集成组合件及形成集成组合件的方法与流程

文档序号:31873804发布日期:2022-10-21 20:34阅读:56来源:国知局
集成组合件及形成集成组合件的方法与流程

1.集成组合件(例如,集成存储器)。形成集成组合件的方法。


背景技术:

2.集成组合件可包含存储器。图1中展示实例存储器配置1200。晶体管(存取装置)1206包含半导体材料1204的水平延伸段,其中此类段包含源极/漏极区1238及1240,并且包含沟道区1242。电容器1208通过导电互连件1244与晶体管1206耦合。在一些应用中,导电互连件可被视为电容器的部分,并且可例如被视为此类电容器的存储节点的部分。
3.存储器单元1210包括晶体管1206及电容器1208。存储器单元布置在存储器配置(存储器阵列)1200内,其中此阵列具有沿所说明z轴方向延伸的行1224,并且具有沿所说明x轴方向延伸的列1246。数字线1212沿列1246延伸,并且与晶体管1206的源极/漏极区1238耦合。字线1214沿存储器阵列的行1224延伸,并且邻近于晶体管1206的沟道区1242。在所说明实施例中,字线中的每一者包括两个段,其中此段在沟道区1242的相对侧上。在其它实施例中,字线可包括其它合适配置,并且可例如仅包括沟道区的一侧上的单个组件,且可包括全包围栅极配置等。
4.字线1214通常通过栅极电介质材料(例如,二氧化硅)与沟道区1242间隔,但是为简化图式,图1中未展示此栅极电介质材料。
5.晶体管1206的主体区(沟道区)1242与导电板1248耦合。此板可用于在存储器单元1210的一些操作模式期间使多余载流子(例如,空穴)从主体区1242排出。
6.图2展示图1的组合件1200沿y轴方向的横截面侧视图,并以图解方式说明上文参考图1描述的结构中的一些。晶体管1206展示为沿y轴方向水平延伸。字线1214展示为沿z轴方向垂直延伸,且数字线1212展示为相对于图2的横截面视图水平延伸进出页面。为简化图式,图2中未展示导电板1248(图1)。
7.展示横向相邻存储器单元1210的电容器1208在图2的存储器配置1200中共享板电极1250。
8.基底1216支撑存储器配置1200的组件。此基底可包括半导体材料;并且可例如包括单晶硅,基本上由其组成或由其组成。基底1216可被称为半导体衬底。术语“半导体衬底”意味着包括半导电材料的任何构造,其包含(但不限于)块状半导电材料(例如半导电晶片)(单独或在包括其它材料的组合件中)及半导电材料层(单独或在包括其它材料的组合件中)。术语“衬底”是指任何支撑结构,其包含(但不限于)上述半导体衬底。在一些应用中,基底1216可对应于含有与集成电路制造相关联的一或多种材料的半导体衬底。此类材料可包含例如耐火金属材料、势垒材料、扩散材料、绝缘体材料等中的一或多者。
9.图3中展示另一实例存储器配置1300。晶体管(存取装置)1306包含半导体材料1304的水平延伸段,其中此类段包含源极/漏极区1338及1340,并且包含沟道区1342。电容器1308通过导电互连件1344与晶体管1306耦合。在一些应用中,导电互连件可被视为电容器的部分,并且可例如被视为此类电容器的存储节点的部分。
10.存储器单元1310包括晶体管1306及电容器1308。存储器单元布置在存储器配置(存储器阵列)1300内。数字线1312沿存储器阵列的列延伸,并与晶体管1306的源极/漏极区1338耦合。数字线沿z轴方向垂直延伸。
11.字线1314沿存储器阵列的行延伸,并且邻近于晶体管1306的沟道区1342。字线1314通过栅极电介质材料1305与沟道区1342间隔。
12.晶体管1306的主体区(沟道区)1342与导电板1348耦合。此板可用于在存储器单元1310的一些操作模式期间使多余载流子(例如,空穴)从主体区1342排出。
13.图4展示图3的组合件1300沿x轴方向的横截面侧视图,并以图解方式说明上文参考图3描述的结构中的一些。晶体管1306展示为沿x轴方向水平延伸。数字线1312展示为沿z轴方向垂直延伸,且字线1314展示为相对于图4的横截面视图水平延伸进出页面。
14.展示横向相邻存储器单元1310的电容器1308共享板电极1350。
15.展示存储器配置1300的所说明组件由基底1316支持。此基底可为半导体衬底。
16.图1到4中展示的存储器利用与存取装置的源极/漏极区耦合的横向延伸电容器。期望开发改进的横向延伸电容器,并且期望开发形成改进的横向延伸电容器的方法。


技术实现要素:

