半导体元件及其制造方法与流程

本揭露有关于一种半导体元件及其制造方法。

背景技术：

1、在形成半导体元件的传统技术中，通孔通常会在双硅通孔(tsv)工艺中产生。举例来说，以双tsv方案制造的传统方法是蚀刻介电质层以形成通孔。通孔覆盖有阻障层并填充有铜(cu)。在半导体工业中，半导体元件中的铜漂移是涉及电流泄漏或可靠性的一个问题。它可能导致铜被喷溅到tsv衬裹氧化物上。如果没有保护喷溅的铜免受来自钽(ta)阻障层的扩散，则可能会出现有关于由于这种金属污染而导致的tsv衬裹的击穿电压下降的负面影响。这很可能导致后续相关工艺中的电阻变化，从而降低整个半导体元件的性能。因此，本领域亟需一种能够解决上述问题的半导体元件及其制造方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本揭露的一目的在于提出一种可有解决上述问题的半导体元件及其制造方法。

2、为了达到上述目的，依据本揭露的一实施方式，一种制造半导体元件的方法包含：依序地形成第一支撑层、第一铸模层以及第二支撑层于基板的表面上，其中第一铸模层形成为夹于第一支撑层与第二支撑层之间；形成数个第一开口于第二支撑层上以暴露第一铸模层；依序地形成第二铸模层以及第三支撑层于具有第一开口的第二支撑层上，致使第二铸模层接触第一铸模层；形成数个第二开口于第三支撑层上以暴露第二铸模层，其中第二开口形成于第一开口的正上方；填充铸模材料于第二开口中，其中铸模材料与第二铸模层相同；形成数个沟槽以暴露基板，其中沟槽贯穿第一支撑层、第一铸模层、第二支撑层、第二铸模层以及第三支撑层，且沟槽与第二开口隔开；共形地形成导电层于沟槽的数个内侧壁上；以及去除铸模材料、第二铸模层以及第一铸模层。

3、于本揭露的一或多个实施方式中，第二开口分别与第一开口实质上在垂直于基板的表面的方向上对齐。

4、于本揭露的一或多个实施方式中，第一铸模层的材料与第二铸模层的材料相同。

5、于本揭露的一或多个实施方式中，第二开口的每一者被沟槽中的三者围绕。

6、于本揭露的一或多个实施方式中，填充铸模材料于第二开口中的步骤进一步包含：过度填充铸模材料于第二开口中；以及平坦化铸模材料，致使铸模材料与第三支撑层齐平。

7、于本揭露的一或多个实施方式中，半导体元件的制造方法进一步包含去除导电层的数个部位以暴露第三支撑层以及铸模材料。

8、于本揭露的一或多个实施方式中，去除导电层的部位通过化学机械平坦化工艺执行。

9、于本揭露的一或多个实施方式中，去除铸模材料、第二铸模层以及第一铸模层的步骤通过湿蚀刻工艺执行。

10、为了达到上述目的，依据本揭露的一实施方式，一种半导体元件的制造方法包含：依序地形成第一支撑层、第一铸模层以及第二支撑层于基板的表面上，其中第一铸模层形成为夹于第一支撑层与第二支撑层之间；形成数个第一开口于第二支撑层上以暴露第一铸模层；依序地形成第二铸模层以及第三支撑层于具有第一开口的第二支撑层上，致使第二铸模层接触第一铸模层；形成数个第二开口于第三支撑层上以暴露第二铸模层，其中第二开口形成于第一开口的正上方；填充铸模材料于第二开口中，其中铸模材料与第二铸模层相同；形成数个沟槽以暴露基板，其中沟槽与第二开口隔开，其中第二开口中的每一者被沟槽中的三者围绕；共形地形成导电层于沟槽的数个内侧壁上；以及去除铸模材料、第二铸模层以及第一铸模层。

11、于本揭露的一或多个实施方式中，第二开口分别与第一开口实质上在垂直于基板的表面的方向上对齐。

12、于本揭露的一或多个实施方式中，第一铸模层的材料与第二铸模层的材料相同。

13、于本揭露的一或多个实施方式中，第一铸模层、第二铸模层以及铸模材料由氧化物制成。

14、于本揭露的一或多个实施方式中，沟槽贯穿第一支撑层、第一铸模层、第二支撑层、第二铸模层以及第三支撑层。

15、于本揭露的一或多个实施方式中，填充铸模材料于第二开口中的步骤进一步包含：过度填充铸模材料于第二开口中；以及平坦化铸模材料，致使铸模材料与第三支撑层齐平。

16、于本揭露的一或多个实施方式中，半导体元件的制造方法进一步包含去除导电层的数个部位以暴露第三支撑层以及铸模材料，其中去除导电层的部位的步骤通过化学机械平坦化工艺执行。

