存储器元件及其制备方法技术

本申请提供一种具有多个字元线(WL)并减少泄漏的存储器元件及其制备方法。该存储器元件包括一半导体基底，其定义有一主动区并包括延伸至该半导体基底的一凹槽；以及设置在该凹槽内的一字元线，其中该字元线包括设置在该凹槽内的一绝缘层、由该绝缘层包围的一导电层以及由该导电层包围的一导电构件，并且该绝缘层包括与该凹槽共形的一衬层部分和设置在该导电层之上的一突出部分。本申请还公开一种该存储器元件的制备方法。储器元件的制备方法。储器元件的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
存储器元件及其制备方法


[0001]本申请案主张美国第17/552,882号及第17/552,736号专利申请案的优先权(即优先权日为“2021年12月16日”)，其内容以全文引用之方式并入本文中。
[0002]本公开关于一种存储器元件及其制备造方法，特别是关于一种具有减少泄漏的字元线的存储器元件及其制备方法。

技术介绍

[0003]动态随机存取存储器(DRAM)是一种半导体配置，用于将数据位元存储在集成电路(IC)内的独立电容中。DRAM通常被形成为沟槽式电容DRAM单元。一种制备埋入式栅极电极的先进方法涉及在包括浅沟隔离(STI)结构的主动区(AA)的沟槽中构建晶体管的栅极和字元线。
[0004]在过去的几十年里，随着半导体制造技术的不断提升，电子元件的尺寸也相应地缩小。当单元晶体管的尺寸减少到几纳米的长度时，可能会发生电流泄漏。而漏电流可能导致单元晶体管的性能大幅下降。因此，期望开发出能解决相关制造难题的改进措施。
[0005]上文的“先前技术”说明仅是提供
技术介绍
，并未承认上文的“先前技术”说明揭示本公开的标的，不构成本公开的先前技术，且上文的“先前技术”的任何说明均不应作为本案的任一部分。

