[发明专利]半导体装置和其形成方法

说明书

本发明公开了一种半导体装置和其形成方法，半导体装置包括基板、位于基板上的金属比特线、位于金属比特线的相对两侧壁上的比特线间隔层、邻近金属比特线的接触件、位于接触件的相对两侧壁上的接触件间隔层、介于比特线间隔层和接触件间隔层之间的气隙、位于气隙上方的介电覆盖膜、位于介电覆盖膜上的间隔层，以及覆盖金属比特线、间隔层和接触件的覆盖层。其中，介电覆盖膜的下表面和接触件的上表面共平面，覆盖层接触介电覆盖膜。借此，本发明的半导体装置可避免装置中的覆盖层填入气隙中，从而维持气隙结构的完整性，以减少半导体装置中的寄生电容。

技术领域

本发明内容是关于半导体装置和其形成方法，且特别是关于包括气隙的半导体装置和其形成方法。

背景技术

动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)装置是一种半导体装置，可将数字比特信息储存在电路的个别电容中。随着动态随机存取存储器内最小特征宽度或临界尺寸(critical dimension，CD)不断缩小，提高了存储器密度并缩小装置的尺寸。然而，随着紧密排列的元件之间的间距缩小，使得元件之间的寄生电容(parasiticcapacitance)可能增加。因此，一种半导体装置的形成方法包括形成气隙在元件之间，以减少半导体装置的寄生电容。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体装置和其形成方法，其可避免装置中的覆盖层填入气隙中，从而维持气隙结构的完整性，以减少半导体装置中的寄生电容。

根据本发明一实施方式，一种半导体装置包括基板、位于基板上的金属比特线、位于金属比特线的相对两侧壁上的比特线间隔层、邻近金属比特线的接触件、位于接触件的相对两侧壁上的接触件间隔层、介于比特线间隔层和接触件间隔层之间的气隙、位于气隙上方的介电覆盖膜、位于介电覆盖膜上的间隔层，以及覆盖金属比特线、间隔层和接触件的覆盖层，其中介电覆盖膜的下表面和接触件的上表面共平面，覆盖层接触介电覆盖膜。

在本发明一实施方式中，介电覆盖膜包括旋涂式介电质或有机介电质。

在本发明一实施方式中，介电覆盖膜的厚度介于10纳米至50纳米间。

在本发明一实施方式中，气隙的宽度介于3纳米至7纳米间。

根据本发明一实施方式，一种半导体装置包括基板、位于基板上的金属比特线、位于金属比特线的相对两侧壁上的比特线间隔层、邻近金属比特线的接触件、位于接触件的相对两侧壁上的接触件间隔层、介于比特线间隔层和接触件间隔层之间的气隙、位于气隙上方的间隔层，以及覆盖金属比特线、间隔层和接触件的覆盖层，其中气隙延伸至接触件间隔层的上方，间隔层的下表面高于接触件的上表面，覆盖层接触气隙。

在本发明一实施方式中，覆盖层延伸至间隔层和接触件间隔层之间，气隙的上部宽度不小于气隙的下部宽度。

根据本发明一实施方式，一种形成半导体装置的方法，包括在基板上形成金属比特线和接触件，接触件邻近金属比特线。在金属比特线的相对两侧壁上形成位比特间隔层和在接触件的相对两侧壁上形成接触件间隔层，其中比特线间隔层和接触件间隔层之间包括间隙。在金属比特线和接触件上形成介电膜，接触件上的介电膜接触比特线间隔层，使得气隙形成于比特线间隔层和接触件间隔层之间。移除金属比特线上的部分介电膜。在金属比特线和介电膜上形成毯覆间隔层。移除金属比特线和部分介电膜上的毯覆间隔层，以在比特线间隔层的侧壁上形成间隔层。图案化介电膜以形成气隙上方的介电覆盖膜，介电覆盖膜的侧表面和间隔层的侧表面共平面。形成覆盖层覆盖金属比特线、间隔层和接触件。

在本发明一实施方式中，介电膜在固化前具有粘滞系数介于0.2cP至2.0cP间。

在本发明一实施方式中，间隔层在一方向上的厚度大于气隙在此方向上的宽度。

在本发明一实施方式中，方法进一步包括在形成覆盖层前，移除间隔层下的介电覆盖膜。