17.本公开的实施例提供一种集成组合件,其包括:横向延伸的容器形第一电容器电极,其中所述容器形状的所述第一电容器电极沿第一横向方向敞开;横向延伸的容器形第二电容器电极,其从所述第一电容器电极横向偏移,其中所述容器形状的所述第二电容器电极沿与所述第一横向方向相反的第二横向方向敞开;电容器电介质材料,其垫衬所述容器形第一及第二电容器电极的内表面及外表面;及共享电容器电极,其在所述第一与第二电容器电极之间垂直延伸,并沿所述第一及第二电容器电极的所述经垫衬内及外表面延伸;所述共享电容器电极、所述电容器电介质材料及所述第一电容器电极一起并入第一横向延伸电容器中;且所述共享电容器电极、所述电容器电介质材料及所述第二电容器电极一起并入第二横向延伸电容器中,其中所述第二横向延伸电容器从所述第一横向延伸电容器横向偏移。
18.本公开的另一实施例提供一种集成组合件,其包括:共享电容器电极材料的柱,其垂直延伸穿过交替的第一与第二层级的堆叠;所述第一层级为含有电容器的层级,并包括成对的横向延伸电容器;每一组所述成对的电容器包含第一电容器及第二电容器,其中所述第二电容器大体上是所述第一电容器沿垂直延伸穿过所述共享电极材料的所述柱的中心的平面的镜像;所述电容器包含与和存取装置相关联的源极/漏极区耦合的容器形电极;所述共享电极材料沿所述容器形电极的内及外表面延伸,并通过电容器电介质材料与所述内及外表面间隔;及所述第二层级为包括一或多种绝缘材料的绝缘层级。
19.本公开的又一实施例提供一种形成集成组合件的方法,其包括:形成包含交替的第一层级与绝缘层级的堆叠的构造;所述第一层级包括半导体材料;所述构造包含垂直延伸穿过所述堆叠的绝缘面板;所述绝缘面板沿第一方向横向延伸;形成沟槽以延伸穿过所述堆叠,所述沟槽沿与所述第一方向交叉的第二方向横向延伸;使所述第一层级的所述半导体材料凹入以形成邻近所述沟槽的空腔,所述空腔沿所述第一方向横向延伸;所述空腔中的每一者在一对相邻的所述绝缘面板之间;所述半导体材料的剩余区界定远离所述沟槽
的所述空腔的横向外围;在所述半导体材料内沿所述空腔的所述横向外围形成源极/漏极区;在所述空腔内形成第一电容器电极材料,并将所述第一电极材料图案化为容器形电容器电极;所述容器形电容器电极的区与所述源极/漏极区电耦合;所述容器形电容器电极具有在所述容器形状内的内表面,并且具有带有沿所述绝缘面板的区的外表面;移除所述绝缘面板的至少部分以借此暴露容器形电容器电极的所述外表面的所述区;沿所述容器形电容器电极的所述内表面及沿所述容器形电容器电极的所述外表面的所述区形成电容器电介质材料;及邻近所述电容器电介质材料及沿所述容器形电容器电极的所述内表面以及沿所述容器形电容器电极的所述外表面的所述区形成第二电容器电极材料。
附图说明
20.图1是现有技术集成组合件的区的示意性三维视图。
21.图2是与图1的现有技术组合件类似的现有技术组合件的区的示意性横截面侧视图。
22.图3是现有技术集成组合件的区的示意性三维视图。
23.图4是与图3的现有技术组合件类似的现有技术组合件的区的示意性横截面侧视图。
24.图5到5b展示在实例方法的实例工艺阶段处的集成组合件的区。图5为示意性俯视图,且图5a及5b分别为沿图5的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。
25.图6到6b展示在图5到5b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图6是组合件的上表面的示意性俯视图,且图6a及6b分别是沿图6的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图6的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
26.图7到7b展示在图6到6b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图7是组合件的上表面的示意性俯视图,且图7a及7b分别是沿图7的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图7的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
27.图8到8b展示在图7到7b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图8是组合件的上表面的示意性俯视图,且图8a及8b分别是沿图8的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图8的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
