半导体凹陷的形成方法技术

本申请涉及一种半导体凹陷的形成方法。描述了与在半导体结构中形成凹陷有关的方法、设备和系统。示例性方法包含使用高温酸和水稀释来蚀刻半导体结构。所述方法还包含使用室温酸和水以及表面改性化学品湿法蚀刻来蚀刻半导体结构。

【技术实现步骤摘要】
半导体凹陷的形成方法
本公开一般涉及半导体装置和方法，更具体地涉及半导体凹陷的形成。
技术介绍
通常将存储器装置提供作为计算机或其他电子装置中的内部半导体集成电路。存在多种不同类型的存储器，包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、铁电随机存取存储器(FeRAM)、磁随机存取存储器(MRAM)、电阻式随机存取存储器(ReRAM)和快闪存储器等等。一些类型的存储器装置可以是非易失性存储器(例如，ReRAM)并且可以用于需要高存储器密度、高可靠性和低功耗的广泛的电子应用。易失性存储器单元(例如，DRAM单元)需要电力来保持其存储的数据状态(例如，经由刷新处理)，这与在没有电力的情况下保持其存储状态的非易失性存储器单元(例如，快闪存储器单元)相反。然而，各种易失性存储器单元(例如，DRAM单元)可以比各种非易失性存储器单元(例如，快闪存储器单元)更快地操作(例如，编程、读取、擦除等)。
技术实现思路
本公开提供一种方法，包含使用高温酸和水稀释蚀刻半导体结构，以及使用室温酸和水以及表面改性化学品湿法蚀刻来蚀刻半导体结构。本公开提供一种方法，包含使用高温酸和水稀释来图案化半导体结构以去除电容器结构上的氮化物凸起，使用室温酸和水以及表面改性化学品稀释来图案化半导体结构，以及用还原剥离来图案化半导体结构以降低半导体结构电阻并去除表面改性化学品。本公开提供一种方法，包含使用约2000份去离子水比约1份氢氟酸的高温稀释来蚀刻半导体结构，使用约300份去离子水比约1份氢氟酸和表面改性化学品的室温湿法蚀刻来蚀刻半导体结构，以及执行还原剥离以减小半导体结构电阻。附图说明图1A-D示出了根据本公开的多个示例的用于形成半导体凹陷的半导体制造序列的不同示例中的存储器装置的一部分的横截面图。图2-4示出了根据本公开的多个示例的用于形成半导体凹陷的示例性方法的流程图。图5是示出本公开的多个实施例的用于实施示例性半导体制造工艺的系统的功能框图图6示出了包含至少一个存储器阵列的计算系统的功能框图，所述存储器阵列具有根据本公开的一或多个示例形成的结构。图7示出了根据本公开的多个实施例的存储器装置的示例性半导体结构的一部分的横截面图。具体实施方式存储器装置上的各种类型的半导体结构(例如，包含易失性或非易失性存储器单元的半导体结构)可以包含可以形成于半导体材料中的直线形沟槽和/或圆形、正方形、椭圆形等形状的腔室，以在所述半导体材料上产生用于后续半导体处理步骤的开口。可以使用化学蒸汽沉积(CVD)、等离子体沉积等沉积各种材料，并使用光刻技术图案化，使用蒸汽、湿法蚀刻工艺和/或干法蚀刻工艺掺杂和蚀刻以在衬底上形成半导体结构。此类开口可以含有或与有助于存储器装置上的数据存取、存储和/或处理或各种支撑结构的各种材料相关联。例如，可以将电容器材料沉积到这些开口中以存储和存取数据。为了增加存储器装置的单元的电容，可以通过使用各种光刻和干法蚀刻技术增加开口内的电容器材料列的高度来增加形成为列的电容器材料的表面积。还可以通过减小开口内的电容器材料列的宽度来增加电容器材料的表面积。然而，由于可能的间隙余量和较小的间距，增加电容器列的高度可以增加电容器支柱上的凸起或较宽突出特征部的风险，所述凸起或较宽突出特征部可以掩蔽电容器支柱内的其他材料且可以减少可以用于电容器材料的开口。为了缓解这个问题，下面进一步描述使用湿法蚀刻来蚀刻凸起的方法。例如，在电容器支柱的硅层处可能产生凸起。包含酸和水的稀释的湿法蚀刻可以用于选择性地蚀刻硅电介质凸起，而不影响电容器支柱内的其他材料。电容器支柱可以包含硅、金属、氮化物和/或氧化物材料层。稀释可以是水和酸的高温组合。蚀刻可以导致更笔直的电容器支柱和在开口内增加的空间以沉积电容器材料。本公开包含与形成半导体凹陷相关的方法、设备和系统。本文所述方法的示例包含使用高温酸和水稀释来蚀刻半导体结构。所述示例性方法还包含使用要用到酸和水以及基于硅烷的表面改性化学品的室温工艺来蚀刻半导体结构，以选择性地蚀刻硅电介质凸起，而不影响电容器支柱内的其他材料。在本公开的以下详细描述中，参考形成本公开的一部分的附图，并且在附图中以说明的方式展示了如何实践本公开的一或多个示例。充分详细地描述这些示例，以便所属领域的技术人员能够实践本公开的示例，且应了解，可以利用其他示例且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行过程、电气和/或结构改变。如在本文所使用的，“多个”某物可以指一或多个这样的事物。例如，多个电容器可以指至少一个电容器。本文的附图遵循编号惯例，其中第一个数字或多个数字对应于附图的附图编号，而其余数字标识附图中的元件或部件。可以通过使用类似的数字来标识不同附图之间的类似元件或部件。例如，附图标记118可以参考图1B中的元件“18”，并且类似或相同的元件可以参考图1C中的118。在一些情况下，可以用相同的元件编号(例如，101-1、101-2)按顺序引用相同附图或不同附图中的多个类似但在功能上和/或结构上可以区分的元件或部件。图1A示出了根据本公开的多个示例的用于形成半导体凹陷的半导体制造序列的另一示例中的示例性存储器装置的一部分的横截面图100-1。示例性存储器装置100-1可以包含多个电容器支柱101-1、101-2(下文统称为电容器支柱101)，它们中的每一者可以由第一硅基材料118(展示为已形成于下伏衬底材料120中)、金属材料116和/或第二硅基材料114组成。衬底材料120可以由可以在其上制造存储器装置材料的各种未掺杂或掺杂介电材料形成。除了其他可能性之外，衬底材料120的示例可以包含硅基氧化物。在多个示例中，第一硅基材料118可以是氧化硅(SiO2)材料。在一些示例中，除了其他可能性之外，第一硅基材料118可以由多晶硅(polysilicon)形成。第一硅基材料118也可以由半导体材料形成。可以最初通过穿过光刻图案进行干法蚀刻在下伏衬底材料120内形成(例如，沉积)第一硅基材料118。例如，可以从下伏衬底材料120的底部形成到下伏衬底材料120上方50-60nm的高度的第一硅基材料118。在一些示例中，第一硅基材料118可以是与衬底材料120不同的硅基材料。在其他示例中，第一硅基材料118可以是硅基材料层的组合(作为示例，两层硅基材料、三层硅基材料等)。如图所示，金属材料116可以形成(例如，沉积)在第一硅基材料118的与下伏衬底材料120相对的表面上。例如，可以在第一硅基材料118的顶部上形成到下伏衬底材料120上方大约24-30nm的特定高度的金属材料116，或者穿过光刻图案进行干法蚀刻以在材料118的顶部上形成金属材料116。在一个示例中，金属材料116可以由钨(W)形成。在另一示例中，除了其他可能性之外，金属材料116可以由其他过渡金属，诸如铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、钛(Ti)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n使用高温酸和水稀释来蚀刻半导体结构(224)；以及/n使用室温酸和水以及表面改性化学品湿法蚀刻来蚀刻所述半导体结构(226)。/n

