[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明的示范性实施例大体涉及半导体装置的制造，尤其涉及半导体装置及其制造方法。

背景技术

随着移动设备的越来越广泛地应用及其持续小型化，一直努力使得构成移动设备或数字家电的半导体装置高度集成。在动态随机存取存储器(DRAM)装置或闪存装置的情况下，已作出各种尝试以在有限的空间里存储大量的信息。一般地，DRAM装置包括晶体管和电容器，并且具有晶体管形成在半导体基板上而电容器形成在晶体管上的堆叠结构。

为了实现晶体管和电容器之间的电连接，存储节点接触布置在晶体管的源极区域与电容器的存储节点电极之间。此外，晶体管的漏极区域通过位线接触与位线电连接。如上所述，在电容器布置于晶体管之上的结构中，由于诸如字线或位线的信号传输线布置于晶体管和电容器之间，因此由于信号传输线所占据的空间而使得电容器的容量增长受到限制。此外，存储节点接触具有大尺寸从而使得存储节点接触连接到存储节点电极。因为位线应当被图案化为布置于存储节点之间，因此图案化工艺是复杂的。此外，将位线图案化为布置在存储节点接触之间时，掩模覆盖可能会引起麻烦。因此，正在研发各种方法，用于图案化存储节点接触并在形成位线的蚀刻过程中蚀刻存储节点接触。然而，在依照现有技术的形成位线的蚀刻过程中，氧化层和金属层会被同时蚀刻。

发明内容

本发明的实施例涉及半导体装置及其制造方法，通过引入一种不使用掩模形成位线的方法，该半导体装置能够解决以下问题，即，在形成位线的蚀刻过程中需要同时蚀刻氧化层和金属层，以及由于掩模重叠更加难以图案化位线以使其布置在存储节点接触之间。

在实施例中，制造半导体装置的方法包括：在半导体基板上形成包括接触孔的层间介电层；通过采用导电材料填充接触孔而形成接触图案；去除层间介电层以暴露接触图案；形成具有第一厚度并围绕接触图案侧壁的间隔体；在提供有间隔体的接触图案的一个方向上形成延伸的位线；以及移除间隔体以在接触图案与位线之间形成空气间隙，具有第一距离的间隔布置在空气间隙中。

在实施例中，接触孔可在半导体基板的第一方向上成行排列而彼此间隔开第一间隔，且可在半导体基板的第二方向上排列而彼此间隔开第二间隔，第二方向与第一方向交叉，第二间隔比第一间隔窄。

优选地，第一间隔形成为具有比位线宽度和具有第一厚度的间隔体宽度之和更宽的宽度，并且第二间隔形成为具有不大于间隔体的宽度的宽度，间隔体具有第一厚度且围绕布置于半导体基板的第二方向上的接触图案的侧壁。

优选地，接触图案包括蚀刻选择性不同于构成层间介电层的材料的蚀刻选择性的材料。

可以采用包括缓冲氧化蚀刻剂(BOE)溶液或者氢氟酸溶液的湿蚀刻溶液通过浸出工艺去除层间介电层。

优选地，间隔体包括蚀刻选择性不同于构成接触图案的材料的蚀刻选择性的材料，并且间隔体填充布置于半导体基板的第一方向上的接触图案之间的第二间隔。

优选地，位线围绕接触图案的侧壁的至少1/3。

优选地，在形成位线之后该方法进一步包括：使位线从位线表面凹陷第一厚度，从而使围绕接触图案的间隔体的一部分暴露；以及形成覆盖位线的氮化物层，氮化物层形成为凹陷的第一厚度。

优选地，在形成空气间隙之后该方法进一步包括：在接触图案、位线和空气间隙上形成蚀刻停止层，该蚀刻停止层包括氮化物层。

蚀刻停止层可以仅形成在空气间隙的入口处。

间隔体可以采用湿蚀刻溶液去除，湿蚀刻溶液包括缓冲氧化蚀刻剂(BOE)溶液或者HF溶液。

在另一实施例中，制造半导体装置的方法包括：在半导体基板上形成层间介电层，层间介电层包括在半导体基板的第一方向上布置而彼此间隔开第一间隔，并且在垂直于半导体基板的第一方向的第二方向上布置而彼此间隔开第二间隔的接触孔，第二间隔比第一间隔窄；通过采用导电材料填充接触孔而形成接触图案；去除层间介电层以暴露接触图案；形成围绕接触图案侧壁并在第二方向上填充第二间隔的间隔体；形成位线，该位线在间隔体之间按行延伸；去除间隔体以在接触图案与位线之间形成空气间隙；以及在接触图案、位线和空气间隙上形成蚀刻停止层。