半导体装置及其制造方法与流程

    专利查询2026-01-29  4


    本揭露有关于一种半导体装置及其制造方法。更具体地,本揭露有关于产生气隙的工艺。


    背景技术:

    1、随着半导体装置的高度集成化,导电结构之间的距离缩小。例如,随着临界尺寸缩小,在进行气隙蚀刻工艺时,若蚀刻选择性不好,可能会导致漏电或寄生电容失效。此外,提高高度集成化的半导体装置中的蚀刻选择性将是巨大的挑战。

    2、因此,如何在元件之间形成结构完整的气隙,以有效地降低装置的寄生电容式半导体装置的重要发展项目。


    技术实现思路

    1、本揭露提供了一种半导体装置包括基板、位元线、第一间隔物、第二间隔物、气隙及覆盖层。位元线位于基板上。第一间隔物位于位元线的侧壁上,其中第一间隔物包括掺杂碳的低k材料。第二间隔物,位于基板上并且邻近于第一间隔物,其中第二间隔物包括氮化物。气隙位于第一间隔物与第二间隔物之间,其中气隙的底部暴露出基板。覆盖层覆盖位元线、第一间隔物及第二间隔物使得气隙由覆盖层、第一间隔物及第二间隔物密封。

    2、在一些实施例中,进一步包括位元线间隔物。位元线间隔物位于位元线的侧壁上,其中位元线间隔物位于第一间隔物与位元线之间。

    3、在一些实施例中,其中位元线间隔物包括氮化物。

    4、在一些实施例中,其中位元线间隔物与第二间隔物皆包括氮化硅(sin)。

    5、在一些实施例中,其中第一间隔物包括碳化硅。

    6、在一些实施例中,其中气隙的宽度在大约3纳米至大约4纳米的范围内。

    7、本揭露提供了一种半导体装置的制造方法,包括下列步骤。形成位元线在基板上。形成第一毯覆层在位元线的顶表面及侧壁上,其中第一毯覆层包括掺杂碳的低k材料。移除位于位元线的顶表面上的第一毯覆层的一部分,以在位元线的侧壁上形成第一间隔物。对第一间隔物执行氧化工艺,使得第一间隔物的表面部分转变为氧化物间隔物,其中氧化物间隔物经由氧化工艺氧化,且第一间隔物具有未被氧化工艺氧化的剩余第一间隔物。形成第二毯覆层在位元线、第一间隔物及氧化物间隔物上,其中第二毯覆层包括氮化物。移除位于位元线的顶表面上的第二毯覆层的一部分,以在氧化物间隔物上形成第二间隔物。移除氧化物间隔物,以在剩余第一间隔物与第二间隔物之间形成间隙。以及形成覆盖层覆盖位元线、剩余第一间隔物及第二间隔物,使得气隙由覆盖层、剩余第一间隔物及第二间隔物密封。

    8、在一些实施例中,其中第一毯覆层包括碳化硅(sic)。

    9、在一些实施例中,其中在氧化工艺之后氧化物间隔物包括碳氧化硅(sico)。

    10、在一些实施例中,其中通过气体蚀刻工艺移除氧化物间隔物。

    11、在一些实施例中,进一步包括在形成第一毯覆层之前,形成位元线间隔物在位元线的侧壁上。

    12、在一些实施例中,其中位元线间隔物、第二间隔物及覆盖层包括氮化硅(sin)。

    13、在一些实施例中,其中氧化工艺是等离子体灰化工艺。

    14、在一些实施例中,氧化工艺的执行使用o2/(h2+n2)等离子体。

    15、在一些实施例中,在第一间隔物中等离子体灰化工艺的氧扩散深度在大约3纳米至大约4纳米的范围内。

    16、应当理解,前述的一般描述和以下的详细描述都是通过示例,并且旨在提供对所要求保护的本揭露的进一步解释。



    技术特征:

    1.一种半导体装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,进一步包括:

    3.根据权利要求2所述的半导体装置,其特征在于,其中该位元线间隔物包括氮化物。

    4.根据权利要求2所述的半导体装置,其特征在于,其中该位元线间隔物与该第二间隔物皆包括氮化硅。

    5.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,其中该第一间隔物包括碳化硅。

    6.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,其中该气隙的宽度在大约3纳米至大约4纳米的范围内。

    7.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,包括:

    8.根据权利要求7所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,其中该第一毯覆层包括碳化硅。

    9.根据权利要求7所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,其中在该氧化工艺之后该氧化物间隔物包括碳氧化硅。

    10.根据权利要求7所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,其中通过气体蚀刻工艺移除该氧化物间隔物。

    11.根据权利要求7所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,进一步包括:

    12.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,其中该位元线间隔物、该第二间隔物及该覆盖层包括氮化硅。

    13.根据权利要求7所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,其中该氧化工艺是等离子体灰化工艺。

    14.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,其中该氧化工艺的执行使用o2/(h2+n2)等离子体。

    15.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,其中在该第一间隔物中该等离子体灰化工艺的氧扩散深度在大约3纳米至大约4纳米的范围内。


    技术总结
    本揭露提供了一种半导体装置的制造方法,包括形成位元线在基板上。在位元线的侧壁上形成第一间隔物,其中第一间隔物包括掺杂碳的低k材料。对第一间隔物执行氧化工艺,使第一间隔物的表面部分转变为氧化物间隔物,其中氧化物间隔物经由氧化工艺氧化,且第一间隔物具有未被氧化工艺氧化的剩余第一间隔物。在氧化物间隔物上形成第二间隔物,其中第二间隔物包括氮化物。移除氧化物间隔物,在剩余第一间隔物与第二间隔物之间形成间隙。形成覆盖层覆盖位元线、剩余第一间隔物及第二间隔物,使得气隙由覆盖层、剩余第一间隔物及第二间隔物密封。氧化的低k材料与相邻间隔物具有高蚀刻选择性,更易移除。可以提高气隙的完整性,减少漏电与寄生电容失效。

    技术研发人员:陈威宇
    受保护的技术使用者:南亚科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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