本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溝槽版圖結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體器件及其制作方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體器件的集成程度越來越高，為了提高半導(dǎo)體器件的封裝密度，半導(dǎo)體器件已經(jīng)逐步從簡(jiǎn)單的平面結(jié)構(gòu)過渡到較為復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，尤其是目前三維存儲(chǔ)器的技術(shù)研發(fā)已經(jīng)成為國(guó)際上研發(fā)的一個(gè)主流。

現(xiàn)有技術(shù)中三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)通常采用后柵工藝實(shí)現(xiàn)，即先沉積氮化硅作為假柵，假柵之間以氧化硅來隔離，在形成溝道孔之后，再進(jìn)行溝槽刻蝕，隨后去除假柵，在溝槽內(nèi)填充金屬，形成金屬柵，再采用刻蝕的方法將金屬柵從溝槽中分離。

三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器包括字線臺(tái)階區(qū)溝槽和陣列區(qū)溝槽，在深槽刻蝕時(shí)，兩者形貌差別較大：字線臺(tái)階區(qū)溝槽較為傾斜，陣列區(qū)溝槽較為垂直；使得在字線臺(tái)階區(qū)溝槽內(nèi)填充金屬，形成金屬柵后，再刻蝕將金屬柵從字線臺(tái)階區(qū)溝槽分離時(shí)，存在金屬柵殘留，從而造成金屬柵與金屬柵之間的漏電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種溝槽版圖結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體器件及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中將字線臺(tái)階區(qū)溝槽的金屬柵分離時(shí)，存在字線臺(tái)階區(qū)金屬柵殘留，造成的金屬柵與金屬柵之間漏電的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種溝槽版圖結(jié)構(gòu)，包括：

溝槽開口，所述溝槽開口包括字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口和陣列區(qū)溝槽開口；

位于相鄰兩條所述溝槽開口之間的溝槽孔開口；

其中，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口與所述陣列區(qū)溝槽開口相接，沿垂直于所述溝槽開口長(zhǎng)度延伸方向上，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度大于所述陣列區(qū)溝槽開口的寬度。

優(yōu)選地，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度比所述陣列區(qū)溝槽開口的寬度大10nm-50nm，包括端點(diǎn)值。

優(yōu)選地，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度均勻。

優(yōu)選地，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口遠(yuǎn)離所述陣列區(qū)溝槽開口的側(cè)邊為圓心朝向所述陣列區(qū)溝槽開口的弧形。

優(yōu)選地，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度沿遠(yuǎn)離所述陣列區(qū)溝槽開口的方向逐漸增大。

優(yōu)選地，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口遠(yuǎn)離所述陣列區(qū)溝槽開口的側(cè)邊為圓心朝向所述陣列區(qū)溝槽開口的弧形。

優(yōu)選地，在沿所述溝槽長(zhǎng)度延伸方向上，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口遠(yuǎn)離所述陣列區(qū)溝槽開口的側(cè)邊的最外緣位于所述溝槽孔開口遠(yuǎn)離所述陣列區(qū)溝槽開口的最外緣背離所述陣列區(qū)溝槽開口的一側(cè)。

優(yōu)選地，在沿所述溝槽長(zhǎng)度延伸方向上，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口遠(yuǎn)離所述陣列區(qū)溝槽開口的側(cè)邊的最外緣與所述溝槽孔開口遠(yuǎn)離所述陣列區(qū)溝槽開口的最外緣之間的距離為0.5μm-2μm，包括端點(diǎn)值。

本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，采用上面任意一項(xiàng)所述的溝槽版圖結(jié)構(gòu)制作形成，所述半導(dǎo)體器件包括：

襯底；

位于所述襯底內(nèi)的溝槽，所述溝槽包括字線臺(tái)階區(qū)溝槽和陣列區(qū)溝槽；

以及位于所述襯底內(nèi)，且位于相鄰溝槽之間的溝槽孔；

其中，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽與所述陣列區(qū)溝槽相接，在所述襯底表面且沿垂直于所述溝槽長(zhǎng)度延伸方向上，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度大于所述陣列區(qū)溝槽開口的寬度。

優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體器件為三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器。

