存储器结构及其制造方法与流程

本揭露是有关一种存储器结构与一种存储器结构的制造方法。

背景技术：

1、随机存取存储器(random access memory,ram)是一种挥发性存储器，常被用在计算机系统中来暂时储存程序数据，并可以分为静态随机存取存储器(static ram,sram)及动态随机存取存储器(dynamic ram,dram)两类。在静态随机存取存储器中，信息通过存储器单元中的晶体管的导电状态与否来储存，不需要周期性地重新写入，只要存储器芯片维持通电状态就能保存信息。另一方面，动态随机存取存储器中的信息是由存储器单元中电容的充电状态决定，为了保存数据，动态随机存储存储器必须持续地重新写入。

2、一般而言，在随机存取存储器中的信息存取是通过含有栅极的字线及接触源极与漏极的位元线来控制，而位元线会通过位元线接触层来跟存储器单元接触。通常来说，形成位元线接触层时会使用干蚀刻法与清洁以制造一个凹槽以形成位元线接触层，但这种做法会造成氧化层被过度蚀刻并且在存储器单元中留下空隙。因此在位元线接触层形成时，空隙中也会被填入位元线接触层的材料，而造成漏电流问题。为了防止这种空隙产生，可以多加一步干蚀刻法及清洁。然而，这一步多加的干蚀刻与清洁可能造成填入字线的沟槽的开口变大，进而在这样的工艺中限制了存储器单元的大小。

技术实现思路

1、本揭露的一技术态样为一种存储器结构。

2、根据本揭露的一实施方式，一种存储器结构包含半导体基板、两个字线结构、隔离结构与位元线接触层。半导体基板具有第一沟槽、第二沟槽、第一上表面与位于第一沟槽与第二沟槽之间的第二上表面，其中第二上表面较第一上表面低。两个字线结构的其中一者位于第一沟槽的下部，两个字线结构的另外一者位于第二沟槽的下部。隔离结构位于第一沟槽与第二沟槽中及字线结构上，接触第一沟槽的侧壁与第二沟槽的侧壁且延伸至半导体基板的第一上表面，其中隔离结构有延伸至半导体基板的第二上表面且与第二上表面共平面的上表面。位元线接触层位于半导体基板的第二上表面上且被隔离结构环绕。

3、在本揭露的一实施方式中，隔离结构接触两个字线结构的顶面。

4、在本揭露的一实施方式中，存储器结构还包含第一隔离层与第二隔离层。第一隔离层位于半导体基板的第一上表面上。第二隔离层位于第一隔离层上，其中第一隔离层与第二隔离层的每一者各具有内侧壁，且内侧壁接触隔离结构。

5、在本揭露的一实施方式中，第一隔离层的内侧壁与第二隔离层的内侧壁垂直于半导体基板的第一上表面。

6、在本揭露的一实施方式中，位元线接触层无位在第二隔离层与隔离结构之间的部分。

7、在本揭露的一实施方式中，位元线接触层无位在半导体基板的第二上表面下的部分。

8、在本揭露的一实施方式中，位元线接触层具有梯形的剖面轮廓。

9、在本揭露的一实施方式中，字线结构的每一者分别包含下部栅极、上部栅极以及阻障层。上部栅极与下部栅极重叠，其中上部栅极具有与隔离结构接触的上表面。阻障层环绕下部栅极且有一部分位于下部栅极与上部栅极之间。

10、在本揭露的一实施方式中，下部栅极的材料与上部栅极的材料不同。

11、在本揭露的一实施方式中，下部栅极的材料包含钨，上部栅极的材料包含硅。

12、在本揭露的一实施方式中，上部栅极与位元线接触层包含同一种材料。

13、在本揭露的一实施方式中，阻障层的材料包含氮化钛。

14、在本揭露的一实施方式中，存储器结构还包含外部氧化层。外部氧化层位于上部栅极与阻障层之间且沿着上部栅极的侧壁延伸至隔离结构。

15、在本揭露的一实施方式中，存储器结构还包含内部氧化层。内部氧化层位于外部氧化层与第一沟槽与第二沟槽的其中一者的侧壁之间以及阻障层与第一沟槽与第二沟槽的其中一者的侧壁之间。

16、在本揭露的一实施方式中，隔离结构具有位于第一沟槽的第一部分与位于第二沟槽的第二部分，第一部分的宽度与第一沟槽的宽度相同，且第二部分的宽度与第二沟槽的宽度相同。

17、本揭露的另一技术态样为一种存储器结构的制造方法。

18、根据本揭露的一实施方式，一种存储器结构的制造方法包含在半导体基板里形成第一沟槽与第二沟槽；分别在第一沟槽与第二沟槽里形成两个字线结构；在第一沟槽与第二沟槽里与两个字线结构上形成隔离结构，其中隔离结构接触第一沟槽的侧壁与第二沟槽的侧壁，并延伸至半导体基板的第一上表面；移除部分的隔离结构与部分的半导体基板，其中隔离结构具有延伸至半导体基板的第二上表面且与第二上表面共平面的上表面，且第二上表面较第一上表面低；以及在半导体基板的第二上表面上形成位元线接触层且位元线接触层被隔离结构环绕。

