半导体器件的形成方法及半导体器件技术

本申请实施例提供一种半导体器件的形成方法及半导体器件；其中，方法包括：提供基底和覆盖基底的叠层结构；其中，叠层结构包括交替堆叠的介电层和牺牲层；在叠层结构中形成沿第一方向延伸，且沿第二方向排布的多个隔离层；其中，第一方向垂直于基底表面，第二方向垂直于第一方向；在每相邻的两个隔离层之间形成一个位线，并去除牺牲层；在去除牺牲层后形成的介电结构的空位上，沿第三方向形成电容器通孔；其中，第三方向与第一方向和第二方向两两垂直；基于位线，在电容器通孔中依次形成晶体管和电容器，电容器平行于基底表面；在每相邻的两个晶体管之间，形成一个沿第二方向延伸的字线，以形成半导体器件。以形成半导体器件。以形成半导体器件。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的形成方法及半导体器件


[0001]本申请实施例涉及半导体
，涉及但不限于一种半导体器件的形成方法及半导体器件。

技术介绍

[0002]随着半导体行业的发展，动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）器件的关键尺寸不断减小。
[0003]但随着半导体制程工艺中刻蚀分辨率的限制，相关技术在形成半导体器件时，器件的关键尺寸无法无限的进行缩小。因此，如何实现半导体器件的堆叠是半导体领域急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供一种半导体器件的形成方法及半导体器件。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种半导体器件的形成方法，所述方法包括：提供基底和覆盖所述基底的叠层结构；其中，所述叠层结构包括交替堆叠的介电层和牺牲层；在所述叠层结构中形成沿第一方向延伸，且沿第二方向排布的多个隔离层；其中，所述第一方向垂直于所述基底表面，所述第二方向垂直于所述第一方向；在每相邻的两个所述隔离层之间形成一个位线，并去除所述牺牲层；在去除所述牺牲层后形成的介电结构的空位上，沿第三方向形成电容器通孔；其中，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向两两垂直；基于所述位线，在所述电容器通孔中依次形成晶体管和电容器，所述电容器平行于所述基底表面；在每相邻的两个所述晶体管之间，形成一个沿所述第二方向延伸的字线，以形成所述半导体器件。
[0006]在一些实施例中，在所述叠层结构中形成沿第一方向延伸，且沿第二方向排布的多个隔离层，包括：沿所述第一方向刻蚀所述叠层结构，形成沿所述第二方向等间距排布的多个隔离沟槽；在所述隔离沟槽中填充隔离材料，形成沿所述第二方向等间距排布的多个所述隔离层。
[0007]在一些实施例中，在去除所述牺牲层之后，形成所述介电结构；其中，所述介电结构在第三方向的投影形状为网格状，所述介电结构中的所述空位构成了所述晶体管和所述电容器的生长区域。
[0008]在一些实施例中，在每相邻的两个所述隔离层之间形成一个位线，包括：在每相邻的两个所述隔离层之间形成一个位线通孔；其中，所述位线通孔的直径
大于或等于相邻的两个所述隔离层之间的间距；在每一位线通孔中形成位线；其中，在所述第一方向上，所述位线的顶表面与所述叠层结构的顶表面平齐。
[0009]在一些实施例中，在每相邻的两个所述隔离层之间形成一个位线通孔，包括：在每相邻的两个所述隔离层之间，沿所述第一方向刻蚀所述叠层结构，直至暴露出所述基底为止，以对应形成一个所述位线通孔。
[0010]在一些实施例中，基于所述位线，在所述电容器通孔中依次形成晶体管和电容器，包括：在所述第三方向上，基于所述位线，通过外延生长工艺，在所述电容器通孔中形成晶体管，所述晶体管的源极与所述位线连接；在所述电容器通孔的内壁和所述晶体管在所述第三方向上的表面上形成第一电极层；依次形成覆盖所述第一电极层的介质层和覆盖所述介质层的第二电极层，以形成所述电容器。
[0011]在一些实施例中，在每相邻的两个所述晶体管之间，形成一个沿所述第二方向延伸的字线，包括：在每一所述介电层中对应于相邻两个所述晶体管之间的位置，形成沿所述第二方向延伸的字线通孔；在所述第一方向上，形成覆盖每一所述字线通孔下表面的栅氧化层；填充具有所述栅氧化层的每一字线通孔，形成第一初始字线；其中，在所述第三方向上，所述字线与所述位线之间具有第一厚度的所述介电层；对每一所述第一初始字线进行回刻，以形成在所述第一方向上两端呈阶梯状排布的字线组合，其中所述字线组合中包括至少两条字线。
[0012]在一些实施例中，对每一所述第一初始字线进行回刻，包括：在每一所述第一初始字线的两端，分别对所述第一初始字线进行至少一次回刻。
[0013]在一些实施例中，在每相邻的两个所述晶体管之间，形成一个沿所述第二方向延伸的字线，包括：在每一所述介电层中对应于相邻两个所述晶体管之间的位置，形成沿所述第二方向延伸的字线通孔；向每一所述字线通孔中填充部分深度的第一填充材料，其中，剩余深度的多个字线通孔形成多个阶梯字线通孔，所述多个阶梯字线通孔的一端在所述第一方向上呈阶梯状排布；对每一所述阶梯字线通孔进行填充，形成一端呈阶梯状排布的第二初始字线组合，其中所述第二初始字线组合中包括至少两条第二初始字线；对每一所述第二初始字线进行回刻，以形成在所述第一方向上两端呈阶梯状排布的字线组合，其中所述字线组合中包括至少两条字线。
[0014]在一些实施例中，在形成所述字线后，所述方法还包括：在进行所述回刻后所剩余的剩余孔中填充第二填充材料，其中，所述第二填充材料的上表面与所述介电结构的外表面平齐。
[0015]在一些实施例中，在形成所述字线之后，所述方法还包括：对应于每一所述字线两端的位置，沿所述第一方向刻蚀所述介电结构，形成至少一个连接通孔，所述连接通孔显露每一所述字线；对所述连接通孔进行填充，形成连接线，每一所述字线与两个连接线连接。
