[发明专利]包括具有多种金属材料的字线的设备和系统以及相关方法

说明书

本申请案涉及包括具有多种金属材料的字线的设备和系统以及相关方法。一种设备包括一材料中的字线，所述字线包括第一金属部分、与所述第一金属部分竖直相邻的第二金属部分，以及与所述第二金属部分竖直相邻的第三金属部分。介电材料处于所述字线和所述材料之间。公开额外设备，以及相关的形成设备的方法和电子系统。

优先权主张

本申请案主张2019年10月29日申请的标题为“包括具有多种金属材料的字线的设备以及相关方法和电子系统(Apparatus Comprising Wordlines Comprising MultipleMetal Materials,and Related Methods and Electronic Systems)”的美国专利申请案第16/667,654号的申请日的权益。

技术领域

本文中所公开的实施例涉及设备和设备制作。更具体地说，本公开的实施例涉及设备的多个金属材料字线以及相关方法和电子系统。

背景技术

电子装置(例如，设备、半导体装置、存储器装置)设计者通常希望通过减小个别特征的尺寸并且通过减小相邻特征之间的分隔距离来增加电子装置内的特征(例如，组件)的集成度或密度。电子装置设计者还希望设计不仅紧凑而且提供性能优势以及简化设计的架构。减小特征的尺寸和间距增加对用于形成电子装置的方法的需求。相对常见的电子装置是存储器装置。存储器装置可包含具有布置成网格图案的数个存储器单元的存储器阵列。一种类型的存储器单元是动态随机存取存储器(DRAM)装置，其为除非通过外部电源周期性地刷新DRAM装置否则可随时间丢失所存储的状态的易失性存储器装置。在最简单的设计配置中，DRAM单元包含一个存取装置(例如，晶体管)和一个存储装置(例如，电容器)。存储器装置的现代应用可利用大量的布置成行和列阵列的DRAM单位单元。可通过沿着阵列的行和列布置的数字线(例如，位线)和存取线(例如，字线)来电存取DRAM单元。

在常规字线结构中，字线包含单一材料(即，氮化钛(TiN))或混合式氮化钛和钨(TiN/W)字线。在混合式字线中氮化钛形成于沟槽的侧壁上且钨核心形成于沟槽中和对置侧壁上的氮化钛之间。然而，氮化钛字线具有相对高电阻率，并且因此，作为字线材料并非有效的。在TiN/W混合式字线中，氮化钛作为用于钨核心的阻障和粘合材料是必需的。由于钨与氮化钛相比具有较低电阻率，因此TiN/W混合式字线与氮化钛字线相比具有较低字线电阻。然而，难以在介电材料的侧壁上形成薄层氮化钛。另外，随着TiN/W混合式字线中的钨的量相对于氮化钛的量减小，TiN/W混合式字线的电阻率增加。成核钨与松散钨的相对量还影响TiN/W混合式字线的电阻率，其中成核钨展示与松散钨相比较高电阻率。字线结构还往往会发生弯曲。

随着尺寸和间距减小，其中形成字线的沟槽变得越来越小(例如，变窄)。然而，难以在较小沟槽中形成氮化钛字线或TiN/W混合式字线，且包含较薄钨材料的字线与包含较厚钨材料的字线相比具体较高字线电阻。此外，由于TiN/W混合式字线占用沟槽的较大体积，因此字线电阻增加。TiN/W混合式字线的钨通过ALD过程使用氟基钨前体(例如WF₆)和氢气形成。然而，使用WF₆作为钨前体会产生HF，蚀刻钨并且产生不佳构型。

发明内容

公开一种包括一材料中的字线的设备。所述字线包括第一金属部分、与所述第一金属部分竖直相邻的第二金属部分，以及与所述第二金属部分竖直相邻的第三金属部分。介电材料处于所述字线和所述材料之间。

公开一种包括存储器阵列的设备，所述存储器阵列包括字线、位线和存储器单元。每一存储器单元耦合到所述字线中的一个相关联字线和所述位线中的一个相关联位线。所述字线中的每一个位于一材料中并且包括第一氮化钛部分、金属部分，以及彼此上下竖直堆叠的第二氮化钛部分。介电材料与所述字线和所述材料直接接触。