28.图9到9b展示在图8到8b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图9是组合件的上表面的示意性俯视图,且图9a及9b分别是沿图9的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图9的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
29.图10到10b展示在图9到9b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图10是组合件的上表面的示意性俯视图,且图10a及10b分别是沿图10的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图10的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
30.图11到11b展示在图10到10b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图11是组合件的上表面的示意性俯视图,且图11a及11b分别是沿图11的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图11的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
31.图12到12b展示在图11到11b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图12是组合件的上表面的示意性俯视图,且图12a及12b分别是沿图12的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图12的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
32.图13到13b展示在图12到12b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图13是组合件的上表面的示意性俯视图,且图13a及13b分别是沿图13的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图13的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
33.图14到14b展示在图13到13b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图14是组合件的上表面的示意性俯视图,且图14a及14b分别是沿图14的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图14的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
34.图15到15b展示在图14到14b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图15是组合件的上表面的示意性俯视图,且图15a及15b分别是沿图15的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图15的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
35.图15b-1是与图15b的示意性横截面侧视图类似的示意性横截面侧视图,且展示替代图15b的实例工艺阶段的另一实例工艺阶段。
36.图16到16b展示在图15到15b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图16是组合件的上表面的示意性俯视图,且图16a及16b分别是沿图16的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。为简化图式,图16的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
37.图16b-1是与图16b的示意性横截面侧视图类似的示意性横截面侧视图,且展示替代图16b的实例工艺阶段的另一实例工艺阶段。
38.图17到17b展示在图16到16b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图17是组合件的上表面的示意性俯视图,且图17a及17b分别是沿图17的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。