17、于本揭露的一或多个实施方式中，去除铸模材料、第二铸模层以及第一铸模层通过湿蚀刻工艺执行。

18、为了达到上述目的，依据本揭露的一实施方式，一种半导体元件包含基板、第一支撑层、第二支撑层、第三支撑层以及导电层。第一支撑层设置于基板的表面上。第二支撑层设置于第一支撑层上方并具有数个第一开口。第二支撑层与第一支撑层隔开。第三支撑层设置于第二支撑层上方并具有数个第二开口。第三支撑层与第二支撑层隔开，且第一支撑层、第二支撑层以及第三支撑层通过空腔隔开，且第一开口中的每一者与第二开口中的每一者实质上在垂直于基板的表面的方向上对齐。导电层设置于基板的表面、第一支撑层的数个侧壁、第二支撑层的数个侧壁以及第三支撑层的数个侧壁。

19、于本揭露的一或多个实施方式中，导电层穿透空腔。

20、于本揭露的一或多个实施方式中，第一支撑层、第二支撑层以及第三支撑层由氮化物制成。

21、于本揭露的一或多个实施方式中，第一开口中的每一者的宽度与第二开口中的每一者的宽度相同。

22、综上所述，在本揭露的半导体元件及其制造方法中，由于在沉积底部电极之后排除了干蚀刻第三支撑层以及干蚀刻第二支撑层的步骤，因此导电层不再被消耗，从而提高dram的单元电容。在本揭露的半导体元件及其制造方法中，由于在沉积导电层之后没有额外的第三支撑层被蚀刻，因此电容器的结构将更加牢固以避免电容器与电容器之间短路的问题，从而提高其电性能。

23、以上所述仅用以阐述本揭露所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本揭露的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

技术特征：

1.一种半导体元件的制造方法，其特征在于，包含：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个第二开口分别与所述多个第一开口实质上在垂直于所述基板的所述表面的方向上对齐。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一铸模层的材料与所述第二铸模层的材料相同。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个第二开口的每一者被所述多个沟槽中的三者围绕。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充所述铸模材料于所述多个第二开口中的步骤进一步包含：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含去除所述导电层的多个部位以暴露所述第三支撑层以及所述铸模材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，去除所述导电层的所述多个部位通过化学机械平坦化工艺执行。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，去除所述铸模材料、所述第二铸模层以及所述第一铸模层的步骤通过湿蚀刻工艺执行。

9.一种半导体元件的制造方法，其特征在于，包含：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多个第二开口分别与所述多个第一开口实质上在垂直于所述基板的所述表面的方向上对齐。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一铸模层的材料与所述第二铸模层的材料相同。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一铸模层、所述第二铸模层以及所述铸模材料由氧化物制成。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多个沟槽贯穿所述第一支撑层、所述第一铸模层、所述第二支撑层、所述第二铸模层以及所述第三支撑层。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述填充所述铸模材料于所述多个第二开口中的步骤进一步包含：

15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包含去除所述导电层的多个部位以暴露所述第三支撑层以及所述铸模材料，其中所述去除所述导电层的所述多个部位的步骤通过化学机械平坦化工艺执行。

16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，去除所述铸模材料、所述第二铸模层以及所述第一铸模层通过湿蚀刻工艺执行。

17.一种半导体元件，其特征在于，包含：

18.根据权利要求17所述的半导体元件，其特征在于，所述导电层穿透所述空腔。

19.根据权利要求17所述的半导体元件，其特征在于，所述第一支撑层、所述第二支撑层以及所述第三支撑层由氮化物制成。

20.根据权利要求17所述的半导体元件，其特征在于，所述多个第一开口中的每一者的宽度与所述多个第二开口中的每一者的宽度相同。

技术总结本揭露提供一种半导体元件的制造方法。所述方法包含：依序地形成第一支撑层、第一铸模层以及第二支撑层于基板的表面上；形成数个第一开口于第二支撑层上以暴露第一铸模层；依序地形成第二铸模层以及第三支撑层于具有第一开口的第二支撑层上；形成数个第二开口于第三支撑层上以暴露第二铸模层；填充铸模材料于第二开口中；形成数个沟槽以暴露基板，且沟槽与第二开口隔开；共形地形成导电层于沟槽的内侧壁上；以及去除铸模材料、第二铸模层以及第一铸模层。本揭露的半导体元件的制造方法避免导电层的消耗并减少蚀刻第三支撑层以提供具有更稳固的结构的半导体元件。技术研发人员：王文杰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：2024/7/23