[發明專利]包括具有多種金屬材料的字線的設備和系統以及相關方法

在審

• 申請號: 202011162481.8
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112750482A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 信藤秀和
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: G11C11/4063
• 分類號: G11C11/4063;G11C11/408;G11C11/4094;G11C16/04
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王龍

本申請案涉及包括具有多種金屬材料的字線的設備和系統以及相關方法。一種設備包括一材料中的字線，所述字線包括第一金屬部分、與所述第一金屬部分豎直相鄰的第二金屬部分，以及與所述第二金屬部分豎直相鄰的第三金屬部分。介電材料處于所述字線和所述材料之間。公開額外設備，以及相關的形成設備的方法和電子系統。

優先權主張

本申請案主張2019年10月29日申請的標題為“包括具有多種金屬材料的字線的設備以及相關方法和電子系統(Apparatus Comprising Wordlines Comprising MultipleMetal Materials,and Related Methods and Electronic Systems)”的美國專利申請案第16/667,654號的申請日的權益。

技術領域

本文中所公開的實施例涉及設備和設備制作。更具體地說，本公開的實施例涉及設備的多個金屬材料字線以及相關方法和電子系統。

背景技術

電子裝置(例如，設備、半導體裝置、存儲器裝置)設計者通常希望通過減小個別特征的尺寸并且通過減小相鄰特征之間的分隔距離來增加電子裝置內的特征(例如，組件)的集成度或密度。電子裝置設計者還希望設計不僅緊湊而且提供性能優勢以及簡化設計的架構。減小特征的尺寸和間距增加對用于形成電子裝置的方法的需求。相對常見的電子裝置是存儲器裝置。存儲器裝置可包含具有布置成網格圖案的數個存儲器單元的存儲器陣列。一種類型的存儲器單元是動態隨機存取存儲器(DRAM)裝置，其為除非通過外部電源周期性地刷新DRAM裝置否則可隨時間丟失所存儲的狀態的易失性存儲器裝置。在最簡單的設計配置中，DRAM單元包含一個存取裝置(例如，晶體管)和一個存儲裝置(例如，電容器)。存儲器裝置的現代應用可利用大量的布置成行和列陣列的DRAM單位單元。可通過沿著陣列的行和列布置的數字線(例如，位線)和存取線(例如，字線)來電存取DRAM單元。

在常規字線結構中，字線包含單一材料(即，氮化鈦(TiN))或混合式氮化鈦和鎢(TiN/W)字線。在混合式字線中氮化鈦形成于溝槽的側壁上且鎢核心形成于溝槽中和對置側壁上的氮化鈦之間。然而，氮化鈦字線具有相對高電阻率，并且因此，作為字線材料并非有效的。在TiN/W混合式字線中，氮化鈦作為用于鎢核心的阻障和粘合材料是必需的。由于鎢與氮化鈦相比具有較低電阻率，因此TiN/W混合式字線與氮化鈦字線相比具有較低字線電阻。然而，難以在介電材料的側壁上形成薄層氮化鈦。另外，隨著TiN/W混合式字線中的鎢的量相對于氮化鈦的量減小，TiN/W混合式字線的電阻率增加。成核鎢與松散鎢的相對量還影響TiN/W混合式字線的電阻率，其中成核鎢展示與松散鎢相比較高電阻率。字線結構還往往會發生彎曲。

隨著尺寸和間距減小，其中形成字線的溝槽變得越來越小(例如，變窄)。然而，難以在較小溝槽中形成氮化鈦字線或TiN/W混合式字線，且包含較薄鎢材料的字線與包含較厚鎢材料的字線相比具體較高字線電阻。此外，由于TiN/W混合式字線占用溝槽的較大體積，因此字線電阻增加。TiN/W混合式字線的鎢通過ALD過程使用氟基鎢前體(例如WF₆)和氫氣形成。然而，使用WF₆作為鎢前體會產生HF，蝕刻鎢并且產生不佳構型。

發明內容

公開一種包括一材料中的字線的設備。所述字線包括第一金屬部分、與所述第一金屬部分豎直相鄰的第二金屬部分，以及與所述第二金屬部分豎直相鄰的第三金屬部分。介電材料處于所述字線和所述材料之間。

公開一種包括存儲器陣列的設備，所述存儲器陣列包括字線、位線和存儲器單元。每一存儲器單元耦合到所述字線中的一個相關聯字線和所述位線中的一個相關聯位線。所述字線中的每一個位于一材料中并且包括第一氮化鈦部分、金屬部分，以及彼此上下豎直堆疊的第二氮化鈦部分。介電材料與所述字線和所述材料直接接觸。