半导体装置及其形成方法与流程

本发明是关于半导体装置及其形成方法，特别是关于动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)及其形成方法。

背景技术：

1、近年来，已提出了一种在电浮置体上的动态随机存取存储器(dram)。此种存储器将在传统的一晶体管和一电容器存储器单元中的电容器消除，进而利于单元尺寸的微缩。此外，相较于传统的一晶体管和一电容器存储器单元，此种存储器可适用于较小的单元尺寸。然而，由于所储存的电荷随时间而流失，此种动态随机存取存储器仍需要重新整理的步骤。因此，关于半导体装置和制造技术仍有一些问题需要克服。

技术实现思路

1、一种半导体装置，包括：衬底；源极区，设置于衬底上；漏极区，设置于源极区上；以及浮置主体区，设置于源极区与漏极区之间。浮置主体区垂直地将源极区和漏极区隔开。半导体装置更包括：栅极区，横向地包绕浮置主体区；以及栅极介电质，位于浮置主体区与栅极区之间，并将浮置主体区与栅极区绝缘。栅极介电质的材料具有负电容特征。

2、一种半导体装置的形成方法，包括：提供衬底；于衬底上依序地形成源极区、浮置主体区、以及漏极区；以及形成栅极区包绕浮置主体区。半导体装置的形成方法更包括在形成栅极区之前，形成栅极介电质将浮置主体区与栅极区绝缘。栅极介电质的材料具有负电容特征。

3、通过本发明提出的半导体装置及其形成方法，可以更有效地微缩存储器的特征尺寸，借由累积和抹去电荷造成存储器裕度(window)的效应，提升设计弹性并应对各种设计需求。

技术特征：

1.一种半导体装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，更包括一源极线，设置于该衬底上，其中该源极线电连接该源极区。

3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，更包括一字线，由该栅极区向外延伸，其中该字线的延伸方向垂直于该源极线的延伸方向。

4.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，更包括一层间介电质，覆盖该源极线。

5.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，该层间介电质的顶面低于该源极区与该浮置主体区之间的界面。

6.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，该栅极区包绕该源极区的一部分和该漏极区的一部分。

7.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，更包括一层间介电质，覆盖该栅极区。

8.如权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，更包括一位线，设置于该层间介电质上，其中该字线电连接该漏极区。

9.如权利要求8所述的半导体装置，其特征在于，更包括一金属间介电质，设置于该位线上。

10.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，该栅极介电质更包括一气隙，接触该漏极区，其中该栅极介电质靠近该源极区的部分与靠近该漏极区的部分呈现非对称的配置。

11.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，更包括一界面层位于该浮置主体区与该栅极介电质之间，并将该浮置主体区与该栅极介电质隔开。

12.一种半导体装置的形成方法，其特征在于，包括：

13.如权利要求12所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，形成该源极区、该浮置主体区、以及该漏极区包括于衬底上依序地沉积一源极层、一浮置主体层、以及一漏极层，接着图案化该漏极层和该浮置主体层、以及一部分的该源极层。

14.如权利要求13所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，该源极层未被图案化的部分成为电连接至该源极区的一源极线。

15.如权利要求14所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，形成该栅极介电质和该栅极区包括于该源极线的露出表面上、该源极区和该浮置主体区的侧壁上、以及该漏极区的侧壁上和顶面上顺应性地沉积一栅极介电层和一栅极层，接着回蚀该栅极介电层和该栅极层。

16.如权利要求15所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，更包括在顺应性地沉积该栅极介电层和该栅极层之前，形成一层间介电质覆盖该源极区、该浮置主体区、以及该漏极区，接着刻蚀该层间介电质以露出该漏极区和该浮置主体区、以及一部分的该源极区。

17.如权利要求15所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，更包括在顺应性地沉积该栅极介电层和该栅极层之前，于该源极线的露出表面上、该源极区和该浮置主体区的侧壁上、以及该漏极区的侧壁上和顶面上顺应性地沉积一界面材料层。

18.如权利要求17所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，更包括回蚀该界面材料层成为一界面层，其中该界面层的材料特征不同于该栅极介电质的材料特征。

19.如权利要求15所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，回蚀该栅极介电层和该栅极层更包括将该栅极介电层的顶面刻蚀至低于该栅极层的顶面，以形成一凹槽位于该浮置主体区与该栅极区之间。

20.如权利要求19所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，更包括形成一层间介电质覆盖该栅极介电质和该栅极区，其中该层间介电质将该凹槽密封成一气隙。

技术总结本发明提供了一种半导体装置及其形成方法，包括：衬底；源极区，设置于衬底上；漏极区，设置于源极区上；以及浮置主体区，设置于源极区与漏极区之间。浮置主体区垂直地将源极区和漏极区隔开。半导体装置更包括：栅极区，横向地包绕浮置主体区；以及栅极介电质，位于浮置主体区与栅极区之间，并将浮置主体区与栅极区绝缘。栅极介电质的材料具有负电容特征。技术研发人员：陈侑廷,任楷受保护的技术使用者：华邦电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10