39.图17b-1是与图17b的示意性横截面侧视图类似的示意性横截面侧视图,且展示替代图17b的实例工艺阶段的另一实例工艺阶段。
40.图18到18b展示在图17到17b的实例工艺阶段之后的实例工艺阶段处的图5到5b的区。图18是组合件的上表面的示意性俯视图,且图18a及18b分别是沿图18的线a-a及b-b的示意性横截面侧视图。
41.图18b-1是与图18b的示意性横截面侧视图类似的示意性横截面侧视图,且展示替代图18b的实例工艺阶段的另一实例工艺阶段。
具体实施方式
42.一些实施例包含集成组合件(例如,集成存储器),其具有横向延伸电容器,所述电容器具有容器形第一电极,并且具有沿第一电极的内及外表面延伸的第二电极。一些实施例包含形成横向延伸电容器的方法。参考图5到18描述实例实施例。
43.参考图5到5b,在横截面侧视图(图5a及5b)及俯视图(图5)中展示集成组合件10的区。邻近于图5到5b的视图提供轴线以辅助读者理解图式的相对定向。具体来说,图5的俯视图展示为相对于x/y轴系统定向,图5a的横截面侧视图展示为相对于x/z轴系统定向,且图5b的横截面侧视图展示为相对于y/z轴系统定向。
44.集成组合件10包含基底12及基底上方的材料14。基底12可包括半导体材料;并且可例如包括单晶硅,基本上由其组成或由其组成。基底12可被称为半导体衬底。
45.材料14可为绝缘蚀刻停止材料,并且可包括任何合适成分。在一些实施例中,材料14可包括金属氧化物。在一些实施例中,材料14可包括zro
x
,基本上由其组成或由其组成,
其中x是数字。在一些实施例中,zro
x
可称为氧化锆。
46.堆叠16形成在材料14上方。堆叠16包括交替的第一层级18与第二层级20。第一层级18包括半导体材料22,且第二层级20包括绝缘材料。
47.在一些实施例中,层级20可称为绝缘层级。在所说明实施例中,第二层级20中的至少一些内的绝缘材料包含第一成分24及第二成分26。层级20可包含成分24及26中的一或两者。在一些实施例中,成分24可包括二氧化硅或掺碳二氧化硅,基本上由其组成或由其组成。如果成分24包括掺碳二氧化硅,那么碳可以在从约10
15
个原子/cm3到约10
25
个原子/cm3的范围内的实例浓度存在。在一些实施例中,成分26可包括氮化硅,基本上由其组成或由其组成。在一些实施例中,层级20可包括除了所指示成分24及26中的一或两者之外的或作为对所指示成分24及26的补充的一或多种绝缘成分。
48.半导体材料22可包括任何合适成分,且在一些实施例中可包括以下中的一或多者、基本上由其组成或由其组成:硅、锗、iii/v族半导体材料(例如磷化镓)、半导体氧化物等等;其中术语“iii/v族半导体材料”是指包括选自周期表的iii及v族的元素的半导体材料(其中iii及v族是旧命名,且现称为13及15族)。在一些实施例中,半导体材料22可包括硅,基本上由其组成或由其组成。
49.半导体材料22可对应于类似于上文参考图1到4描述为材料1204及1304的半导体材料(例如,沟道材料)的半导体材料(例如,沟道材料)。在此类实施例中,图5到5b的配置可对应于用于制造类似于上文参考图1到4描述的存储器中的任一者的存储器的工艺阶段。因此,垂直延伸数字线或垂直延伸字线可靠近图5到5b的组合件10的所说明区。
50.最终,沿层级18形成横向延伸电容器,并且此类电容器可类似于图1到4的电容器1208及1308。因此,电容器可并入三维存储器阵列的存储器单元中。可存在任何合适数目个层级18以形成三维存储器阵列到所需垂直高度。尽管图5a及5b的实施例展示包括五个层级18的堆叠16,但应理解,在一些实施例中,堆叠16可包括大量垂直堆叠层级18;并且可例如包括八个垂直堆叠层级18、16个垂直堆叠层级18、32个垂直堆叠层级18、64个垂直堆叠层级18、128个垂直堆叠层级18、256个垂直堆叠层级18、512个垂直堆叠层级18等。
51.遮蔽材料(硬掩模材料)25被说明为组合件10的最上材料,并且经展示为跨越堆叠16延伸。材料25可包括任何合适成分,并且在一些实施例中可包括氮化硅、碳、氮氧化硅等中的一或多者,基本上由其组成或由其组成。
52.图5a展示绝缘面板23垂直延伸穿过堆叠16。在所说明实施例中,绝缘面板还延伸穿过蚀刻停止材料14。在其它实施例中,绝缘面板可停止在蚀刻停止材料的上表面处。
53.绝缘面板23相对于图5a的横截面视图延伸进出页面,并相应地沿对应于图5的y轴方向的方向横向延伸。在一些实施例中,此y轴方向可称为第一方向。
