存储器元件中的存储点接触结构与其制作方法技术

本发明专利技术公开一种存储器元件中的存储点接触结构与其制作方法。该存储器元件中的存储点接触(storage node contact)结构包含一基底，该基底上有一介电层，该介电层中包含有一凹槽，一第一钨金属层，位于该凹槽中，并且填满该凹槽，一粘着层，位于该第一钨金属层上，以及一第二钨金属层，位于该粘着层上，其中该第二钨金属层由一物理气相沉积(Physical vapor deposition，PVD)的方式形成。

Storage point contact structure in memory element and its making method

The invention discloses a storage point contact structure in a memory element and a manufacturing method thereof. The storage node contact structure in the memory element comprises a substrate on which a dielectric layer contains a groove, a first tungsten metal layer, which is located in the groove, and filled with the groove, an adhesive layer, which is located on the first tungsten metal layer, and a second tungsten metal layer. The second tungsten metal layer is formed by physical vapor deposition (PVD).

【技术实现步骤摘要】
存储器元件中的存储点接触结构与其制作方法
本专利技术涉及一种半导体结构及其制作方法，尤其是涉及一种存储器元件中的存储点接触(storagenodecontact)结构及其制作方法。
技术介绍
动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，以下简称为DRAM)是一种主要的挥发性(volatile)存储器，且是很多电子产品中不可或缺的关键元件。DRAM由数目庞大的存储单元(memorycell)聚集形成一阵列区，用来存储数据，而每一存储单元则由一金属氧化半导体(metaloxidesemiconductor，以下简称为MOS)晶体管与一电容(capacitor)串联组成。电容通过存储电极(storagenode)与形成于电极接触洞(nodecontact)中的导电结构电连接，并与MOS晶体管的漏极形成一位存取的通路，用于达到存储或输出数据的目的。上述连接存储电极与电容之间的通路，也就是存储点接触(storagenodecontact)，其制作品质将会影响到整个存储器元件的运作速度与表现。综上所述，本专利技术将原先由一体成形结构所形成的存储点接触结构导电层(例如钨)，分成上下两层，并且分别以不同的制作工艺形成。尤其是上层导电层用物理气相沉积的方式形成，具有表面平整与更佳的导电率的优点，进而可以增加整体存储元件的品质。
技术实现思路
本专利技术提供一种存储器元件中的存储点接触(storagenodecontact)结构，包含一基底，该基底上有一介电层，该介电层中包含有一凹槽，一第一钨金属层，位于该凹槽中，并且填满该凹槽，以及一第二钨金属层，位于该粘着层上，其中该第二钨金属层由一物理气相沉积(Physicalvapordeposition，PVD)的方式形成。本专利技术另提供一种存储器元件中的存储点接触(storagenodecontact)结构的形成方法，包含：提供一基底，该基底上形成有一介电层，该介电层中包含有一凹槽，接着形成一第一钨金属层于该凹槽中，并且填满该凹槽，然后进行一平坦化步骤，移除部分该第一钨金属层，并且形成一粘着层于该第一钨金属层上，以及通过一物理气相沉积(Physicalvapordeposition，PVD)的方式形成一第二钨金属层于该粘着层上。本专利技术还提供一种存储器元件中的存储点接触(storagenodecontact)结构的形成方法，包含：提供一基底，该基底上形成有一介电层，该介电层中包含有一凹槽，接着形成一第一钨金属层于该凹槽中，并且填满该凹槽，然后进行一平坦化步骤，移除部分该第一钨金属层，并形成一粘着层于该第一钨金属层上，之后通过一物理气相沉积(Physicalvapordeposition，PVD)的方式形成一第二钨金属层于该粘着层上，以及对该第一钨金属层、该粘着层以及该第二钨金属层进行一退火步骤。附图说明图1至图7为本专利技术存储器元件中的接触点结构的流程示意图；图8为本专利技术另一实施例中制作存储器元件中的接触点结构的示意图；图9为本专利技术另一实施例中制作存储器元件中的接触点结构的示意图。主要元件符号说明10基底12位线12A硅化钛层12B硅化钨层12C导电层12D掩模层13介电层14外延层15间隙壁16金属硅化物层18凹槽20衬垫层22晶种层24介电层24’间隙壁26导电层26’导电层26a表面26b表面28导电层29粘着层30氧化层P1平坦化步骤P2退火步骤具体实施方式为使熟悉本专利技术所属
的一般技术者能更进一步了解本专利技术，下文特列举本专利技术的优选实施例，并配合所附的附图，详细说明本专利技术的构成内容及所欲达成的功效。为了方便说明，本专利技术的各附图仅为示意以更容易了解本专利技术，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。在文中所描述对于图形中相对元件的上下关系，在本领域的人都应能理解其是指物件的相对位置而言，因此都可以翻转而呈现相同的构件，此都应同属本说明书所公开的范围，在此容先叙明。请参考图1至图7，其绘示制作本专利技术存储器元件中的接触点结构的流程示意图。首先，如图1所示，提供一基底10，基底10中设置有多条主动区域(图未示)与环绕该些主动区域的浅沟隔离(图未示)，基底10上或基底10中有多条字符线以及多条位线，其中字符线较佳为埋入式字符线(buriedwordline，图未示)位于基底10内部且穿过该些主动区域与浅沟隔离，而位线12则位于基底10上方并电连接任两字符线间的主动区域。各个位线12可能包含有多层结构，以本实施例来说，其可能包含有硅化钛层12A、硅化钨层12B、导电层(钨)12C以及掩模层(材质包含绝缘材料)12D等，一介电层13完整覆盖各个位线12。在两位线12之间具有一凹槽18，凹槽18作为后续形成存储点接触(storagenodecontact)的位置，其将会连接相对应的主动区域的源/漏极以及后续形成的电容结构。凹槽18的底部包含有外延层14(本实施例中，例如为硅磷SiP)，外延层14与源/漏极相连接。在外延层14上更包含有金属硅化物层16(材料例如为CoSi)。此外在定义出凹槽18的位线12的内侧壁上可能包含有间隙壁15，其材质例如为氮化硅或氧化硅等单层或复合层的绝缘材料，但不限于此。接下来，如图2所示，依序形成一衬垫层20、一晶种层22以及一介电层24于凹槽18内。其中衬垫层20例如为一钛/氮化钛的复合层，本实施例中，以物理气相沉积(PVD)的方式形成钛层，厚度大约为20埃，再以原子层沉积(ALD)的方式形成氮化钛层，厚度大约为30埃。接下来形成钨的晶种层22，以利后续导电层(钨)的生长，其厚度大约为20埃，以及以原子层沉积的方式形成介电层24，材质例如为氮化硅，厚度大约为30埃。上述提及各层的材料与厚度为本专利技术其中一实施例的参数，但本专利技术各元件的材料与厚度不限于上述所述，而可以依照实际需求而调整。此外，本专利技术亦可利用衬垫层20中复合层结构的钛层来直接反应成金属硅化物层16，而省略前述在形成衬垫层20之前额外制备金属硅化物层16的步骤。如图3所示，进行一回蚀刻步骤，移除部分的介电层24，尤其是移除位于晶种层22顶面的介电层24，而仅剩余位于凹槽18侧壁上的介电层(剩余的介电层定义为间隙壁24’)。接下来如图4所示，形成一导电层26于凹槽18内并且填满凹槽18，此外导电层26也同时会覆盖于各位线12上方。本实施例中，导电层26材质为钨，但本专利技术中也可采用其他合适的导电材质取代钨，并调整适当的晶种层22材质。此处值得注意的是，由于凹槽18内部的侧壁被间隙壁24’所覆盖，连带位于侧壁的晶种层22也被覆盖住，仅有位于凹槽18底部的晶种层22被曝露，因此在形成导电层26的过程中，导电层26垂直生长的速度将会远大于横向生长的速度(因为位于垂直侧壁的晶种层22被覆盖)，如此一来将可有效减少突悬(overhang)现象，以降低导电层26完成后，在凹槽内部留下空洞(void)的机率。另外值得注意的是，在图4的步骤中，导电层26是用化学气相沉积(CVD)的方式形成，然而申请人发现完成后的导电层26具有一粗糙表面26a，此粗糙表面将不利于后续存储点接触结构的形成。因此接下来如图5所示，进行一平坦化步骤P1，移除部分的导电层26以及晶种层22，并且曝露出位于各位线12上方的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器元件中的存储点接触(storage node contact)结构，包含：基底，该基底上有介电层，该介电层中包含有凹槽；第一钨金属层，位于该凹槽中，并且填满该凹槽；以及第二钨金属层，位于该粘着层上，其中该第二钨金属层由一物理气相沉积(Physical vapor deposition，PVD)的方式形成。