另外，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件制作方法，包括：

提供襯底，所述襯底包括字線臺(tái)階區(qū)和陣列區(qū)；

在所述襯底上形成溝槽刻蝕掩膜版，所述溝槽刻蝕掩膜版上的圖形為上面所述的溝槽版圖結(jié)構(gòu)；

對(duì)所述襯底進(jìn)行刻蝕，得到字線臺(tái)階區(qū)溝槽和陣列區(qū)溝槽。

經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的溝槽版圖結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件，在沿溝槽開口長(zhǎng)度延伸方向上，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度大于所述陣列區(qū)溝槽開口的寬度。由于將字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度進(jìn)行增大處理，使得字線臺(tái)階溝槽底部的尺寸增加，在沉積金屬過程中，字線臺(tái)階區(qū)的金屬堆積厚度，相對(duì)于未增加寬度的字線臺(tái)階區(qū)溝槽底部金屬堆積厚度較薄，從而在后續(xù)從溝槽中分離金屬的步驟中，使得金屬能夠有效分離，從而避免了金屬柵和金屬柵之間的漏電。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的溝槽版圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a為陣列區(qū)溝槽截面電子掃描圖；

圖2b為陣列區(qū)溝槽截面示意圖；

圖3a為字線臺(tái)階區(qū)溝槽截面電子掃描圖；

圖3b為字線臺(tái)階區(qū)溝槽截面示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種溝槽版圖結(jié)構(gòu)；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種溝槽版圖結(jié)構(gòu)；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種溝槽版圖結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)中，在深槽刻蝕時(shí)，形貌差別較大：字線臺(tái)階區(qū)溝槽較為傾斜，陣列區(qū)溝槽較為垂直。使得字線臺(tái)階區(qū)溝槽的金屬柵分離時(shí)，存在金屬柵殘留，從而造成金屬柵與金屬柵之間的漏電。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是：現(xiàn)有技術(shù)中溝槽版圖結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口011和陣列區(qū)溝槽開口012，以及位于相鄰兩條溝槽之間的溝槽孔開口，如圖中字線臺(tái)階區(qū)溝槽孔開口012和陣列區(qū)溝槽孔開口022所示。其中，字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口011和陣列區(qū)溝槽開口021相接，且兩者尺寸相同。

在進(jìn)行溝槽刻蝕的過程中，由于字線臺(tái)階區(qū)的薄膜結(jié)構(gòu)多為二氧化硅，陣列區(qū)的薄膜結(jié)構(gòu)為交替的二氧化硅和氮化硅薄膜。在刻蝕過程中，會(huì)形成聚合物對(duì)刻蝕側(cè)壁進(jìn)行保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)深度方向的刻蝕，而避免橫向刻蝕。但二氧化硅與刻蝕液之間形成的聚合物量較少，氮化硅與刻蝕液之間形成的聚合物量較多，進(jìn)而使得陣列區(qū)溝槽的側(cè)壁呈略微起伏狀且基本垂直于溝槽開口所在平面豎直向下，如圖2a和2b所示，圖2a為陣列區(qū)溝槽截面電子掃描圖，圖2b為陣列區(qū)溝槽截面示意圖，其中，陣列區(qū)溝槽側(cè)壁上，相對(duì)于溝槽側(cè)壁；而字線臺(tái)階區(qū)溝槽的側(cè)壁由于聚合物量少，當(dāng)形成與陣列區(qū)溝槽開口相同時(shí)，底部由于刻蝕較少，尺寸小，如圖3a和3b所示，圖3a為字線臺(tái)階區(qū)溝槽截面電子掃描圖，圖3b為字線臺(tái)階區(qū)溝槽截面示意圖；在后續(xù)金屬柵沉積時(shí)，沉積金屬較多，從而在金屬柵分離時(shí)增加了底部金屬柵分離的難度，進(jìn)而造成金屬殘留，使得金屬柵和金屬柵之間形成漏電。

基于此，本發(fā)明提供一種溝槽版圖結(jié)構(gòu)，包括：

溝槽開口，所述溝槽開口包括字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口和陣列區(qū)溝槽開口；

位于相鄰兩條所述溝槽開口之間的溝槽孔開口；

其中，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口與所述陣列區(qū)溝槽開口相接，沿垂直于所述溝槽開口長(zhǎng)度延伸方向上，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度大于所述陣列區(qū)溝槽開口的寬度。