54.在所说明实施例中,绝缘面板各自包括中央绝缘材料27,且各自包括沿中央绝缘材料的外围边缘延伸的外部绝缘材料29及31。在一些实施例中,中央绝缘材料可包括二氧化硅,基本上由其组成或由其组成,并且可形成为例如旋装电介质。外部材料29及31可分别包括氮化硅及栅极电介质材料。栅极电介质材料可包括例如二氧化硅及/或一或多种高k成分(例如,氧化铝、氧化铪、氧化锆等)。术语高k意指大于二氧化硅的介电常数(例如,大于约3.7)的介电常数。
55.在一些实施例中,图5到5b的配置可被视为对应于构造21,构造21包括堆叠16及延
伸穿过堆叠的绝缘面板23。
56.参考图6到6b,形成沟槽(开口)28以延伸穿过堆叠16。在所展示实施例中,沟槽停止在蚀刻停止材料14的上表面处。在其它实施例中,沟槽可穿透蚀刻停止材料14。
57.沟槽28沿与面板23的第一方向交叉(即,与所说明y轴方向交叉)的第二方向延伸。在所展示实施例中,沟槽28沿所说明x轴方向横向延伸,且因此大体上正交于y轴方向延伸。术语“大体上正交”意指在制造及测量的合理公差范围内正交。
58.所说明沟槽28可代表在三维存储器(例如,类似于上文参考图1到4描述的任何存储器的存储器)的图案化期间穿过堆叠16形成的大量大体上等同沟槽。
59.沟槽28具有沿层级18及20的材料22、24及26延伸的侧壁33。
60.应注意,为简化图式,图6的俯视图未展示所说明上表面下面的材料。类似地,本公开的其它俯视图未展示所说明上表面下面的材料。
61.参考图7到7b,半导体材料(沟道材料)22从沟槽28的侧壁33凹入以形成从沟槽的内部横向向外延伸的空腔30。在一些实施例中,横向延伸空腔30可被视为邻近于沟槽28。
62.图7a展示空腔30中的每一者在一对相邻绝缘面板23之间。例如,空腔中的一者标记为30a,并且展示在标记为在23a及23b的一对相邻绝缘面板之间。
63.在空腔30的形成期间,半导体材料22中的仅一些从层级18移除。半导体材料22的剩余区界定空腔的横向外围32,其中此类横向外围远离沟槽28。
64.参考图8到8b,利用空腔30内提供的一种或多种蚀刻剂,空腔30延伸穿过面板23的外部绝缘材料29及31。此将空腔延伸到面板23的中央绝缘材料27,且因此沿空腔30的横向边缘暴露中央绝缘材料27(如图8a中展示)。
65.参考图9到9b,掺杂剂流入沟槽28并沿空腔30流到半导体材料22的掺杂区,且借此沿横向外围32形成源极/漏极区34。源极/漏极区34内的掺杂剂用点画进行示意性说明,以辅助读者可视化源极/漏极区。源极/漏极区34可类似于上文参考图1到4描述的区1240及1340。
66.掺杂剂可包括任何合适成分。在一些实施例中,掺杂剂可包括磷及砷中的一或两者,半导体材料22可包含硅,且源极/漏极区34可对应于n型掺杂区。
67.形成第一电容器电极材料42以垫衬沟槽28及垫衬空腔30。第一电容器电极材料42可包括任何合适的导电成分;例如(举例来说),各种金属(例如,钛、钨、钴、镍、铂、钌等)中的一或多者、含金属成分(例如,金属硅化物、金属氮化物、金属碳化物等)及/或导电掺杂半导体材料(例如,导电掺杂硅、导电掺杂锗等)。在一些实施例中,第一电容器电极材料42可包括金属氮化物(例如,氮化钛),基本上由其组成或由其组成。
68.参考图10到10b,牺牲材料46形成在沟槽28内及空腔30内。牺牲材料46可包括任何合适成分,并且在一些实施例中可包括硅(例如,多晶硅及非晶硅中的一或两者),基本上由其组成或由其组成。
69.参考图11到11b,用一或多种合适蚀刻重新建立沟槽28。此沿沟槽28的侧壁33移除多余材料42。牺牲材料46用作保护材料,其保护空腔30内的材料42。
70.空腔30内的材料42经图案化为容器形电容器电极62。电容器电极62的区36与源极/漏极区34耦合。容器形电极62具有在容器形状内(即,沿空腔30)的内表面37,并且具有在容器形状外且与内表面相对的外表面39。外表面39是沿绝缘面板23的绝缘材料27。在所
说明实施例中,容器形电极62沿图11b的横截面大体上呈矩形。在其它实施例中,容器形电极可具有其它配置。
71.参考图12到12b,在沟槽28内形成额外牺牲材料46以用牺牲材料再填充沟槽。平坦化表面41经形成以跨越材料25及46延伸。平坦化表面可用任何合适处理形成,包含例如化学机械抛光(cmp)。
72.参考图13到13b,在平坦化表面41上方形成图案化掩模50。掩模50包括遮蔽材料48。材料48可包括任何合适成分;且在一些实施例中可包含碳(例如,非晶碳)及/或可包含光刻图案化光致抗蚀剂。
73.开口52延伸穿过遮蔽材料48。开口52与绝缘面板23对准。开口52用于移除绝缘面板的材料中的一些或全部。开口52可具有任何合适大小及形状,以暴露足够比例的绝缘面板23以使得能够期望地移除绝缘面板的材料中的一些或全部。可存在任何数目个开口52,其中此类开口沿y轴方向彼此间隔任何合适量。所说明开口在俯视图中为圆形(在图13中展示)。在其它实施例中,开口在俯视图中可为椭圆形、矩形、正方形等。
