具有鐵電層的半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，研發(fā)了一種通過(guò)改變薄膜的電阻來(lái)記錄信號(hào)信息的半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件中的存儲(chǔ)元件的電阻狀態(tài)對(duì)應(yīng)于外部施加的電流或電壓而可逆地變化，并且已改變的電阻狀態(tài)可以以非易失性的方式儲(chǔ)存為預(yù)定的電信號(hào)信息。非易失性儲(chǔ)存器件可以包括，例如，磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)、相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PCRAM)、電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ReRAM)、鐵電式存儲(chǔ)器等。

同時(shí)，隨著設(shè)計(jì)規(guī)則的減小和集成度的增加，已經(jīng)持續(xù)對(duì)能保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和儲(chǔ)存操作的可靠性兩者的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。最近，作為研究的結(jié)果，提出了一種三維儲(chǔ)存單元結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，公開(kāi)了一種半導(dǎo)體器件的制造方法。在半導(dǎo)體器件的制造方法中，在襯底上形成包括交替層疊的層間絕緣層和層間犧牲層的層疊結(jié)構(gòu)。在襯底上形成穿過(guò)層疊結(jié)構(gòu)的溝槽。在溝槽的側(cè)壁上形成晶體狀襯墊絕緣層。在晶體狀襯墊絕緣層上形成鐵電絕緣層和溝道層。選擇性地去除層間犧牲層和晶體狀襯墊絕緣層，以形成選擇性地暴露鐵電絕緣層的凹部。用導(dǎo)電材料填充凹部以形成電極層。

根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)方面，公開(kāi)了一種半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括在襯底上交替層疊的層間絕緣層和電極層。此外，半導(dǎo)體器件包括溝槽，該溝槽穿過(guò)襯底上的層疊結(jié)構(gòu)，并且將層間絕緣層的側(cè)表面和電極層的側(cè)表面暴露在溝槽的側(cè)壁中。此外，半導(dǎo)體器件包括鐵電絕緣層和晶體狀襯墊絕緣層，該鐵電絕緣層設(shè)置在穿過(guò)襯底上的層疊結(jié)構(gòu)的溝槽的側(cè)壁上，該晶體狀襯墊絕緣層設(shè)置在溝槽中的層間絕緣層的側(cè)壁表面與鐵電絕緣層的側(cè)壁表面之間。

附圖說(shuō)明

圖1是示意性地示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電路圖。

圖2A是示意性地示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。

圖2B是圖2A的區(qū)域M的放大視圖。

圖3是示意性地示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。

圖4至圖15是示意性地示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的截面圖。

具體實(shí)施方式

在下文中將參照附圖來(lái)描述各種實(shí)施例。在附圖中，為了圖示清楚，可以夸大層和區(qū)域的尺寸。就觀察者的視角來(lái)描述附圖。如果一個(gè)元件被稱為位于另一元件上，則可以理解為，該元件直接位于另一元件上，或者可以在該元件與另一個(gè)元件之間插入另外的元件。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件。

此外，除非在上下文中另外明確地使用，否則單詞的單數(shù)形式的表達(dá)應(yīng)該被理解為包括單詞的復(fù)數(shù)形式。可以理解，術(shù)語(yǔ)“包括”或“具有”旨在指定特征、數(shù)量、步驟、操作、元件、部分或其組合的存在，但不用于排除存在或可能添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、數(shù)量、步驟、操作、組件、部分或其組合。此外，在執(zhí)行方法或制造方法時(shí)，構(gòu)成該方法的每個(gè)工藝可以與所規(guī)定的順序不同地發(fā)生，除非在上下文中明確描述了特定順序。換言之，每個(gè)工藝可以以與所述順序相同的方式來(lái)執(zhí)行，可以基本上同時(shí)執(zhí)行，或者可以以相反的順序來(lái)執(zhí)行。