本發(fā)明通過將字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度進(jìn)行增大處理，使得字線臺(tái)階溝槽底部的尺寸增加，在沉積金屬過程中，字線臺(tái)階區(qū)的金屬堆積厚度，相對(duì)于未增加寬度的字線臺(tái)階區(qū)溝槽底部金屬堆積厚度較薄，從而在后續(xù)從溝槽中分離金屬的步驟中，使得金屬能夠有效分離，從而避免了金屬柵和金屬柵之間的漏電。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參見圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種溝槽版圖結(jié)構(gòu)，包括：溝槽開口，溝槽開口包括字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11和陣列區(qū)溝槽開口21；位于相鄰兩條溝槽開口之間的溝槽孔開口，所述溝槽孔開口位于字線臺(tái)階區(qū)的為字線臺(tái)階區(qū)溝槽孔開口12，位于陣列區(qū)的為陣列區(qū)溝槽孔開口22；其中，字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11與陣列區(qū)溝槽開口21相接，沿垂直于溝槽開口長(zhǎng)度延伸方向上，字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11的寬度b大于陣列區(qū)溝槽開口21的寬度a。

本實(shí)施例中不限定字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11的寬度b比陣列區(qū)溝槽開口21的寬度a具體大多少，理論上，只要字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11的寬度b比陣列區(qū)溝槽開口21的寬度a大，即可在半導(dǎo)體器件制作過程中，增加字線臺(tái)階區(qū)溝槽底部的尺寸，從而減少金屬柵沉積過程中的厚度，進(jìn)而使得金屬柵分離時(shí)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)更加容易，殘留較少，在一定程度上改善金屬柵和金屬柵之間的漏電情況。但根據(jù)實(shí)際情況，字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口寬度增加較小時(shí)，對(duì)金屬柵和金屬柵之間的漏電情況改善較小，不太明顯，而若將字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口寬度增加較大，一方面容易出現(xiàn)與溝槽孔開口刻蝕通，造成溝槽孔開口形狀變化的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，影響半導(dǎo)體器件的整體尺寸，且尤其對(duì)于三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器而言，字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口寬度較大，使得存儲(chǔ)器芯片的有效存儲(chǔ)密度降低，因此，本實(shí)施例中可選的字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11的寬度b比陣列區(qū)溝槽開口21的寬度a大10nm-50nm，包括端點(diǎn)值。更加可選的，本實(shí)施例中字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11的寬度b比陣列區(qū)溝槽開口21的寬度a大20nm；且該尺寸已經(jīng)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，能夠有效改善金屬柵與金屬柵之間漏電情況。

需要說明的是，本實(shí)施例中不限定字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的具體情況，可選的，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11的寬度b均勻分布，也即字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11的形狀為矩形，如圖4中所示。

進(jìn)一步地，發(fā)明人經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11的形狀為矩形時(shí)，刻蝕溝槽后，填充金屬形成金屬柵的過程中，在矩形的頂角位置對(duì)應(yīng)的溝槽側(cè)壁處，同樣會(huì)形成較厚的金屬層，使得后續(xù)金屬柵分離時(shí)難度增加，同樣會(huì)造成金屬柵與金屬柵之間漏電。為避免矩形頂角位置對(duì)應(yīng)的溝槽側(cè)壁處的金屬層過厚，本實(shí)施例中可選的，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11遠(yuǎn)離所述陣列區(qū)溝槽開口21的側(cè)邊為圓心朝向所述陣列區(qū)溝槽開口21的弧形，如圖5所示。

另外，為避免溝槽占用半導(dǎo)體器件太多空間，造成半導(dǎo)體器件的有效功能區(qū)面積減小，本實(shí)施例中更加可選的，如圖6所示，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11的寬度b沿遠(yuǎn)離所述陣列區(qū)溝槽開口21的方向逐漸增大。需要說明的是，若字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11遠(yuǎn)離陣列區(qū)溝槽開口21的側(cè)邊為垂直于溝槽長(zhǎng)度延伸方向的直線，則該側(cè)邊與其他兩側(cè)邊的夾角小于90°，刻蝕溝槽后，填充金屬形成金屬柵的過程中，在小于90°的頂角位置對(duì)應(yīng)的溝槽側(cè)壁處，同樣會(huì)形成較厚的金屬層，使得后續(xù)金屬柵分離時(shí)難度增加，同樣會(huì)造成金屬柵與金屬柵之間漏電。為避免頂角位置對(duì)應(yīng)的溝槽側(cè)壁處的金屬層過厚，本實(shí)施例中可選的，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11遠(yuǎn)離所述陣列區(qū)溝槽開口21的側(cè)邊為圓心朝向所述陣列區(qū)溝槽開口21的弧形，如圖6所示。

