[发明专利]具有气隙结构的半导体元件及其制备方法

说明书

本公开提供一种具有气隙结构的半导体元件及其制备方法。该半导体元件包括一第一位元线，设置于一半导体基板之上。该半导体元件另包括一电容接触和一介电结构，设置于该半导体基板之上且邻近该第一位元线。该电容接触、该介电结构和该第一位元线通过一气隙结构与彼此分离。

技术领域

本公开主张2019/08/14申请的美国正式申请案第16/540,493号的优先权及益处，该美国正式申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

由于结构的简单性，相较于像是静态随机存取存储器(static random accessmemories；SRAM)的其他类型存储器，动态随机存取存储器(dynamic random accessmemories；DRAM)可在每单位芯片面积上提供更多的存储器单元。DRAM是由多个DRAM单元所组成，每一个DRAM单元包括用于存储信息的电容和与电容耦合的晶体管，用于调节电容何时被充电或放电。在读取操作期间，字元线(word line；WL)被触动(asserted)，从而导通晶体管。被导通的晶体管允许感测放大器通过位元线(bit line；BL)读取电容两端的电压。在写入操作期间，要写入的数据会在WL被触动时提供在BL上。

为了满足更大量的存储器存储需求，DRAM存储器单元的尺寸持续地减小；如此，这些DRAM的封装密度大大地增加。但是，由于DRAM存储器单元尺寸要求减小尺寸，电容耦合成为日益重要的问题，这导致寄生电容的增加。因此，DRAM存储器单元的速度非期望地降低，且整体的元件性能也受到负面影响。

上文的“现有技术”说明仅是提供背景技术，并未承认上文的“现有技术”说明公开本公开的标的，不组成本公开的现有技术，且上文的“现有技术”的任何说明均不应做为本公开的任一部分。

发明内容

在本公开的一实施例中，提供一种半导体元件。该半导体元件包括：设置于一半导体基板之上的一第一位元线。该半导体元件也包括：设置于该半导体基板之上且邻近该第一位元线的一电容接触和一介电结构。该电容接触、该介电结构和该第一位元线通过一气隙结构与彼此分离。

在一些实施例中，该半导体元件还包括与该第一位元线平行地设置并邻近该第一位元线的一第二位元线，其中该电容接触和该介电结构位于该第一位元线和该第二位元线之间。

在一些实施例中，该电容接触和该介电结构通过该气隙结构与该第二位元线分离。

在一些实施例中，该介电结构是由一低介电常数介电材料组成。

在一些实施例中，该介电结构的一顶表面与该电容接触的一顶表面共平面。

在一些实施例中，该半导体元件还包括设置于该第一位元线、该电容接触和该介电结构之上的一介电层，其中该介电层的一部分延伸至该气隙结构中。

在一些实施例中，该介电层的该部分具有指向该半导体基板的一尖端。

在本公开的另一实施例中，提供一种半导体元件。该半导体元件包括设置于一半导体基板之上的一第一位元线和一第二位元线。该半导体元件也包括设置于该第一位元线和该第二位元线之间的一第一电容接触和一第二电容接触。该第一电容接触和该第二电容接触被一气隙结构包围。该半导体元件还包括设置于该第一电容接触和该第二电容接触之间的一介电结构。该介电结构通过该气隙结构与该第一位元线和该第二位元线分离。

在一些实施例中，该第一电容接触的一顶表面高于该气隙结构的一顶表面。

在一些实施例中，该介电结构的一顶表面高于该气隙结构的一顶表面。

在一些实施例中，该半导体元件还包括覆盖该第一电容接触、该介电结构和该气隙结构的一介电层，其中该介电层直接接触该第一电容接触的一侧壁和该介电结构的一侧壁。