具有顶部介电层的半导体元件及其制备方法与流程

本申请案主张美国第19/198,384号专利申请案的优先权(即优先权日为“2025年5月5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。特别是有关于一种具有顶部介电层的半导体元件及其制备方法。

背景技术：

1、半导体元件已运用在各种电子应用上，像是个人电脑、手机、数码相机、以及其他的电子设备。半导体元件的尺寸不断微缩化，以满足对不断增长的计算能力的需求。然而，在微缩化的制程期间会出现各种问题，且这些问题不断地增加。因此，在提高品质、产率、性能和可靠性以及降低复杂度方面仍然存在挑战。

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顶部介电层，包括：一平坦部分，位于一着陆垫的一顶表面上；以及一空腔部分，连接该平坦部分，在顶部透视图中围绕该着陆垫，且在剖面透视图中包括一u形剖面轮廓，从而形成具有一加宽开口的一空腔。该空腔的一宽度与该加宽开口的一宽度实质上相同。

2、本公开的另一方面提供一种半导体元件，包括：一基板；多个字元线结构，位于该基板中，其中该些字元线结构中的至少一者包括一字元线介电层、一字元线导电层、和一字元线覆盖层，该字元线导电层包括一第一区段和一第二区段，该字元线覆盖层具有两个彼此相对的锥形侧壁，且该两个锥形侧壁之间的水平距离从顶部到底部逐渐增加；一着陆垫，位于该基板之上；一顶部介电层，包括：一平坦部分，位于该着陆垫的一顶表面上；以及一空腔部分，连接该平坦部分，在顶部透视图中围绕该着陆垫，在剖面透视图中朝该基板凹陷，且包括一u形剖面轮廓，从而形成具有一加宽开口的一空腔；以及一填充层，位于该顶部介电层上并填充该空腔。该空腔的一宽度与该加宽开口的一宽度实质上相同。

3、本公开的另一方面提供一种半导体元件的制备方法，包括：形成一基板；形成多个字元线结构于该基板中，其中该些字元线结构中的至少一者包括一字元线介电层、一字元线导电层、和一字元线覆盖层，该字元线导电层包括一第一区段和一第二区段，该字元线覆盖层具有两个彼此相对的锥形侧壁，且该两个锥形侧壁之间的水平距离从顶部到底部逐渐增加；形成一着陆垫于该基板之上；形成一顶部介电层，覆盖该着陆垫，其中该顶部介电层包括：一平坦部分，位于该着陆垫的一顶表面上；以及一空腔部分，围绕该着陆垫，该空腔部分包括一u形剖面轮廓，从而形成具有一开口的一空腔，且该开口的一宽度小于该空腔的一宽度；以一保护元件部分地填充该空腔；将该开口加宽为一加宽开口，其中该空腔的该宽度与该加宽开口的一宽度实质上相同；移除该保护元件；以及形成一填充层于该顶部介电层上并填充该空腔。

4、由于本公开的半导体元件的设计，填充层可完全填充空腔，从而可有效地保护下方的气隙。因此，可消除在后续制程(像是电容器的形成)期间被暴露的风险。其结果，可减少半导体元件中的缺陷，像是电容器与位元线结构之间的漏电(leakage)。此外，由于加宽开口较宽，填充层可轻易地填充空腔。如此一来，可降低制备半导体元件的复杂性和时间。

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作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定义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，还包括一单元接触结构，位于该基板和该着陆垫之间。

3.如权利要求2所述的半导体元件，其中该单元接触结构包括：

4.如权利要求3所述的半导体元件，其中该底部单元接触包括经掺杂的多晶硅、经掺杂的多晶锗或经掺杂的多晶硅锗。

5.如权利要求3所述的半导体元件，其中该顶部单元接触包括硅化钛、硅化镍、硅化镍铂、硅化钽或硅化钴。

6.如权利要求3所述的半导体元件，还包括一位元线结构，与该着陆垫相邻且位于该空腔部分和该基板之间。

7.如权利要求6所述的半导体元件，还包括一第一间隔物结构，位于该位元线结构的一第一侧上、该着陆垫和该位元线结构之间、及该空腔部分和该基板之间。

8.如权利要求7所述的半导体元件，其中该第一间隔物结构包括：

9.如权利要求6所述的半导体元件，还包括一第二间隔物结构，位于该位元线结构的一第二侧上、该着陆垫和该位元线结构之间、及该基板上。

10.如权利要求9所述的半导体元件，其中该第二间隔物结构包括：

11.如权利要求8所述的半导体元件，还包括一第一中间间隔物，位于该基板和该第一气隙之间，且位于该第一内间隔物和该第一外部间隔物之间。

12.如权利要求10所述的半导体元件，还包括一第二中间间隔物，位于该基板和该第二气隙之间，且位于该第二内间隔物和该第二外部间隔物之间。

13.如权利要求6所述的半导体元件，其中该位元线结构包括：

14.如权利要求6所述的半导体元件，还包括一分隔层，与该着陆垫相邻，且位于该顶部介电层和该基板之间。

15.如权利要求11所述的半导体元件，其中该第一中间间隔物包括氧化硅。

16.如权利要求6所述的半导体元件，其中该着陆垫包括钨、钴、锆、钽、钛、铝、钌、铜、金属碳化物、金属氮化物、过渡金属铝化物或前述的组合。

17.如权利要求8所述的半导体元件，其中该第一内间隔物和该第一外部间隔物包括相同的材料。

18.如权利要求7所述的半导体元件，还包括一第二间隔物结构，位于该位元线结构的一第二侧上、该着陆垫和该位元线结构之间、及该基板上，其中该第一间隔物结构的一顶表面低于该第二间隔物结构的一顶表面。

19.如权利要求6所述的半导体元件，其中该顶部介电层和该填充层包括相同的材料。

20.如权利要求6所述的半导体元件，其中该填充层包括一接缝，且该接缝的一体积与该空腔的一体积的一体积比小于1％。