[0016]在一些实施例中，在提供所述叠层结构之后，所述方法还包括：形成覆盖所述叠层结构的氧化层，所述氧化层与所述叠层结构中最上层的牺牲层连接；对应的，在所述叠层结构中形成沿第一方向延伸，且沿第二方向排布的多个隔离层，包括：在所述叠层结构和所述氧化层中形成沿所述第一方向延伸，且沿所述第二方向等间距排布的多个隔离层。
[0017]第二方面，本申请实施例提供一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括；基底；介电结构，所述介电结构包括平行于所述基底的多个介电层和垂直于所述基底的多个隔离层，所述介电结构在第三方向的投影形状为网格状；位线，垂直于所述基底，位于所述介电结构中；晶体管，平行于所述基底，与所述位线连接，位于所述介电结构的空位中并沿所述第三方向延伸；电容器，平行于所述基底，与所述晶体管连接，位于所述介电结构中并沿所述第三方向延伸；字线，平行于所述基底，位于每一介电层中并沿第二方向延伸，其中，所述第二方向与所述第三方向垂直。
[0018]在一些实施例中，所述电容器至少包括：第一电极层，所述第一电极层与所述晶体管接触，位于所述介电结构中；介质层，覆盖所述第一电极层的表面；第二电极层，覆盖所述介质层的表面。
[0019]在一些实施例中，至少一个所述字线形成的字线组合的两端呈阶梯状。
[0020]在一些实施例中，在所述介电结构中，所述位线在所述第三方向上的两侧均连接晶体管。
[0021]在一些实施例中，所述半导体器件还包括：连接线，用于连接外围电路和所述字线，以实现对所述字线进行供电。
[0022]根据本申请实施例提供的半导体器件的形成方法及半导体器件，通过在交替堆叠的介电层和牺牲层形成的叠层结构中形成沿第一方向延伸，且沿第二方向排布的多个隔离层，在每相邻的两个隔离层之间形成一个位线，基于位线，次形成晶体管和电容器，电容器平行于基底表面，在每相邻的两个晶体管之间，形成字线，以形成三维堆叠半导体器件。如此，本申请实施例通过垂直于基底的位线，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.半导体器件的形成方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底和覆盖所述基底的叠层结构；其中，所述叠层结构包括交替堆叠的介电层和牺牲层；在所述叠层结构中形成沿第一方向延伸，且沿第二方向排布的多个隔离层；其中，所述第一方向垂直于所述基底表面，所述第二方向垂直于所述第一方向；在每相邻的两个所述隔离层之间形成一个位线，并去除所述牺牲层；在去除所述牺牲层后形成的介电结构的空位上，沿第三方向形成电容器通孔；其中，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向两两垂直；基于所述位线，在所述电容器通孔中依次形成晶体管和电容器，所述电容器平行于所述基底表面；在每相邻的两个所述晶体管之间，形成一个沿所述第二方向延伸的字线，以形成所述半导体器件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述叠层结构中形成沿第一方向延伸，且沿第二方向排布的多个隔离层，包括：沿所述第一方向刻蚀所述叠层结构，形成沿所述第二方向等间距排布的多个隔离沟槽；在所述隔离沟槽中填充隔离材料，形成沿所述第二方向等间距排布的多个所述隔离层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在去除所述牺牲层之后，形成所述介电结构；其中，所述介电结构在第三方向的投影形状为网格状，所述介电结构中的所述空位构成了所述晶体管和所述电容器的生长区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每相邻的两个所述隔离层之间形成一个位线，包括：在每相邻的两个所述隔离层之间形成一个位线通孔；其中，所述位线通孔的直径大于或等于相邻的两个所述隔离层之间的间距；在每一位线通孔中形成位线；其中，在所述第一方向上，所述位线的顶表面与所述叠层结构的顶表面平齐。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在每相邻的两个所述隔离层之间形成一个位线通孔，包括：在每相邻的两个所述隔离层之间，沿所述第一方向刻蚀所述叠层结构，直至暴露出所述基底为止，以对应形成一个所述位线通孔。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述位线，在所述电容器通孔中依次形成晶体管和电容器，包括：在所述第三方向上，基于所述位线，通过外延生长工艺，在所述电容器通孔中形成晶体管，所述晶体管的源极与所述位线连接；在所述电容器通孔的内壁和所述晶体管在所述第三方向上的表面上形成第一电极层；依次形成覆盖所述第一电极层的介质层和覆盖所述介质层的第二电极层，以形成所述电容器。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每相邻的两个所述晶体管之间，形成一个沿所述第二方向延伸的字线，包括：在每一所述介电层中对应于相邻两个所述晶体管之间的位置，形成沿所述第二方向延伸的字线通孔；在所述第一方向上，形成覆盖每一所述字线通孔下表面的栅氧化层；填充具有所述栅氧化层的每一字线通孔，形成第一初始字线；其中，在所述第三方向上，所述第一初始字线与所述位线之间具有第一厚度的所述介电层；对每一所述第一初始字线进行回刻，以形成在所述第一方向上两端呈阶梯状排布的字线组合，其中所述字线组合中包括至少两条字线。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对每一所述第一初始字线进行回刻，包括：在每一所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭帅，左明光，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：