[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本发明公开了一种半导体装置及其制造方法，涉及半导体技术领域。该制造方法可以包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括：半导体鳍片和覆盖所述半导体鳍片的层间电介质层，所述层间电介质层具有露出所述半导体鳍片的一部分的开口；在所述开口的底部和侧面上形成数据存储层；以及在所述数据存储层上形成填充所述开口的导电材料层。本发明可以扩大工艺窗口的尺寸，易于制造实施，并且改善了与CMOS工艺流程的兼容性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及半导体装置及其制造方法，更具体地，涉及阻变式存储器及其制造方法。

背景技术

当前，RRAM(Resistive Random Access Memory，阻变式随机存取存储器)越来越引起人们的兴趣，这种存储器具有结构简单、低功耗、运行快和高密度集成等优点。在一些情况下，需要在FinFET((Fin FieldEffect Transistor，鳍式场效应晶体管)的旁边形成RRAM。

图1是示意性地示出现有技术的FinFET和形成在该FinFET旁边的RRAM的结构的横截面图。图1示出了FinFET器件部分和RRAM器件部分。如图1所示，FinFET器件可以包括：半导体衬底101和半导体衬底101上半导体鳍片102、在半导体鳍片102上的栅极绝缘物层104、在栅极绝缘物层104上的栅极105、在栅极105侧面上的间隔物106、分别在栅极105两侧的源极112和漏极111、与源极112连接的源极接触件113和与漏极111连接的漏极接触件114。RRAM器件可以由伪栅极121、数据存储层122以及鳍片部分组成，如图1中虚线方框中所示。另外，图1中还示出了STI(Shallow Trench Isolation，浅沟槽隔离)103和层间电介质层108。如图1所示，数据存储层122仅形成在半导体鳍片与伪栅极121之间的比较小的部分，工艺窗口尺寸比较小，从而增加了制造难度。

由于漏极上的漏极接触件114横跨FinFET器件部分和RRAM器件部分，因此该接触件114也可以称为槽接触件(slot contact)，而图1中的RRAM可以称为SCRRAM(slotcontact RRAM，槽接触阻变式随机存取存储器)。研究表明，当槽接触件114与伪栅极121的对准部分的长度Sx为10nm至14nm时(即该对准部分的长度误差只有4nm)，可以获得较好的初始读电流和形成电压。这造成工艺窗口的尺寸比较小(只有几个纳米)，而且自对准接触(Self-aligned Contact)工艺不容易完成。此外，该槽接触件的竖直部分比较长，并且槽接触件的上部形成拐角形状，这都将导致其制造难度比较大。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种半导体装置的制造方法，包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括：半导体鳍片和覆盖所述半导体鳍片的层间电介质层，所述层间电介质层具有露出所述半导体鳍片的一部分的开口；在所述开口的底部和侧面上形成数据存储层；以及在所述数据存储层上形成填充所述开口的导电材料层。

在一个实施例中，提供所述半导体结构的步骤包括：提供初始结构，所述初始结构包括：半导体鳍片、覆盖所述半导体鳍片的层间电介质层和位于所述层间电介质层中的第一伪栅极，其中，所述第一伪栅极的上表面与所述层间电介质层的上表面齐平；以及去除所述第一伪栅极，形成露出所述半导体鳍片的一部分的开口。

在一个实施例中，所述第一伪栅极与所述半导体鳍片间隔开；去除所述第一伪栅极，形成露出所述半导体鳍片的一部分的开口的步骤包括：去除所述第一伪栅极以形成开口；以及通过蚀刻工艺扩大所述开口，以露出所述半导体鳍片的一部分。

在一个实施例中，所述初始结构还包括：与所述半导体鳍片的侧面邻接的沟槽隔离部；其中，所述第一伪栅极位于所述沟槽隔离部之上。

在一个实施例中，所述半导体鳍片的侧面为斜面，所述第一伪栅极与所述斜面接触或者间隔开。