【技术特征摘要】
20190329 US 16/369,7971.一种方法，包括：
使用高温酸和水稀释来蚀刻半导体结构(224)；以及
使用室温酸和水以及表面改性化学品湿法蚀刻来蚀刻所述半导体结构(226)。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述高温酸和水稀释中使用氢氟酸来蚀刻所述半导体结构(328)。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述高温酸和水稀释中使用约2000份水比约1份酸的比率来蚀刻所述半导体结构(434)。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述室温酸和水湿法蚀刻中使用约300份水比约1份酸的比率来蚀刻所述半导体结构(436)。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述高温稀释和所述室温酸和水中使用去离子水(434)。


6.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述室温酸和水以及表面改性化学品湿法蚀刻会使所述半导体结构的表面疏水(436)。


7.一种方法，包括：
使用高温酸和水稀释来图案化半导体结构以去除电容器结构(101)上的氮化物凸起(115)(328)；
使用室温酸和水以及表面改性化学品稀释来图案化所述半导体结构(330)；以及
用还原剥离来图案化所述半导体结构以降低半导体结构电阻并去除所述表面改性化学品(332)。


8.根据权利要求7所述的方法，还包括使所述高温稀释的温度在60摄氏度至75摄氏度的范围内(328)。


9.根据权利要求7所述的方法，还包括使所述室温的温度在20摄氏度至25摄氏度的范围内(330)。


10.根据权利要求7所述的方法，还包括使用所述高温稀释和室温蚀刻作...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·伊莫尼吉，A·J·J·贾巴阿杰，B·J·克利，S·萨帕，A·潘戴，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US