埋入式字线结构及其制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108899309A(43)申请公布日2018.11.27(21)申请号201810679961.8(22)申请日2018.06.27(71)申请人长鑫存储技术有限公司地址230000安徽省合肥市经济技术开发区翠微路6号海恒大厦630室(72)发明人不公告发明人(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人罗泳文(51)Int.Cl.H01L23/522(2006.01)H01L21/768(2006.01)权利要求书4页说明书12页附图10页(54)发明名称埋入式字线结构及其制作方法(57)摘要本发明提供一种埋入式字线结构及其制备方法，该结构包括半导体衬底、字线沟槽、栅介质层、氧阻隔内衬层及漏电抑制层。字线金属填充于字线沟槽中，且字线金属的第二顶面低于所述有源区的第一顶面，以形成一容置槽于字线金属上方，氧阻隔内衬层覆盖于字线金属表面，且氧阻隔内衬层上方保留有容置空间，氧阻隔内衬层用以抑制氧渗入至字线金属而造成字线金属的氧化；漏电抑制层，填充于容置空间，漏电抑制层的介电常数低于所述氧阻隔内衬层。本发明通过在字线金属表面覆盖氧阻隔内衬层，能在随后的加热工艺其间，抑制氧渗入至字线金属而造成字线金属的氧化，从而能够增强字线金属的抗氧化能力并提高字线晶体管的可靠性。CN108899309ACN108899309A权利要求书1/4页1.一种埋入式字线结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：1)提供一半导体衬底，所述半导体衬底中具有沟槽隔离结构，藉由所述沟槽隔离结构于所述半导体衬底隔离出若干个有源区；2)刻蚀形成若干个字线沟槽于所述半导体衬底中，所述字线沟槽延伸贯穿所述有源区的第一顶面；3)形成栅介质层于所述字线沟槽的底部及侧壁；4)填充字线金属于所述字线沟槽中，并回刻去除部分所述字线金属，使得回刻后所述字线金属的第二顶面低于所述有源区的第一顶面，以形成一容置槽于所述字线金属上方的所述字线沟槽中，所述容置槽由所述字线金属的第二顶面及位于所述字线沟槽侧壁的所述栅介质层围成；5)于所述容置槽中形成氧阻隔内衬层，所述氧阻隔内衬层实质覆盖所述字线金属的第二顶面并延伸覆盖所述栅介质层在所述字线沟槽侧壁的部分，所述氧阻隔内衬层上方保留有容置空间，所述氧阻隔内衬层用以抑制氧渗入至所述字线金属而造成所述字线金属的氧化；以及6)于所述容置空间内填充漏电抑制层，其中，所述漏电抑制层的介电常数低于所述氧阻隔内衬层。2.根据权利要求1所述的埋入式字线结构的制作方法，其特征在于：所述氧阻隔内衬层在所述字线金属上的覆盖厚度范围介于25纳米～60纳米之间。3.根据权利要求1所述的埋入式字线结构的制作方法，其特征在于：步骤5)中，所述氧阻隔内衬层包括侧壁保护部，形成于所述容置槽的侧壁，所述容置空间由所述氧阻隔内衬层在所述字线金属上的第三顶面及所述侧壁保护部的内侧面围成，以进一步抑制氧渗透，所述氧阻隔内衬层的所述第三顶面低于所述有源区的所述第一顶面。4.根据权利要求3所述的埋入式字线结构的制作方法，其特征在于：位于所述容置槽侧壁的所述侧壁保护部的宽度与位于所述容置空间内的所述漏电抑制层的宽度的比介于1:20～1:5之间，以保证抑制氧渗透的同时，降低器件的漏电流以及寄生电容，提高器件的响应速度。5.根据权利要求3所述的埋入式字线结构的制作方法，其特征在于：所述侧壁保护部由内侧面至所述栅介质层的宽度范围介于2纳米～5纳米之间。6.根据权利要求3所述的埋入式字线结构的制作方法，其特征在于：步骤5)包括：5-1)于所述容置槽中填充氧渗透抑制材料层；以及5-2)采用光刻工艺及刻蚀工艺于所述氧渗透抑制材料层刻蚀出所述容置空间，以形成覆盖所述字线金属的氧阻隔内衬层以及位于所述容置槽侧壁的所述侧壁保护部，其中，所述刻蚀工艺采用的射频偏压功率介于200瓦～600瓦，刻蚀压力介于5毫托～15毫托之间，刻蚀温度介于20摄氏度～60摄氏度之间，刻蚀气体包括四氟甲烷、二氟甲烷、氧气及氩气。7.根据权利要求1所述的埋入式字线结构的制作方法，其特征在于：所述容置空间由所述氧阻隔内衬层的第三顶面及位于所述字线沟槽侧壁的所述栅介质层围成，藉由填充于所述容置空间内的所述漏电抑制层以降低器件的漏电。8.根据权利要求1所述的埋入式字线结构的制作方法，其特征在于：所述氧阻隔内衬层的材质包含氮化硅，所述漏电抑制层的材质包含二氧化硅。2CN108899309A权利要求书2/4页9.根据权利要求1所述的埋入式字线结构的制作方法，其特征在于：所述漏电抑制层与所述氧阻隔内衬层的厚度比介于1:1～2:1之间，以保证抑制氧渗透的同时，降低器件的漏电流以及寄生电容，提高器件的响应速度。10.根据权利要求1所述的埋入式字线结构的