74.参考图14到14b,开口52延伸穿过面板23(图13a)的材料25及材料27(图13a),并移除遮蔽材料48(图13到13b)。开口52可用于移除面板的全部绝缘材料27(或面板23的绝缘材料27的至少大部分)。在一些实施例中,材料27的在开口52正下方的区可用干蚀刻条件移除,且接着材料27的横向地位于开口52之间的区可用短持续时间湿蚀刻移除。然而,取决于开口52的大小及形状,用于移除材料27的蚀刻条件可变化。例如,如果开口经裁剪以暴露待被移除的绝大多数材料27,那么可仅利用干蚀刻来完成此移除。
75.材料27的移除暴露容器形电容器电极62的外表面39。
76.参考图15到15b,用一或多种合适蚀刻使开口52横向延伸穿过材料29及31(图14a)。此暴露容器形电容器电极62的外表面39的额外区。在所说明实施例中,绝缘层级20内的材料26在图15到15b的工艺阶段处横向减薄,并且移除上材料25(图14到14b)。绝缘区20内的材料24经展示为不受用于加宽开口52的蚀刻的影响。在其它实施例中,材料24也可横向减薄。替代地,在一些实施例中,绝缘层级20内的材料26及24均不可横向减薄。
77.图14到14b及图15到15b的所说明处理已移除绝缘面板23(图13a)的全部材料。在其它实施例中,可仅移除绝缘面板23的部分。
78.图15b-1展示与图15b的工艺阶段类似的工艺阶段,但其中材料24及26沿所说明横截面凹入,以留下邻近于容器形电极62的间隙56,且借此邻近于此类电极的外表面39的暴露区。在一些实施例中,可能仅材料26沿图15b-1的横截面凹入,而不是材料26及24两者。材料26及24中的一者或两者是否沿图15b-1的横截面凹入可由用于延伸开口52(图15a)的蚀刻条件来确定,所述蚀刻条件包含例如蚀刻的持续时间、所利用的蚀刻剂以及蚀刻的各向同性程度对比各向异性程度。
79.参考图16到16b,从空腔30及沟槽28内移除材料46(图15到15b)。从空腔30内移除材料46暴露容器形电容器电极62的内表面37。
80.图16b-1展示在与图16b的工艺阶段类似的工艺阶段处的组合件10,但在上文参考图15b-1描述的阶段之后。
81.参考图17到17b,电容器电介质材料44形成在沟槽28内及空腔30内。电容器电介质材料可被视为使空腔变窄。随后,在沟槽28内及狭窄空腔30内形成第二电容器电极材料54。
第二电容器电极材料54填充变窄的空腔。在所展示实施例中,电容器电介质材料44及电容器电极材料54两者都沿容器形电容器电极62的内表面37及外表面39延伸(如图17a中展示),其中电容器电介质材料44在电容器电极材料54与电容器电极62之间。材料44及54沿外表面39的区延伸,但由于外表面的一些区被电介质材料24及26阻挡,因此不会跨越整个外表面39延伸,如在图17a及17b中展示。
82.在一些实施例中,沟槽28内的第二电容器电极材料54可被视为经配置为垂直延伸穿过堆叠16的柱58(如在图17b中展示),并且此柱可被视为与在空腔30内横向延伸的第二电容器电极材料54的区60接合。
83.电容器电介质材料44可包括任何合适成分。在一些实施例中,电容器电介质材料44可包括二氧化硅,基本上由其组成或由其组成。在一些实施例中,电容器电介质材料44可包括一或多种高k成分(例如,氧化铝、氧化锆、氧化铪等),基本上由其组成或由其组成。
84.第二电极材料54可包括任何合适的导电成分;例如(举例来说),各种金属(例如,钛、钨、钴、镍、铂、钌等)、含金属成分(例如,金属硅化物、金属氮化物、金属碳化物等)及/或导电掺杂半导体材料(例如,导电掺杂硅、导电掺杂锗等)中的一或多者。在一些实施例中,第二电极材料54可包括一或多种金属,基本上由其组成或由其组成。例如,第二电极材料54可包括氮化钛及钨中的一者或两者,基本上由其组成或由其组成。第一电极材料42及第二电极材料54可为或可不为彼此相同的成分。
85.图17b-1展示在与图17b的工艺阶段类似的工艺阶段处的组合件10,但在上文参考图16b-1描述的阶段之后。图17b-1展示第二电容器电极材料54的柱58与沿容器形电容器电极62的内表面37的第二电容器电极材料的区60接合,并且还与沿容器形电容器电极62的外表面39的第二电容器电极材料的区64接合。
86.参考图18到18b,平坦化工艺用于从堆叠16的上表面上方移除多余材料44及54,且借此形成跨越堆叠16的上表面延伸的平坦化上表面55。平坦化工艺可包括例如化学机械抛光(cmp)。