19、在本揭露的一实施方式中，存储器结构的制造方法还包含在半导体基板里形成第一沟槽与第二沟槽之前，在半导体基板上按顺序形成第一隔离层与第二隔离层。

20、在本揭露的一实施方式中，存储器结构的制造方法还包含在半导体基板里形成第一沟槽与第二沟槽之后，沿着第一沟槽的侧壁与第二沟槽的侧壁形成内部氧化层；以及在第二隔离层与内部氧化层上形成外部氧化层，其中外部氧化层有位于两个字线结构的其中一者的阻障层与上部栅极之间以及内部氧化层与上部栅极之间的第一部分，以及位于上部栅极上的第二部分。

21、在本揭露的一实施方式中，存储器结构的制造方法还包含在第一沟槽与第二沟槽里与两个字线结构上形成隔离结构之前，移除外部氧化层的第二部分以及内部氧化层高于上部栅极的顶面的部分。

22、在本揭露的一实施方式中，第二隔离层的材料包含氮化硅，半导体基板的材料包含硅，移除外部氧化层的第二部分以及内部氧化层高于上部栅极的顶面的部分是使用对氧化硅与氮化硅与对氧化硅与硅具高选择性的氧化物剥离工艺。

23、在本揭露上述实施方式中，由于存储器结构的隔离结构接触第一沟槽的侧壁与第二沟槽的侧壁，且有延伸至半导体基板的第二上表面且与第二上表面共平面的上表面，隔离结构与半导体基板之间并没有空隙产生。如此一来，在位元线接触层形成之后，位元线接触层无在隔离结构与半导体基板之间形成的部分，借此避免了漏电流的问题。更甚者，为了防止传统的隔离结构与半导体基板之间的空隙出现而多加的蚀刻步骤可以被省略，因此本揭露的存储器结构不会出现开口扩大的问题，进而使存储器结构的大小不会被限制。

技术特征：

1.一种存储器结构，其特征在于，包含：

2.根据权利要求1所述的存储器结构，其特征在于，该隔离结构接触该两个字线结构的顶面。

3.根据权利要求1所述的存储器结构，其特征在于，还包含：

4.根据权利要求3所述的存储器结构，其特征在于，该第一隔离层的该内侧壁与该第二隔离层的该内侧壁垂直于该半导体基板的该第一上表面。

5.根据权利要求3所述的存储器结构，其特征在于，该位元线接触层无位在该第二隔离层与该隔离结构之间的部分。

6.根据权利要求1所述的存储器结构，其特征在于，该位元线接触层无位在该半导体基板的该第二上表面下的部分。

7.根据权利要求1所述的存储器结构，其特征在于，该位元线接触层具有梯形的剖面轮廓。

8.根据权利要求1所述的存储器结构，其特征在于，该两个字线结构的每一者分别包含：

9.根据权利要求8所述的存储器结构，其特征在于，该下部栅极的材料与该上部栅极的材料不同。

10.根据权利要求9所述的存储器结构，其特征在于，该下部栅极的材料包含钨，该上部栅极的材料包含硅。

11.根据权利要求8所述的存储器结构，其特征在于，该上部栅极与该位元线接触层包含同一种材料。

12.根据权利要求8所述的存储器结构，其特征在于，该阻障层的材料包含氮化钛。

13.根据权利要求8所述的存储器结构，其特征在于，还包含：

14.根据权利要求13所述的存储器结构，其特征在于，还包含：

15.根据权利要求1所述的存储器结构，其特征在于，该隔离结构具有位于该第一沟槽的第一部分与位于该第二沟槽的第二部分，该第一部分的宽度与该第一沟槽的宽度相同，且该第二部分的宽度与该第二沟槽的宽度相同。

16.一种存储器结构的制造方法，其特征在于，包含：

17.根据权利要求16所述的存储器结构的制造方法，其特征在于，还包含：

18.根据权利要求17所述的存储器结构的制造方法，其特征在于，还包含：

19.根据权利要求18所述的存储器结构的制造方法，其特征在于，还包含：

20.根据权利要求19所述的存储器结构的制造方法，其特征在于，该第二隔离层的材料包含氮化硅，该半导体基板的材料包含硅，移除该外部氧化层的该第二部分以及该内部氧化层高于该上部栅极的该顶面的该部分是使用对氧化硅与氮化硅与对氧化硅与硅具高选择性的氧化物剥离工艺。

技术总结一种存储器结构包含半导体基板、两个字线结构、隔离结构与位元线接触层。半导体基板具有第一沟槽、第二沟槽、第一上表面与位于第一沟槽与第二沟槽之间且低于第一上表面的第二上表面。两个字线结构分别位于第一沟槽与第二沟槽内。隔离结构位于两个字线结构上且接触第一沟槽的侧壁与第二沟槽的侧壁，其中隔离结构有延伸至半导体基板的第二上表面且与第二上表面共平面的上表面。位元线接触层位于半导体基板的第二上表面上且被隔离结构环绕。如此一来，避免了漏电流的问题。更甚者，为了防止传统的隔离结构与半导体基板之间的空隙出现而多加的蚀刻步骤可以被省略，因此本揭露的存储器结构不会出现开口扩大的问题，进而使存储器结构的大小不会被限制。技术研发人员：吴俊亨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：2024/7/18