【技術實現步驟摘要】
本申請案主張美國第18/239,874號專利申請案的優先權(即優先權日為“2023年8月30日”)，其內容以全文引用的方式并入本文中。本公開關于一種半導體元件及其制備方法，特別是關于一種具有凹入式柵極的半導體元件及其制備方法。
技術介紹
1、半導體元件廣泛應用于各種電子產品，如個人電腦、移動電話、數碼相機和其他電子裝置。為了滿足日益增長的計算能力需求，半導體元件的尺寸不斷縮小。然而，在縮小尺寸的過程中會出現各種問題，而且這些問題持續地增加。因此，在提高品質、產量、性能和可靠性以及降低復雜性方面仍然存在挑戰。
2、上文的“先前技術”說明僅是提供
技術介紹
，并未承認上文的“先前技術”說明揭示本公開的標的，不構成本公開的先前技術，且上文的“先前技術”的任何說明均不應作為本案的任一部分。
技術實現思路
1、本公開的一個方面提供一種半導體元件，該半導體元件包括一基底、多個凹入式柵極以及一周邊柵極結構。該基底包括一第一周邊區域及一第二周邊區域。該多個凹入式柵極分別包括一凹入式柵極介電層，向內設置于該第一周邊區域且包括一u形截面輪廓；一凹入式柵極底導電層，設置于該凹入式柵極介電層上且包括一谷形截面輪廓因此形成一第一凹谷；一凹入式柵極頂導電層，共形設置于該凹入式柵極底導電層的該第一凹谷上；以及一凹入式柵極蓋層，設置于該凹入式柵極頂導電層上。該周邊柵極結構設置于該第二周邊區域上。該第一周邊區域的元件密度大于該第二周邊區域的元件密度。
2、本公開的另一個方面提供一種半導體元件的制
3、本公開的另一個方面提供一種半導體元件的制備方法，包括提供一基底，該基底包括一第一周邊區域及一第二周邊區域；在該基底上形成一底部硬遮罩層；在該底部硬遮罩層上且在該第一周邊區域上方形成一心軸層；在該底部硬遮罩層上共形形成一間隙子材料層并覆蓋該心軸層；在該底部硬遮罩層上形成一底層并覆蓋該間隙子材料層；凹入該底層以曝露該間隙子材料層；選擇性地移除該心軸層上的該間隙子材料層以形成曝露該底部硬遮罩層的多個開口；加深該多個開口以曝露該第一周邊區域；在該第一周邊區域形成多個柵極掘入；以及在該多個柵極掘入上形成多個凹入式柵極。
4、由于本公開的半導體元件的設計，利用凹入式柵極介電層可以有效控制與較小柵極尺寸相關的漏電問題。此外，凹入式柵極(例如凹入式柵極)和平面柵極(例如周邊柵極結構)可以同時制備，因此可以降低制備成本。
5、上文已相當廣泛地概述本公開的技術特征及優點，而使下文的本公開詳細描述得以獲得較佳了解。構成本公開的權利要求標的的其它技術特征及優點將描述于下文。本公開所屬
中具有通常知識者應了解，可相當容易地利用下文揭示的概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或過程而實現與本公開相同的目的。本公開所屬
中具有通常知識者亦應了解，這類等效建構無法脫離后附的權利要求所界定的本公開的精神和范圍。
【技術保護點】
1.一種半導體元件，包括：
2.如權利要求1所述的半導體元件，其中該周邊柵極結構包括：
3.如權利要求2所述的半導體元件，其中該柵極介電層的寬度大于該凹入式柵極介電層的寬度。
4.如權利要求3所述的半導體元件，其中該柵極介電層及該凹入式柵極介電層包含相同的材料。
5.如權利要求3所述的半導體元件，其中該柵極底部導電層及該凹入式柵極底部導電層包含相同的材料。
6.如權利要求3所述的半導體元件，其中該柵極頂部導電層及該凹入式柵極頂部導電層包含相同的材料。
7.如權利要求3所述的半導體元件，其中該柵極蓋層及該凹入式柵極蓋層包含相同的材料。
8.一種半導體元件的制備方法，包括：
9.如權利要求8所述的半導體元件的制備方法，其中該間隙子材料層的制作技術包含原子層沉積。
10.如權利要求9所述的半導體元件的制備方法，更包括在形成該多個凹入式柵極之前去除該底部硬遮罩層，因此曝露出該基底的該第一周邊區域及該第二周邊區域。
11.如權利要求10所述的半導體元件的制備方法，其中在該
12.如權利要求11所述的半導體元件的制備方法，其中該柵極介電材料包括氧化物、氮化物、氮氧化物、金屬硅酸鹽、鋁酸鹽、鈦酸鹽、氮化物、高k介電材料或其組合。
13.如權利要求12所述的半導體元件的制備方法，其中第一導電材料包括多晶硅、多晶硅鍺、多晶硅鍺、摻雜多晶硅、摻雜多晶鍺或摻雜多晶硅鍺。
14.如權利要求13所述的半導體元件的制備方法，其中該第二導電材料包括鎢、鈷、鋯、鉭、鈦、鋁、釕、銅、金屬碳化物、金屬氮化物、過渡金屬鋁化物或其組合。
15.如權利要求14所述的半導體元件的制備方法，其中該頂層絕緣材料包括氮化硅、氮氧化硅或氧化氮化硅。
16.如權利要求15所述的半導體元件的制備方法，更包括在該第二周邊區域上形成一周邊柵極結構。
17.如權利要求16所述的半導體元件的制備方法，其中該多個凹入式柵極及該周邊柵極結構是同步形成的。
18.如權利要求17所述的半導體元件的制備方法，其中該第一周邊區域的元件密度大于該第二周邊區域的元件密度。
19.如權利要求18所述的半導體元件的制備方法，其中形成該間隙子材料的過程溫度介于約320℃與約530℃之間。
20.如權利要求19所述的半導體元件的制備方法，其中形成該間隙子材料層的原子層沉積包括一含硅前驅物及一含氧前驅物。
...【技術特征摘要】
1.一種半導體元件，包括：
2.如權利要求1所述的半導體元件，其中該周邊柵極結構包括：
3.如權利要求2所述的半導體元件，其中該柵極介電層的寬度大于該凹入式柵極介電層的寬度。
4.如權利要求3所述的半導體元件，其中該柵極介電層及該凹入式柵極介電層包含相同的材料。
5.如權利要求3所述的半導體元件，其中該柵極底部導電層及該凹入式柵極底部導電層包含相同的材料。
6.如權利要求3所述的半導體元件，其中該柵極頂部導電層及該凹入式柵極頂部導電層包含相同的材料。
7.如權利要求3所述的半導體元件，其中該柵極蓋層及該凹入式柵極蓋層包含相同的材料。
8.一種半導體元件的制備方法，包括：
9.如權利要求8所述的半導體元件的制備方法，其中該間隙子材料層的制作技術包含原子層沉積。
10.如權利要求9所述的半導體元件的制備方法，更包括在形成該多個凹入式柵極之前去除該底部硬遮罩層，因此曝露出該基底的該第一周邊區域及該第二周邊區域。
11.如權利要求10所述的半導體元件的制備方法，其中在該多個柵極掘入上形成該多個凹入式柵極包括：
12.如權利要求11所述的半導體元件的制備方法，其中該柵極介電...
【專利技術屬性】
技術研發人員：莊英政，
申請(專利權)人：南亞科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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