87.图18到18b的配置包括沿层级18的电容器70。电容器中的每一者包括经配置为容器形第一电极62的电极材料42、电容器电介质材料44的区及电容器电极材料54的区。在一些实施例中,电容器电极材料54可被视为共享电容器电极,因为其在层级18内的横向邻近电容器之间共享。例如,在图18b中,层级18中的一者标记为18a,并且此层级包括标记为70a及70b的一对横向邻近电容器。电容器70a及70b包括分别标记为62a及62b的电容器电极。电容器电极62a及62b可分别称为第一及第二电容器电极。第一电容器电极62a及第二电容器电62b是横向延伸的容器形电极。容器形第一电极62a沿第一横向方向a1敞开,且容器形第二电极62b沿与第一横向方向a1相反的第二横向方向a2敞开。
88.电容器电介质材料44垫衬容器形第一电容器电极62a及第二电容器电极62b的内表面。共享电容器电极材料54在第一电容器电极62a及第二电容器电极62b之间垂直延伸,并形成共享电容器电极72。共享电容器电极72的区60延伸到容器形第一电容器电极62a及第二电容器电62b的开口中。共享电容器电极72通过电容器电介质材料44与电容器电极62a及62b间隔。图18a展示共享电容器电极72且电容器电介质材料44也沿容器形电极的外表面延伸,其中容器形电极62b的一部分沿图18a的视图展示。
89.在所说明实施例中,第一电容器60a及第二电容器60b彼此横向偏移,并且是彼此
的沿垂直延伸穿过共享电极72的柱58的中心的平面80的大体上镜像。术语“大体上镜像”意指在制造及测量的合理公差范围内的镜像。
90.沿层级18a的源极/漏极区34标记为34a及34b。区34a及34b可分别称为第一及第二源极/漏极区。此第一及第二源极/漏极区彼此横向偏移。容器形第一电容器电极62a及第二电容器电极62b分别与源极/漏极区34a及34b耦合。
91.在一些实施例中,图18到18b的电容器70可并入上文参考图1到4描述的类型的三维存储器阵列中。电容器可在存储器阵列的存储器单元内,并且可类似于图1到4的电容器1208及1308。在一些实施例中,电容器70可在存储器阵列内,所述存储器阵列包括类似于参考图3及4描述的数字线1312的垂直延伸数字线,并且在一些实施例中,电容器70可在包括类似于参考图1及2描述的字线1214的垂直延伸字线的存储器阵列内。
92.在一些实施例中,沿层级18中的每一者的所说明电容器可被称为成对的电容器,因为其共享公共板电极72。沿层级18a(在图18b中展示)的电容器70a及70b可被视为对应于一组成对的电容器,且类似地,沿其它层级18的成对的电容器70可被视为其它组成对的电容器。
93.在一些实施例中,成对的电容器70a及70b可一起被视为沿层级18a的电容器组合件。此电容器组合件是许多大体上等同电容器组合件中的一者,其中电容器组合件沿第一层级18。在一些实施例中,第一层级18可称为电容器组合件层级(或为含有电容器的层级)。在三维存储器装置(例如,类似于图1到4的现有技术装置中的任一者的装置)内,可能存在任何合适数目个此类电容器组合件层级。在一些实施例中,可能存在至少八个电容器组合件层级18、至少16个电容器组合件层级18、至少32个电容器组合件层级18、至少64个电容器组合件层级18、至少128个电容器组合件层级18、至少256个电容器组合件层级18,至少512个电容器组合件层级18等。
94.图18b-1展示在与图18b的工艺阶段类似的工艺阶段处的组合件10,但在上文参考图17b-1描述的阶段之后。图18b-1展示电容器电极72的柱58与沿容器形电容器电极62的内表面的第二电容器电极材料54的区60接合,并且还与沿容器形电容器电极62的外表面的第二电容器电极材料54的区64接合。
95.本文描述的实施例的优点是,与其中第二电容器电极仅沿横向延伸的容器形电极的内表面的常规配置(即,单侧电容器配置)相比,将第二电容器电极72缠绕在横向延伸的容器形第一电容器电极62的内及外边缘周围(即,图18到18b及18b-1所说明双侧电容器配置)可改进电容。相对于横向延伸的容器形电极,可能难以形成双侧电容器配置,并且本文描述的实施例可用于解决与制造此类双侧电容器配置相关联的至少一些困难。
96.上文论述的组合件及结构可在集成电路内利用(其中术语“集成电路”意指由半导体衬底支撑的电子电路);并且可并入电子系统中。此类电子系统可用在例如存储器模块、装置驱动器、电源模块、通信调制解调器、处理器模块及专用模块中,并且可包含多层、多芯片模块。电子系统可为广泛范围的系统中的任一者,例如(举例来说)照相机、无线装置、显示器、芯片组、机顶盒、游戏机、照明装置、交通工具、时钟、电视机、手机、个人计算机、汽车、工业控制系统、飞机等。
97.除非另有说明,否则本文描述的各种材料、物质、组成等可通过现在已知或尚待开发任何合适方法形成,其包含例如原子层沉积(ald)、化学气相沉积(cvd)、物理气相沉积