【技术特征摘要】
1.一种存储器元件中的存储点接触(storagenodecontact)结构，包含：基底，该基底上有介电层，该介电层中包含有凹槽；第一钨金属层，位于该凹槽中，并且填满该凹槽；以及第二钨金属层，位于该粘着层上，其中该第二钨金属层由一物理气相沉积(Physicalvapordeposition，PVD)的方式形成。2.如权利要求1所述的存储点接触结构，还包含粘着层，位于该第一钨金属层上。3.如权利要求2所述的存储点接触结构，其中该粘着层覆盖该第一钨金属层的顶面以及该介电层的顶面。4.如权利要求3所述的存储点接触结构，其中该第一钨金属层的该顶面与该介电层的该顶面齐平。5.如权利要求2所述的存储点接触结构，其中该粘着层的材料包含有钛或是钽。6.如权利要求1所述的存储点接触结构，其中还包含两位线栅极，分别位于该凹槽的两侧的该介电层中。7.如权利要求1所述的存储点接触结构，其中还包含有两间隙壁，分别位于该凹槽内的两侧壁上。8.如权利要求1所述的存储点接触结构，其中该第一钨金属层由一化学气相沉积的方式形成。9.一种存储器元件中的存储点接触(storagenodecontact)结构的形成方法，包含：提供一基底，该基底上形成有一介电层，该介电层中包含有一凹槽；形成一第一钨金属层于该凹槽中，并且填满该凹槽；进行一平坦化步骤，移除部分该第一钨金属层；形成一粘着层于该第一钨金属层上；以及通过一物理气相沉积(Phy...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈品宏，郑存闵，蔡志杰，陈姿洁，张凯钧，吴佳臻，黄怡安，陈意维，黄信富，许启茂，冯立伟，王嫈乔，冯仲彦，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，福建省晋华集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71