更進(jìn)一步地，如圖6所示，當(dāng)字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度增加后，與溝槽孔開口距離較近，在后續(xù)刻蝕形成溝槽過程中，容易對(duì)溝槽孔開口造成影響，將溝槽孔開口位置進(jìn)行刻蝕，基于此，本實(shí)施例中在沿所述溝槽長(zhǎng)度延伸方向上，字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11遠(yuǎn)離陣列區(qū)溝槽開口21的側(cè)邊的最外緣位于溝槽孔開口11遠(yuǎn)離陣列區(qū)溝槽開口21的最外緣背離陣列區(qū)溝槽開口的一側(cè)。且，發(fā)明人經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在沿所述溝槽長(zhǎng)度延伸方向上，字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11遠(yuǎn)離陣列區(qū)溝槽開口21的側(cè)邊的最外緣與溝槽孔開口12遠(yuǎn)離陣列區(qū)溝槽開口21的最外緣之間的距離c如圖6所示中，其范圍為0.5μm-2μm，包括端點(diǎn)值。更加可選的，字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口11遠(yuǎn)離陣列區(qū)溝槽開口21的側(cè)邊的最外緣與溝槽孔開口12遠(yuǎn)離陣列區(qū)溝槽開口21的最外緣之間的距離c為1.5μm，且該尺寸已經(jīng)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，能夠有效改善金屬柵與金屬柵之間漏電情況。

本發(fā)明實(shí)施例提供的溝槽版圖結(jié)構(gòu)，在沿溝槽開口長(zhǎng)度延伸方向上，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度大于所述陣列區(qū)溝槽開口的寬度。由于將字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度進(jìn)行增大處理，使得字線臺(tái)階溝槽底部的尺寸增加，在沉積金屬過程中，字線臺(tái)階區(qū)的金屬堆積厚度，相對(duì)于未增加寬度的字線臺(tái)階區(qū)溝槽底部金屬堆積厚度較薄，從而在后續(xù)從溝槽中分離金屬的步驟中，使得金屬能夠有效分離，從而避免了金屬柵和金屬柵之間的漏電。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種半導(dǎo)體器件，采用上面實(shí)施例所述的溝槽版圖結(jié)構(gòu)制作形成，所述半導(dǎo)體器件包括：

襯底；

位于所述襯底內(nèi)的溝槽，所述溝槽包括字線臺(tái)階區(qū)溝槽和陣列區(qū)溝槽；

以及位于所述襯底內(nèi)，且位于相鄰溝槽之間的溝槽孔；

其中，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽與所述陣列區(qū)溝槽相接，在所述襯底表面且沿垂直于所述溝槽長(zhǎng)度延伸方向上，所述字線臺(tái)階區(qū)溝槽開口的寬度大于所述陣列區(qū)溝槽開口的寬度。

本實(shí)施例中，可選地，所述半導(dǎo)體器件為三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件還可以為其他器件，本實(shí)施例中對(duì)此不做限定。

本實(shí)施例中由于字線臺(tái)階區(qū)溝槽的開口寬度增加，使得字線臺(tái)階區(qū)溝槽的底部尺寸也相應(yīng)增加，在金屬沉積時(shí)，金屬厚度相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的金屬厚度有所減小，從而在金屬柵分離過程中，能夠相對(duì)容易將金屬柵分離，使得金屬殘留較少，或不殘留，進(jìn)而改善金屬柵和金屬柵之間的漏電情況。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種半導(dǎo)體器件制作方法，包括：

提供襯底，所述襯底包括字線臺(tái)階區(qū)和陣列區(qū)；

在所述襯底上形成溝槽刻蝕掩膜版，所述溝槽刻蝕掩膜版上的圖形為上面實(shí)施例所述的溝槽版圖結(jié)構(gòu)；

對(duì)所述襯底進(jìn)行刻蝕，得到字線臺(tái)階區(qū)溝槽和陣列區(qū)溝槽。

需要說明的是，所述半導(dǎo)體器件制作方法還包括假柵制作、假柵移除、金屬沉積形成金屬柵和金屬柵分離等步驟，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可以推測(cè)得到，本實(shí)施例中對(duì)此不做詳細(xì)描述。

本實(shí)施例中通過將溝槽刻蝕掩膜版上的圖形制作為上面溝槽版圖結(jié)構(gòu)實(shí)施例中的形狀，從而使得字線臺(tái)階區(qū)溝槽的開口寬度增加，字線臺(tái)階區(qū)溝槽的底部尺寸也相應(yīng)增加，在金屬沉積時(shí)，金屬厚度相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的金屬厚度有所減小，從而在金屬柵分離過程中，能夠相對(duì)容易將金屬柵分離，使得金屬殘留較少，或不殘留，進(jìn)而改善金屬柵和金屬柵之間的漏電情況。

需要說明的是，本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。