技术实现思路

[0006]本公开的一个实施例提供一种存储器元件。该存储器元件包括一半导体基底，其定义有一主动区并包括延伸至该半导体基底中的一凹槽；以及设置在该凹槽内的一字元线，其中该字元线包括设置在该凹槽内的一绝缘层、由该绝缘层包围的一导电层，以及由该导电层包围的一导电构件，并且该绝缘层包括与该凹槽共形的一衬层部分和设置在该导电层之上的一突出部分。
[0007]在一些实施例中，该衬层部分的一顶面和该突出部分的一顶面通过该半导体基底曝露。
[0008]在一些实施例中，该突出部分与该导电层的一顶面接触。
[0009]在一些实施例中，该突出部分设置在该导电构件之上。
[0010]在一些实施例中，该衬层部分和该突出部分包括一相同材料。
[0011]在一些实施例中，该衬层部分和该突出部分是整体形成。
[0012]在一些实施例中，该绝缘层包括氧化物。
[0013]在一些实施例中，该导电层包括氮化钛(TiN)。
[0014]在一些实施例中，该导电构件包括钨(W)。
[0015]在一些实施例中，该字元线包括设置在该导电层和该导电构件上方的一功函数构件，以及设置在该功函数构件上方的一栅极绝缘构件。
[0016]在一些实施例中，该功函数构件和该栅极绝缘构件由该绝缘层包围。
[0017]在一些实施例中，该功函数构件和该栅极绝缘构件与该突出部分接触。
[0018]在一些实施例中，该导电层和该导电构件的一总宽度实质上等于该突出部分和该功函数构件的一总宽度。
[0019]在一些实施例中，该导电层和该导电构件的一总宽度实质上等于该突出部分和该栅极绝缘构件的一总宽度。
[0020]在一些实施例中，该功函数构件包括多晶硅。
[0021]在一些实施例中，该栅极绝缘构件包括氮化物。
[0022]本公开的另一个实施例提供一种存储器元件。该存储器元件包括一半导体基底，其定义有一主动区并包括延伸至该半导体基底中的一第一凹槽；以及设置在该第一凹槽内的一字元线，其中该字元线包括设置在该第一凹槽内的一第一绝缘层，由该第一绝缘层包围的一第一导电层，以及由该第一导电层包围的一第一导电构件，并且该第一绝缘层至少部分地设置在该第一导电层之上。
[0023]在一些实施例中，该第一绝缘层与该第一导电层的一顶面接触。
[0024]在一些实施例中，该第一导电层之上的该第一绝缘层的一宽度实质上大于该第一导电层和该第一导电构件周围的该第一绝缘层的一宽度。
[0025]在一些实施例中，该存储器元件更包括与该字元线相邻并延伸至半导体基底中的一隔离结构、由该隔离结构包围的一第二导电层，以及由该第二导电层包围的一第二导电构件。
[0026]在一些实施例中，该第二导电层之上的该隔离结构的一宽度实质上大于围绕该第二导电层和该第二导电构件的该隔离结构的一宽度。
[0027]在一些实施例中，该第二导电层包括氮化钛(TiN)。
[0028]在一些实施例中，该第二导电构件包括钨(W)。
[0029]在一些实施例中，该第一导电层和该第二导电层包括一相同材料。
[0030]在一些实施例中，该第一导电构件和该第二导电构件包括一相同材料。
[0031]本公开的另一个实施例提供一种存储器元件的制备方法。该制备方法包括以下步骤：提供一半导体基底，其定义有一主动区并包括围绕该主动区的一隔离层；形成延伸至半导体基底中并穿过该主动区的一第一凹槽；形成与该第一凹槽共形的一第一绝缘层的一第一衬垫部分；将一第一导电材料共形设置到该第一衬垫部分；形成由该第一导电材料包围的一第一导电构件；在该第一导电构件上方设置一第二导电材料，以形成包围该第一导电构件的一第一导电层；以及在该第一导电层和该第一导电构件之上形成该第一绝缘层的一第一突出部分。
[0032]在一些实施例中，该第一衬层部分的形成是在该第一突出部分的形成之前执行。
[0033]在一些实施例中，该制备方法更包括在设置该第二导电材料后，去除设置在该第一导电构件之上的该第一导电材料的一部分。
[0034]在一些实施例中，该第一突出部分的形成包括在该半导体基底、该第一衬层部分、该第一导电层和该第一导电构件上方设置一绝缘材料。
[0035]在一些实施例中，该绝缘材料是借由原子层沉积(ALD)来设置。
[0036]在一些实施例中，该第一突出部分的形成包括去除设置在该半导体基底和该第一衬层部分上方的该绝缘材料的一部分。
[0037]在一些实施例中，该绝缘材料的该部分是借由非等向性蚀刻而去除的。
[0038]在一些实施例中，该制备方法更包括形成延伸至该隔离物的一第二凹槽，以形成一隔离结构的一第二衬层部分；形成由该第二衬层部分包围的一第二导电层；形成由该第二导电层包围的一第二导电构件；以及在该第二导电层和该第二导电构件之上形成该隔离结构的一第二突出部分。
[0039]在一些实施例中，该第一突出部分和该第二突出部分是同时形成。
[0040]在一些实施例中，该制备方法更包括在该第一导电层上方形成一第一功函数构件并由该第一突出部分包围；以及在该第一功函数构件上方形成一第一栅极绝缘构件并由该第一突出部分包围。
[0041]总之，由于围绕功函数构件的字元线的绝缘层与围绕功函数构件下的导电构件的绝缘层相比具有更大的厚度，因此可以抑制栅极引发漏极漏电流(GIDL)。此外，围绕导电构件的绝缘层具有较小的厚度，因此可以改善对字元线的操作控制。因此，存储器元件的性能和存储器元件的制造过程获得了改善。
[0042]上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，而使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求书标的的其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器元件，包括：一半导体基底，其定义有一主动区并包括延伸至该半导体基底中的一凹槽；以及一字元线，设置在该凹槽内；其中该字元线包括设置在该凹槽内的一绝缘层、由该绝缘层包围的一导电层，以及由该导电层包围的一导电构件，并且该绝缘层包括与该凹槽共形的一衬层部分和设置在该导电层上方的一突出部分。2.如权利要求1所述的存储器元件，其中该衬层部分的一顶面和该突出部分的一顶面通过该半导体基底曝露。3.如权利要求1所述的存储器元件，其中该突出部分与该导电层的一顶面接触。4.如权利要求1所述的存储器元件，其中该突出部分设置在该导电构件之上。5.如权利要求1所述的存储器元件，其中该衬层部分和该突出部分是整体形成，并且该衬层部分和该突出部分包括一相同材料。6.如权利要求1所述的存储器元件，其中该绝缘层包括氧化物。7.如权利要求1所述的存储器元件，其中该导电层包括氮化钛(TiN)或该导电构件包括钨(W)。8.如权利要求1所述的存储器元件，其中该字元线包括设置在该导电层和该导电构件上方的一功函数构件，以及设置在该功函数构件上方的一栅极绝缘构件。9.如权利要求8所述的存储器元件，其中该功函数构件和该栅极绝缘构件由该绝缘层包围。10.如权利要求8所述的存储器元件，其中该功函数构件和该栅极绝缘构件与该突出部分接触。11.如权利要求8所述的存储器元件，其中该导电层和该导电构件的一总宽度实质上等于该突出部分和该功函数构件的一总宽度。12.如权利要求8所述的存储器元件，其中该导电层和该导电构件的一总宽度实质上等于该突出部分和该栅极绝缘构件的一总宽度。13.如权利要求8所述的存储器元件，其中该功函数构件包括多晶硅，而栅极绝缘构件包括氮化物。14.一种存储器元件，包括：一半导体基底，其定义有一主动区并包括延伸至该半导体基底中的一第一凹槽；以及一字元线，设置在该第一凹槽内；其中该字元线包括设置在该第一凹槽内的一第一绝缘层、由该第一绝缘层包围的一第一导电层，以及由该第一导电层包围的一第一导电构件，并且该第一绝缘层至少部分地设置在该第一导电层之上。15.如权利要求14所述的存储器元件，其中该第一绝缘层与该第一导电层的一顶面接触。16.如权利要求14所述的存储器元件，其中该第一导电层之上的该第一绝缘层的一宽度实质上大于该第一导电层和该第一导电构件周围的该第一绝缘层的一宽度。17.如权利要求14所述的存储器元件，更包括与该字元线相邻并延伸至该半导体基底中的一隔离结构、由该隔离结构包围的一第二导电层，以及由该第二导电层包围的一第二
导电构件。18.如权利要求17所述的存储器元件，其中该第二导电层之上的该隔离结构的一宽度实质上大于围绕该第二导电层和该第二导电构件的该隔离结构的一宽度。19.如权利要求17所述的存储器元件，其中该第二导电层包括氮化钛(TiN)或钨(W)。20.如权利要求17所述的存储器元件，其中该第一导电层和该第二导电层包括一相同材料。21.一种存储器元件的制备方法，包括：提供一半导体基底，其定义有一主动区并...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧钏林，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：