本申请案主张美国第18/135,339及18/135,350号专利申请案的优先权(即优先权日为“2023年4月17日”),其内容以全文引用的方式并入本文中。本公开是关于一种半导体元件及其制备方法。特别是关于一种包括其中具有掺杂物的隔离结构的半导体元件。
背景技术:
1、动态随机存取存储器(dram)元件是一种随机存取存储器,它将每一位元的数据储存在集成电路内的单独电容器中。一般来说,dram以每一个单元一个电容器和晶体管的方形阵列排列。已经为4f2 dram单元开发了垂直晶体管,其中f代表微影的最小特征宽度或临界尺寸(critical dimension;cd)。然而,最近,随着字元线间距不断地缩小,dram制造商在缩小存储器单元面积上面临着巨大的挑战。例如,隔离结构中的电荷捕捉层会捕捉电荷并在基板的主动区域诱导出相反的电荷,从而导致漏电流。
2、上文的“先前技术”说明仅是提供背景技术,并未承认上文的“先前技术”说明揭示本公开的标的,不形成本公开的先前技术,且上文的“先前技术”的任何说明均不应做为本案的任一部分。
技术实现思路
1、本公开的一方面提供一种半导体元件。该半导体元件包括一基板和一第一隔离结构。该基板具有一单元区域(cell region)和一周围区域。该第一隔离结构设置于该基板的该单元区域中。该第一隔离结构包括一第一介电层和一第二介电层。该第二介电层通过该第一介电层与该基板间隔开。该第二介电层掺杂有一掺杂物。
2、本公开的另一方面提供一种半导体元件。该半导体元件包括一基板和一浅沟槽隔离(shallow trench isolation;sti)。该基板具有一主动区域。该浅沟槽隔离邻近该基板的该主动区域。该浅沟槽隔离包括一电荷捕捉层(charge trapping layer)和一衬层。该衬层设置于该电荷捕捉层和该基板的该主动区域之间。该电荷捕捉层掺杂有一掺杂物。
3、本公开的另一方面提供一种半导体元件的制备方法。该方法包括提供一基板。该基板包括一单元区域和一周围区域。该方法也包括形成一第一隔离结构于该单元区域中并形成一第二隔离结构于该周围区域中。该方法更包括利用一掺杂物掺杂该第一隔离结构。
4、本公开的实施例公开了一种包括隔离结构的半导体元件。隔离结构可以包括电荷捕捉层,像是氮化硅。氮化硅中硅的孤对电子可以形成悬键(dangling bond),捕捉电荷(例如,电荷)并因此引起热电子引致击穿(hot-electron-induced punchthrough;heip)效应。在本实施例中,电荷捕捉层可以掺杂有掺杂物。掺杂物可以用来终止电荷捕捉层的悬键,从而改善heip效应。
5、上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点,使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。形成本公开的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域中具有通常知识者应了解,可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可做为修改或设计其它结构或制程而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中具有通常知识者亦应了解,这类等效建构无法脱离后附的权利要求所界定的本公开的精神和范围。
1.一种半导体元件,包括:
2.如权利要求1所述的半导体元件,其中该第二介电层包括一电荷捕捉材料;其中该第二介电层包括氮化硅。
3.如权利要求1所述的半导体元件,其中该掺杂物是择自于由氟、氯、硼、氢、和前述的组合所构成的群组。
4.如权利要求1所述的半导体元件,其中该第一隔离结构包括一第三介电层,其通过该第二介电层与该第一介电层间隔开。
5.如权利要求1所述的半导体元件,其中该第二介电层具有一第一部分和一第二部分,该第二介电层的该第一部分和该第二部分共同定义一沟槽,且该第二介电层的该第二部分定义该沟槽的一底部。
6.如权利要求5所述的半导体元件,其中该第二介电层的该第一部分的一掺杂物浓度大于该第二部分的一掺杂物浓度。
7.如权利要求6所述的半导体元件,其中该第二介电层的该第二部分没有该掺杂物。
8.如权利要求6所述的半导体元件,其中该第二介电层的该第一部分具有一顶部和一底部,该底部邻近该第二介电层的该第二部分,且该第二介电层的该顶部的一掺杂物浓度大于该第二介电层的该底部的一掺杂物浓度。
9.如权利要求1所述的半导体元件,其中该周围区域包括一第二隔离结构,且该第二隔离结构没有该掺杂物。
10.如权利要求1所述的半导体元件,其中该周围区域包括一第二隔离结构,该第二隔离结构包括一第一介电层和通过该第一介电层与该基板间隔开的一第二介电层;其中该第二隔离结构的该第二介电层包括一电荷捕捉材料。
11.如权利要求10所述的半导体元件,其中该第二隔离结构的该第二介电层掺杂有该掺杂物。
12.如权利要求10所述的半导体元件,其中该第二隔离结构的该第二介电层没有该掺杂物。
13.一种半导体元件的制备方法,包括:
14.如权利要求13所述的半导体元件的制备方法,其中该掺杂物是择自由氟、氯、硼、氢、和前述的组合所构成的群组。
15.如权利要求13所述的半导体元件的制备方法,其中形成该第一隔离结构包括:
16.如权利要求15所述的半导体元件的制备方法,更包括:
17.如权利要求15所述的半导体元件的制备方法,更包括:
18.如权利要求15所述的半导体元件的制备方法,其中用该掺杂剂掺杂该第一电荷捕捉层包括:
19.如权利要求18所述的半导体元件的制备方法,其中该介质层包括一半导体材料;其中该介质层包括多晶硅。
20.如权利要求13所述的半导体元件的制备方法,其中形成该第二隔离结构包括:
