包含导电接触件的装置以及相关系统和方法

摘要

一种半导体装置包括阵列区、虚设区、所述阵列区和所述虚设区中的电绝缘材料的支柱。所述半导体装置另外包括处于所述阵列区中的所述电绝缘材料的相邻支柱之间的导电接触件、处于所述虚设区中的所述电绝缘材料的相邻支柱之间的另一电绝缘材料、处于所述阵列区中的所述导电接触件上方和所述虚设区中的所述电绝缘材料上方的导电材料，以及处于所述虚设区中的所述导电材料和所述虚设区中的所述电绝缘材料之间的氧化物。还公开相关半导体装置、系统和方法。

说明书

本申请案主张2018年7月18日申请的标题为“包含导电接触件的半导体装置以及相关系统和方法(Semiconductor Devices Including Electrically ConductiveContacts,and Related Systems and Methods)”的美国专利申请案序列号16/038,387的效益。

技术领域

本文中所公开的实施例涉及半导体装置设计和制造领域。更具体地，本公开的实施例涉及在半导体装置的阵列区中形成导电接触件的方法以及相关半导体装置和系统。

背景技术

半导体装置可包含处于其不同组件之间的数个导电互连件。举例来说，半导体装置可包含作用表面，包含有源组件，例如晶体管、电容器、电极、二极管、其它存取装置，或其它组件。在半导体装置制作期间，可在半导体装置的作用表面和其其它部分之间形成电连接以形成通往远离作用表面的电路系统的电连接。

常规半导体装置可包含阵列区(也可被称作“存储器阵列区域”、“作用区域”或“阵列区域”)和围绕所述阵列区的至少一部分的外围区。阵列区可包含布置成例如行和列的存储器单元。外围区可包含用于操作例如感测放大器、解码器电路、控制电路、多路复用器、列解码器、行解码器、字线驱动器等半导体装置的外围电路，或其它用于操作半导体装置的控制逻辑装置和电路。

半导体装置还可包含位于外围区与阵列区之间的虚设区。虚设区可提供阵列区中的相对较近地间隔开的存储器单元与外围区的相对较远地间隔开的组件之间的缓冲。虚设区可包含虚设字线、虚设位线和虚设存储器单元。虚设区可提供阵列区内的组件的相对较小临界尺寸(例如，字线宽度、位线深度和存储器单元的其它组件)与外围区的组件(例如，导电迹线、导电衬垫等)之间的相对较大临界尺寸之间的转变区。

然而，在常规半导体装置制作期间，阵列区中的导电接触件开口的图案化可不合需要地在虚设区和外围区中形成开口。举例来说，在一些情况下，用于在阵列区中形成开口的湿式蚀刻剂可在光致抗蚀剂材料下方渗透(例如，浸润)并进入虚设区和外围区，从而移除虚设区和外围区内的电绝缘材料。当阵列区中的开口填充有导电材料时，虚设区所述外围区中的非所要开口可填充有导电材料，这可造成不合需要地形成于虚设区中的导电组件与外围区和阵列区内的一或多个组件之间短路。举例来说，在半导体装置操作期间，短路可在虚设区和外围区中发生。

发明内容

本文中所公开的实施例包含一种包含阵列区中的导电接触件半导体装置，以及形成半导体装置的相关方法。举例来说，根据一个实施例，一种半导体装置包括阵列区、虚设区、所述阵列区和所述虚设区中的电绝缘材料的支柱、处于所述阵列区中的所述电绝缘材料的相邻支柱之间的导电接触件、处于所述虚设区中的所述电绝缘材料的相邻支柱之间的另一电绝缘材料、处于所述阵列区中的所述导电接触件上方和所述虚设区中的所述电绝缘材料上方的导电材料，以及处于所述虚设区中的所述导电材料和所述虚设区中的所述电绝缘材料之间的氧化物。

在额外实施例中，一种半导体装置包括半导体结构；第一绝缘材料，其处于所述半导体结构上方，所述第一绝缘材料包括第一孔口和第二孔口；导电材料，其填充所述第一孔口；第二绝缘材料，其填充所述第二孔口，所述第二绝缘材料具有不同于所述第一绝缘材料的材料组成；和导电接触件，其处于所述第二绝缘材料上方和所述导电材料上方，所述导电材料上方的所述导电接触件通过硅化物材料与所述导电材料间隔开。

在另外的实施例中，一种形成半导体装置的方法包括：在第一电绝缘材料中形成开口；用第二电绝缘材料填充所述开口；移除所述第二电绝缘材料的部分以使所述第二电绝缘材料的上表面相对于所述第一电绝缘材料的上表面凹陷；氧化所述第一电绝缘材料的暴露表面；在所述半导体装置的虚设区中于所述第一电绝缘材料的所述氧化表面上形成掩模材料；从所述半导体装置的阵列区移除所述第二电绝缘材料；移除所述掩模材料；和在所述半导体装置上方形成导电材料。

在又额外的实施例中，一种系统包括：至少一个处理器装置，其以可操作方式耦合到至少一个输入装置和至少一个输出装置；和半导体装置，其以可操作方式耦合到所述至少一个处理器装置，所述半导体装置包括：从基底结构延伸的第一电绝缘材料的支柱；处于阵列区中的所述第一电绝缘材料的相邻支柱之间的导电材料；处于虚设区中的所述第一电绝缘材料的相邻支柱之间的第二电绝缘材料；处于所述阵列区中的所述导电材料上方和虚设区中的所述第二电绝缘材料上方的另一导电材料；处于所述导电材料和所述第二电绝缘材料之间的氧化物；和与所述阵列区中和虚设区中的所述另一导电材料连通的存储器存储元件。

附图说明

图1A到图1J是说明根据本公开的实施例，形成半导体装置中的导电接触件开口以及形成半导体装置的方法的简化横截面视图；和

图2是根据本公开的实施例的电子系统的示意性框图。

具体实施方式

特此包含的图式不意图为任何特定系统或半导体结构的实际视图，而是仅为用于描述本文中的实施例的理想化表示。图之间共用的元件和特征可保留相同的数字标号，但为易于以下描述，大部分地，参考标号以在其上引入或最充分地描述元件的附图的标号开始。

以下描述提供特定细节，如材料类型、材料厚度和处理条件，以便提供对本文中所描述的实施例的充分描述。然而，所属领域的技术人员将理解，可在不采用这些具体细节的情况下实践本文中所公开的实施例。实际上，可与半导体行业中采用的常规制造技术结合来实践实施例。另外，本文中提供的描述不形成包含导电接触件的半导体装置的完整描述或用于制造这类导电接触件或半导体装置的过程流的完整描述。下文所描述的结构并不形成完整的半导体装置结构。下文仅详细地描述理解本文中所描述的实施例所必须的那些过程动作和结构。可通过常规技术执行形成完整半导体装置或导电接触件的额外动作。

如本文中所使用，术语“纵向”、“竖直”、“横向”和“水平”是参考在其中或其上形成有一或多个结构和/或特征的衬底(例如，基底材料、基底结构、基底构造)的主平面并且不必由地球的重力场界定。“横向”或“水平”方向是基本上平行于衬底的主平面的方向，而“纵向”或“竖直”方向是基本上垂直于衬底的主平面的方向。衬底的主平面由与衬底的其它表面相比具有相对大的面积的衬底表面界定。

如本文中所使用，关于给定参数、特性或条件的术语“基本上”意指并包含所属领域的一般技术人员将理解的给定参数、特性或条件符合方差度(如在可接受公差内)的程度。借助于实例，根据基本上满足的特定参数、特性或条件，参数、特性或条件可满足至少90.0％，可满足至少95.0％，可满足至少99.0％，可满足至少99.9％，或甚至满足100.0％。

如本文中所使用，关于特定参数的数值的“约”或“大致”包含所属领域的一般技术人员将理解在特定参数的可接受公差内的数值和数值的变化程度。举例来说，关于数值的“约”或“大致”可包含额外数值，所述额外数值处于数值的90.0％到110.0％范围内，例如处于数值的95.0％到105.0％范围内，处于数值的97.5％到102.5％范围内，处于数值的99.0％到101.0％范围内，处于数值的99.5％到100.5％范围内，或处于数值的99.9％到100.1％范围内。

如本文中所使用，例如“在…下方”、“下方”、“下部”、“底部”、“在…上方”、“上部”、“顶部”、“前面”、“后面”、“左侧”、“右侧”等空间相对术语可在本文中出于易于描述的目的而使用以如图中所说明描述一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除非另外指定，否则除图中所描绘的取向之外，空间相对术语意图涵盖材料的不同取向。举例来说，如果图式中的材料倒置，那么被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”或“下”或“底部”的元件将定向于所述其它元件或特征的“上方”或“顶部上”。因此，术语“在…下方”可视使用术语的上下文而定涵盖上方和下方两种定向，这对于所属领域的一般技术人员将显而易见。材料可以其它方式定向(例如，旋转90度、倒置、翻转)，且本文中所用的空间相对描述词可相应地进行解释。

根据本文中所描述的实施例，半导体装置包含作用区、外围区，以及作用区和外围区之间的虚设区。第一电绝缘材料在作用区中和在虚设区中包含相异部分(例如，支柱)。在作用区中，导电接触件位于第一电绝缘材料的相邻支柱之间。导电接触件与下方衬底的作用表面电连通。不同于第一电绝缘材料的第二电绝缘材料可位于外围区中的衬底之上。在虚设区中，第二电绝缘材料可位于第一电绝缘材料的相邻支柱之间。第一电绝缘材料的上表面与第二电绝缘材料的上表面相比可位于衬底较远处(例如，较高、上方)。虚设区中的第一电绝缘材料的上部部分可氧化。导电材料可在作用区、虚设区和外围区上方经图案化。在作用区中，导电材料可形成通往导电接触件的电连接。虚设区上方的导电材料可与阵列区上方的导电材料和外围区上方的导电材料电隔离。存储器存储元件(例如，电容器)可位于阵列区中和虚设区中的导电材料之上。在阵列区中，存储器存储元件可通过导电材料和导电接触件与衬底的作用表面电连通。由于虚设区可不包含导电接触件(并且包含第二电绝缘材料)，因此虚设区中的存储器存储元件可不与衬底的作用表面电连通。

半导体装置可通过在衬底上方形成第二电绝缘材料并且在作用区和虚设区中形成其中的开口而形成。第一电绝缘材料可形成于开口内。可移除第二电绝缘材料的部分以使得第二电绝缘材料的上表面位于低于第一电绝缘材料的上表面处。在移除第二电绝缘材料的部分期间，可移除第一电绝缘材料的上部部分(例如，氧化部分)，在第一电绝缘材料的暴露表面上留下悬键。第一电绝缘材料的包含悬键的上部部分可氧化以在其暴露部分上形成氧化物。在氧化第一电绝缘材料的暴露部分之后，可形成掩模材料(例如，光致抗蚀剂材料)并且键合到虚设区上方和外围区中的第二电绝缘材料上方的氧化部分。从作用区移除第二电绝缘材料以在第一电绝缘材料的支柱之间形成开口。所述开口填充有导电材料以形成与作用区中的作用表面电连通的导电接触件。在作用区、虚设区和外围区上方形成并图案化导电材料。在一些实施例中，形成与作用区中的导电材料电连通的存储器存储元件。存储器存储元件可与作用表面电连通，原因是导电材料与阵列区中的导电接触件电连通。

第一电绝缘材料的暴露部分的氧化可减少第一电绝缘材料的悬键的量。由于第一电绝缘材料的暴露部分基本上不含悬键，因此掩模材料可直接与氧化部分键合(例如，化学键合)。阵列区和虚设区之间的边界可由掩模材料的边缘界定，所述边缘可以化学方式键合到第一电绝缘材料的氧化部分。由于掩模材料以化学方式键合到氧化部分，因此用以从阵列区移除第二电绝缘材料的蚀刻剂(例如，湿式蚀刻剂)可能不渗透到虚设区或外围区。因此，在半导体装置的后续处理期间，阵列区中的导电接触件和导电材料可能不形成通往虚设区中的导电材料的短路。另外，虚设区中的导电材料可能不短接到外围区中导电材料。因此，可在阵列区中形成接触开口，且基本上不在虚设区或外围区中形成开口。

图1A到图1J说明根据本公开的实施例，形成半导体装置中的导电接触件开口以及形成半导体装置的方法。参考图1A，半导体装置100可包含在其上或其中形成有半导体装置100的组件的衬底102。衬底102可为基底材料(例如，结构)或在上面形成有额外材料的构造。衬底102可为半导体衬底、支撑结构上的基底半导体层、金属电极或在其上形成有一或多个层、结构或区的半导体衬底。衬底102可为常规硅衬底或其它包括半导电材料层的块状衬底。如本文中所使用，术语“块状衬底”不仅是指并包含硅晶片，而且还指并包含绝缘体上硅(“SOI”)衬底，例如蓝宝石上硅(“SOS”)衬底和玻璃上硅(“SOG”)衬底、基底半导体基础上的硅外延层，以及其它半导体或光电材料，例如硅锗、锗、砷化镓、氮化镓和磷化铟。衬底102可经掺杂或未经掺杂。

衬底102的上部部分可包含作用区114，其可包括例如存储器单元的一部分。借助于非限制性实例，作用区114可包括晶体管的一部分(例如，源极区、漏极区)、电容器结构的一部分、栅电极、二极管、另一存取装置、另一种材料或其组合。在一些实施例中，作用区114包括晶体管的源极区或漏极区。在其它实施例中，作用区114中的一些部分包括源极区且作用区114的其它部分包括漏极区。如将在本文中描述，可形成与作用区114电连通的导电接触件以将作用区114电连接到半导体装置100的其它电路或组件。接触区103可位于衬底102上方并且可为借以形成从半导体装置100的上表面到衬底102的作用区114的导电接触件的区。

蚀刻终止材料105可位于衬底102与接触区103之间。在一些实施例中，蚀刻终止材料105包括氮化硅。然而，本公开不限于此且蚀刻终止材料105可包括其它材料，例如氮化铝、氧化铝、氮化硅碳(SiCN)、另一种材料，或其组合。

半导体装置100可包含作用区104、外围区108，以及作用区104和外围区108之间的虚设区106。作用区104可包含在例如沿第一方向延伸的行和沿可垂直于第一方向的第二方向延伸的列中经图案化的存储器单元或其组件(例如，晶体管)。在其它实施例中，存储器单元可布置于不同配置中，例如布置于六方形紧密排列的取向中以用于增加存储器元件(例如，存储器单元)的密度。

作用区104可包含形成于衬底102内的隔离区112，隔离区112将作用区114与彼此隔开。隔离区112在本文中可以被称为浅沟槽隔离(STI)结构。隔离区112可包含例如电绝缘材料。电绝缘材料可包含介电材料，例如二氧化硅、氮化硅、磷硅酸盐玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃(BPSG)、氟硅酸盐玻璃、氮化物材料、氮氧化物(例如，氮氧化硅、另一介电材料、电介质碳氮化物材料(例如，碳氮化硅(SiCN))、电介质碳氧氮化物材料(例如，碳氧氮化硅(SiOCN))，或其组合。在一些实施例中，隔离区112包括二氧化硅。

作用区104可另外包含位于第二电绝缘材料118的相异部分120之间的第一电绝缘材料116。相异部分120的宽度W

第二电绝缘材料118的下部部分可与衬底102的作用区114大体对准(例如，在图1A中示出的视图中的左右方向上)。在一些此类实施例中，第二电绝缘材料118可偏离隔离区112。第一电绝缘材料116可包含位于隔离区112上方并且与隔离区112对准的部分。

第二电绝缘材料118可包括牺牲材料，所述牺牲材料可置换为导电材料以形成导电接触件，如将在本文中描述。第二电绝缘材料118可包括例如二氧化硅、磷硅酸盐玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃(BPSG)、氟硅酸盐玻璃、氮化物材料、氮氧化物(例如，氮氧化硅、另一介电材料、电介质碳氮化物材料(例如，碳氮化硅(SiCN))、电介质碳氧氮化物材料(例如，碳氧氮化硅(SiOCN))，或其组合。在其它实施例中，第二电绝缘材料118可包括二氧化硅。

第二电绝缘材料118的相异部分120之间的第一电绝缘材料116可包括展示相对于第二电绝缘材料118的蚀刻选择性的材料。换句话说，第一电绝缘材料116可包含可在基本上不移除第二电绝缘材料118的情况下经图案化或被移除的材料。类似地，第二电绝缘材料118可包含可在基本上不移除第一电绝缘材料116的情况下被移除的材料。在一些实施例中，第一电绝缘材料116包括氮化物材料，例如氮化硅。在一些此类实施例中第二电绝缘材料118可包括氧化物材料，例如二氧化硅。

继续参考图1A，虚设区106可包含第二电绝缘材料118的至少一些相异部分120和位于第二电绝缘材料118的相邻部分之间的第一电绝缘材料116。虽然图1A说明虚设区106包含两个相异部分120，但本公开不限于此且虚设区106可仅包含一个相异部分120，或可包含大于两个相异部分120，例如三个相异部分120、四个相异部分120、五个相异部分120或另一数目的相异部分120。

外围区108可包含位于蚀刻终止材料105上方的第二电绝缘材料118。第二电绝缘材料118可包括外围区108中的衬底102上方的大体连续材料。第一电绝缘材料116可位于外围区108的第二电绝缘材料118之上。

图1A的半导体装置100可通过在衬底102的表面上方形成第二电绝缘材料118而形成。第二电绝缘材料118可经图案化以在相邻的相异部分120之间形成开口(例如，孔口)。借助于非限制性实例，所述开口可通过在第二电绝缘材料118上方形成掩模材料(例如，光致抗蚀剂材料)，暴露和移除掩模材料的部分并且将掩模材料的图案转移到第二电绝缘材料118而形成。第二电绝缘材料118中的开口可通过将第二电绝缘材料118暴露于湿式蚀刻条件，例如将第二电绝缘材料118暴露于包含氢氟酸(HF)、氢氧化钾(KOH)的溶液、包含氢氟酸和氟化铵(NH

开口可填充有第一电绝缘材料116。第一电绝缘材料116可通过例如原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、另一沉积方法或其组合而形成。

参考图1B，可移除第一电绝缘材料116的位于第二电绝缘材料118的表面之上的部分以形成第一电绝缘材料116的经隔离支柱121并且暴露第二电绝缘材料118的上部部分。因此，第二电绝缘材料118与第一电绝缘材料116剩余部分剩余部分相比可更远离衬底102延伸。

在一些实施例中，例如通过将第一电绝缘材料暴露于干式蚀刻过程(例如，RIE过程)来移除第一电绝缘材料116。借助于非限制性实例，可通过将第一电绝缘材料116暴露于例如CF

移除第一电绝缘材料116的部分可形成第一电绝缘材料116的凹陷部分117。在一些此类实施例中，第一电绝缘材料116的上表面可低于作用区104中的第二电绝缘材料118的相异部分120的上表面(例如，位于更靠近衬底102的主表面处)。在一些实施例中，第一电绝缘材料116的上表面可低于外围区108中的第二电绝缘材料118的上表面。

参考图1C，在移除第一电绝缘材料116的部分之后，可移除第二电绝缘材料118的处于相异部分120之间的部分(图1B)以形成第二电绝缘材料118的凹陷部分119。第二电绝缘材料118的上表面与第一电绝缘材料116的上表面相比可位于更靠近衬底102处。

在一些实施例中，通过例如湿式蚀刻移除第二电绝缘材料118的部分。在一些此类实施例中，第二电绝缘材料118可暴露于包含氢氟酸、氢氧化钾的溶液、包含氢氟酸和氟化铵的溶液、包含硫酸和过氧化氢的溶液、另一湿式蚀刻剂或其组合。在一些实施例中，将第二电绝缘材料118暴露于湿式蚀刻剂可移除第一电绝缘材料116的氧化部分并且可在第一电绝缘材料116的暴露表面上留下悬键(例如，暴露的氢(H

在一些实施例中，第一电绝缘材料116的上表面和第二电绝缘材料118的上表面之间的距离D可从约1纳米到约10nm，例如从约1nm到约5nm，或从约5nm到约10nm，不过本公开不限于此。在一些实施例中，距离D是从约1nm到约5nm，例如约2nm，这可有助于移除可位于第二电绝缘材料118的表面上的第一电绝缘材料116。

