具有可编程绝缘层的半导体元件及其制备方法与流程

本公开涉及一种半导体元件及其制备方法，尤其涉及一种具有可编程绝缘层的半导体元件及其制备方法。

背景技术：

1、半导体元件用于各种电子应用，例如个人计算机、移动电话、数码相机和其他电子设备。半导体元件的尺寸不断缩小，以满足计算能力日益增长的需求。然而，在缩小的过程中，也出现了各种的问题，并且这些问题还在不断增加。因此，在提高质量、产量、性能和可靠性以及降低复杂性方面仍然存在挑战。

2、上文的「现有技术」说明仅提供背景技术，并未承认上文的「现有技术」说明揭示本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的「现有技术」的任何说明均不应作为本案的任一部分。

技术实现思路

1、本公开的一方面提供一种半导体元件，包括一基底；一凹谷，其内凹地设置于该基底的一顶面上；一可编程绝缘层，其共形地设置于该凹谷上，并包括一v形横截面轮廓；及一顶部电极，其设置于该可编程绝缘层上。该可编程绝缘层被配置为在一编程电压下被烧断。

2、本公开的另一方面提供一种半导体元件，包括一基底，其包括一阵列区和邻近该阵列区的一外围区；一凹谷，其内凹地设置于该基底的外围区的一顶面上；一可编程绝缘层，其共形地设置于该凹谷上，并包括一v形横截面轮廓；一顶部电极，其设置于该可编程绝缘层上；及一外围栅极结构，其设置于该基底的外围区的顶面上。该可编程绝缘层被配置为在一编程电压下被烧断。

3、本公开的另一方面提供一种半导体元件的制备方法，包括提供一基底；形成一底层在该基底上；形成一掩模层在该底层上；形成一第一保护层在该底层上，并覆盖该掩模层；去除部分该第一保护层，以暴露该掩模层；去除该掩模层，以露出部分该底层；以该第一保护层为掩模，去除部分该底层，以形成暴露部分该基底的一开口；执行一凹谷蚀刻制程，以移除部分该基底，并形成一凹谷在该基底的一顶面上；共形地形成一可编程绝缘层在该凹谷上；及形成一顶部电极在该可编程绝缘层上。该可编程绝缘层包括一v形横截面轮廓，并且被配置为在一编程电压下被烧断。

4、由于本公开的半导体元件的设计，可以通过采用包括v形截面轮廓的可编程绝缘层来降低编程电压。编程电压的降低有助于防止可能由高编程电压引起的对半导体元件的其他元件的潜在损坏。

5、上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，俾使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的申请专利范围标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或制程而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中具有通常知识者亦应了解，这类等效建构无法脱离后附的申请专利范围所界定的本公开的精神和范围。

技术特征：

1.一种半导体元件，包括：

2.如权利要求1所述的半导体元件，其中该顶部电极包括一底部，其设置于该可编程绝缘层上，及一顶部，其设置于该底部上。

3.如权利要求2所述的半导体元件，其中该可编程绝缘层包括氧化物、氮化物、氮氧化物、硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、氮化物、高k介电材料或其组合。

4.如权利要求3所述的半导体元件，还包括一底部导电层，其设置于该基底中并接触该可编程绝缘层。

5.如权利要求4所述的半导体元件，其中该底部包括掺杂多晶硅、掺杂多晶锗、或掺杂多晶硅锗。

6.如权利要求5所述的半导体元件，其中该基底的晶体取向为<110>、<100>或<111>。

7.如权利要求6所述的半导体元件，其中该顶部包括钨、钴、锆、钽、钛、铝、钌、铜、金属碳化物、金属氮化物、过渡金属铝化物或其组合。

8.如权利要求7所述的半导体元件，其中该底部导电层的宽度大于或等于该可编程绝缘层的宽度。

9.如权利要求8所述的半导体元件，其中该底部导电层包括n型掺杂剂或p型掺杂剂。

10.如权利要求1所述的半导体元件，其中该可编程绝缘层的宽度与该可编程绝缘层的高度的比率在约3:1至约1:1之间。

11.一种半导体元件的制备方法，包括：

12.如权利要求11所述的半导体元件的制备方法，其中该基底的晶体取向为<110>、<100>或<111>。

13.如权利要求12所述的半导体元件的制备方法，其中该凹谷蚀刻制程是湿式蚀刻制程。

14.如权利要求13所述的半导体元件的制备方法，其中该凹谷蚀刻制程包括氢氧化钾或氢氧化钠。

15.如权利要求13所述的半导体元件的制备方法，其中该可编程绝缘层包括氧化物、氮化物、氮氧化物、硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、氮化物、高k介电材料或其组合。

16.如权利要求11所述的半导体元件的制备方法，其中该可编程绝缘层的宽度与该可编程绝缘层的高度的比率在约3:1至约1:1之间。

技术总结
本申请公开一种半导体元件及其制备方法。该半导体元件包括一基底；一凹谷，其内凹地设置于该基底的一顶面上；一可编程绝缘层，其共形地设置于该凹谷上，并包括一V形横截面轮廓；及一顶部电极，其设置于该可编程绝缘层上。该可编程绝缘层被配置为在一编程电压下被烧断。

技术研发人员：庄英政
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：2025/1/23