(pvd)等。
98.术语“电介质”及“绝缘”可用来描述具有绝缘电性质的材料。所述术语在本发明中被认为是同义的。在一些例子中利用术语“电介质”而在其它例子中利用术语“绝缘”(或“电绝缘”)可为为了在本发明内提供语言变化,以简化所附权利要求书内的前提基础,并且不用以指示任何显著化学或电差异。
99.术语“电连接”及“电耦合”两者都可在本发明中利用。这些术语被认为是同义的。在一些情况中利用一个术语而在其它情况中利用另一术语可为为了在本发明内提供语言变化,以简化所附权利要求书内的前提基础。
100.图式中各个实施例的特定定向仅用于说明目的,并且在一些应用中,实施例可相对于所展示定向旋转。本文提供的描述以及所附的权利要求书涉及具有各种特征之间的所描述关系的任何结构,而不管结构是处于图式的特定定向还是相对于此定向旋转。
101.为简化附图,除非另外指示,否则附图的横截面图仅展示横截面的平面内的特征,并且未展示横截面的平面后面的材料。
102.当一结构被称为在另一结构之上,如在另一结构“上”,“邻近”或“抵靠”另一结构时,其可直接在另一结构上或也可存在中间结构。相反,当一结构被称为如“直接在另一结构上”,“直接邻近”或“直接抵靠”另一结构时,不存在中间结构。术语“直在...正下方”、“在...正上方”等不指示直接物理接触(除非另有明确说明),而是指示直立对准。
103.结构(例如,层、材料等)可称为“垂直延伸”以指示从底层基底(例如,衬底)大体上向上延伸的结构。垂直延伸结构可相对于基底的上表面大体上正交地延伸,或不延伸。
104.一些实施例包含一种集成组合件,其具有横向延伸的容器形第一电容器电极及从所述第一电容器电极横向偏移的横向延伸的容器形第二电容器电极。所述容器形状的所述第一电容器电极沿第一横向方向敞开,且所述容器形状的所述第二电容器电极沿与所述第一横向方向相反的第二横向方向敞开。电容器电介质材料垫衬所述容器形第一及第二电容器电极的内表面及外表面。共享电容器电极在所述第一与第二电容器电极之间垂直延伸,并沿所述第一及第二电容器电极的所述经垫衬内及外表面延伸。所述共享电容器电极、所述电容器电介质材料及所述第一电容器电极并入第一横向延伸电容器中。所述共享电容器电极、所述电容器电介质材料及所述第二电容器电极并入第二横向延伸电容器中。所述第二横向延伸电容器从所述第一横向延伸电容器横向偏移。
105.一些实施例包含一种集成组合件,其包括垂直延伸穿过交替的第一与第二层级的堆叠的共享电容器电极材料的柱。所述第一层级为含有电容器的层级,并包括成对的横向延伸电容器。每一组所述成对的电容器包含第一电容器及第二电容器,其中所述第二电容器大体上是所述第一电容器沿垂直延伸穿过所述共享电极材料的所述柱的中心的平面的镜像。所述电容器包含与和存取装置相关联的源极/漏极区耦合的容器形电极。所述共享电极材料沿所述容器形电极的内及外表面延伸,并通过电容器电介质材料与所述内及外表面间隔。所述第二层级为包括一或多种绝缘材料的绝缘层级。
106.一些实施例包含一种形成集成组合件的方法。形成包含交替的第一层级与绝缘层级的堆叠的构造。所述第一层级包括半导体材料。所述构造包含垂直延伸穿过所述堆叠的绝缘面板。所述绝缘面板沿第一方向横向延伸。形成沟槽以延伸穿过所述堆叠。所述沟槽沿与所述第一方向交叉的第二方向横向延伸。使所述第一层级的所述半导体材料凹入以形成
邻近所述沟槽的空腔。所述空腔沿所述第一方向横向延伸。所述空腔中的每一者在一对相邻的所述绝缘面板之间。所述半导体材料的剩余区界定远离所述沟槽的所述空腔的横向外围。在所述半导体材料内沿所述空腔的所述横向外围形成源极/漏极区。在所述空腔内形成第一电容器电极材料。将所述第一电极材料图案化为容器形电容器电极。所述容器形电容器电极的区与所述源极/漏极区电耦合。所述容器形电容器电极具有在所述容器形状内的内表面,并且具有带有沿所述绝缘面板的区的外表面。移除所述绝缘面板的至少部分以借此暴露容器形电容器电极的所述外表面的所述区。沿所述容器形电容器电极的所述内表面及沿所述容器形电容器电极的所述外表面的所述区形成电容器电介质材料。邻近于所述电容器电介质材料及沿所述容器形电容器电极的所述内表面以及沿所述容器形电容器电极的所述外表面的所述区形成第二电容器电极材料。
107.根据法规,本文揭示的标的物已经用或多或少特定关于结构及方法特征的语言描述。然而,应理解,权利要求书不限于所展示及描述的特定特征,因为本文揭示的构件包括实例实施例。因此,权利要求书应按照字面上的措辞提供全部范围,并根据等效物原则进行适当解释。
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