形成凹陷部分119可至少暴露第一电绝缘材料116的上部部分(例如，侧壁的上部部分)。可暴露第一电绝缘材料116的侧壁122的至少一部分和第一电绝缘材料116的上表面(例如，不与第二电绝缘材料118接触)。

参考图1D，半导体装置100可暴露于氧化条件，如在箭头123处所指示，以氧化第一电绝缘材料116的至少一些暴露表面并且在第一电绝缘材料116的表面上方形成氧化物124。举例来说，可氧化侧壁122的暴露部分和第一电绝缘材料116的上表面。在一些实施例中，将半导体装置100暴露于氧化条件可从第一电绝缘材料116的暴露表面显著地移除悬键。

在一些实施例中，将半导体装置100暴露于氧化条件可包含将第一电绝缘材料116的暴露部分(图1C)暴露于快速热退火(RTA)过程。举例来说，半导体装置100可在高温(例如，大于约20℃的温度)下暴露于氧化环境(例如，空气、氧、臭氧、水汽、含氧等离子(例如，包含氧自由基的等离子)、另一氧化剂、或其组合)。在一些实施例中，半导体装置100可在第一电绝缘材料116的暴露部分氧化期间暴露于大于约300℃，例如大于约400℃、大于约600℃、大于约800℃、大于约1,000℃或大于约1,200℃的温度。在一些实施例中，半导体装置100在从约30秒到约10分钟，例如从约30秒到约1分钟、从约1分钟到约3分钟、从约3分钟到约5分钟或从约5分钟到约10分钟的范围内的持续时间内暴露于氧化条件。

氧化物124可包含第一电绝缘材料116的氧化物。在例如其中第一电绝缘材料116包括氮化硅的一些实施例中，氧化物124包括氧化硅(SiO

氧化物124的厚度T的范围可从约

第一电绝缘材料116的暴露部分的氧化可使其暴露部分变薄。举例来说，第一电绝缘材料116的上部部分的宽度W

第一电绝缘材料116的暴露部分的氧化可形成氧化物124的具有疏水性质的暴露表面125，使得形成于其上的掩模材料(例如，包括光致抗蚀剂材料的掩模材料)粘附到第一电绝缘材料116的氧化部分。

参考图1E，可包括光致抗蚀剂材料的掩模材料126可形成于半导体装置100的外围区108和虚设区106上方。掩模材料126可位于外围区108中的第二电绝缘材料118之上并且接触所述第二电绝缘材料118。掩模材料126可位于虚设区106中的氧化物124之上并接触所述氧化物124且可直接键合(例如，化学键合)到氧化物124。由于第二电绝缘材料118被移除且第一电绝缘材料116(例如，其氧化物124)位于比第二电绝缘材料118高处，因此掩模材料126可直接位于第一电绝缘材料116之上并且键合到第一电绝缘材料116。在一些此类实施例中，掩模材料126的边缘130可形成所谓的分隔壁，这可显著减小或防止掩模材料126下方的虚设区106和外围区108的材料暴露于半导体装置100(例如，作用区104)所暴露到的一或多种蚀刻化学物质。

在一些实施例中，氧化物124展现疏水性质且掩模材料126大体上粘附到氧化物124。掩模材料126到氧化物124的改进的粘附性可减少或防止蚀刻溶液底切或蚀刻半导体装置100的非所要部分，例如半导体装置100的位于虚设区106或外围区108内的部分。

在一些实施例中，间隙128可保留在掩模材料126的表面与虚设区106中的第二电绝缘材料118的上表面之间。不希望受任何特定理论束缚，人们认为，归因于掩模材料126的相对高粘性、第二电绝缘材料118的相对小宽度(例如，W

掩模材料126可包含光敏聚合物。在一些实施例中，掩模材料126包括光酸产生剂(PAG)或光酸(PAH)。在一些此类实施例中，响应于暴露于电磁辐射(例如，光)，传入光子可产生酸分子，所述酸分子扩散到掩模材料126中并且以催化方式引起掩模材料126中的化学改变，从而引起图像形成。换句话说，掩模材料126可包括光酸产生剂，所述光酸产生剂响应于暴露于电磁辐射而转换成酸。产生的酸可催化掩模材料126的聚合物组成的反应以使得掩模材料126的这类部分可溶于显影剂中。在其它实施例中，掩模材料126可包含光敏化合物，所述光敏化合物被配制且配置成产生响应于暴露于电磁辐射而催化掩模材料126的显影(例如，其选定部分的聚合)的酸(例如，自由基(例如，质子、H+))。

作为非限制性实例，掩模材料126可包括酚-醛聚合物(热塑性酚醛(novolak)树脂)、环氧基聚合物、聚异戊二烯抗蚀剂、聚甲基丙烯酸甲酯抗蚀剂、聚甲基异丙基酮抗蚀剂、聚丁烯-1-砜抗蚀剂、聚三氟乙基氯乙酸酯抗蚀剂、共聚(α-氰基乙基丙烯酸酯-α-酰胺乙基丙烯酸酯)抗蚀剂、聚(2-甲基戊烯-1-砜)抗蚀剂，或另一抗蚀剂材料。然而，本公开不限于上文所描述的特定材料且掩模材料126可包括除描述的那些材料以外的材料。

不希望受任何特定理论束缚，人们认为，因为第一电绝缘材料116暴露于氧化条件以形成氧化物124，所以氧化物124不包含显著量的悬键(例如，H

参考图1F，在虚设区106和外围区108中形成掩模材料126之后，半导体装置100可暴露于蚀刻条件以从作用区104移除第二电绝缘材料118的部分并且在第一电绝缘材料116的支柱121之间形成开口(例如，孔口)132。借助于非限制性实例，半导体装置100可暴露于一或多种湿式蚀刻剂，所述湿式蚀刻剂被配制且配置成显著移除第二电绝缘材料118的暴露部分(图1E)。湿式蚀刻剂可包含例如包含氢氟酸、氢氧化钾的溶液、包含氢氟酸和氟化铵的溶液、包含硫酸和过氧化氢的溶液、另一湿式蚀刻剂，或其组合。

在一些实施例中，也可在移除第二电绝缘材料118期间移除氧化物124。在一些实施例中，可移除虚设区106中的氧化物124的不与掩模材料126接触的部分，同时不会显著移除掩模材料126正下方的氧化物124的部分。

由于掩模材料126键合到虚设区106中的氧化物124的表面，因此掩模材料126和氧化物124之间可能不存在间隙。不希望受任何特定理论束缚，人们认为，由于氧化物124具有相对低厚度T(图1D)，因此在氧化物124经移除的情况下，湿式蚀刻剂不会例如通过可形成于掩模材料126与第一电绝缘材料116之间的任何空间显著流入虚设区106中。

在一些实施例中，可在开口132的底部部分处暴露蚀刻终止材料105。参考图1G，在蚀刻终止材料105暴露之后，可例如通过将蚀刻终止材料暴露于反应性离子蚀刻过程，移除开口132内的蚀刻终止材料105。蚀刻终止材料105的移除可暴露位于衬底102内的隔离区112之间的作用区114。

继续参考图1G，导电材料134可形成于半导体装置100的表面上方和开口132内(图1F)。导电材料134可形成于作用区114上方并且与作用区114接触。因此，导电材料134可与作用区114电连通。在一些实施例中，导电材料134的下表面可不与衬底102的上表面共面。导电材料134可通过ALD、PVD、CVD、LPCVD、PECVD、另一沉积方法或其组合形成。

导电材料134可包含展示适当的电导率的材料，例如钨、钛、镍、铂、铑、钌、铝、铜、钼、铱、银、金、金属合金、含金属材料(例如，金属氮化物、金属硅化物、金属碳化物、金属氧化物)、包含氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化钨(WN)、氮化钛铝(TiAIN)、氧化铱(IrO

参考图1H，可例如通过化学机械平坦化(CMP)，从半导体装置100的表面移除导电材料134，形成第一电绝缘材料116的相邻部分之间的导电接触件136。导电接触件136可与作用区114电连通。

在一些实施例中，导电接触件136相对于第一电绝缘材料116的部分凹陷。换句话说，导电接触件136的上表面可低于第一电绝缘材料116的上表面。

继续参考图1H，硅化物材料138可形成于导电接触件136上方。硅化物材料138可包括例如金属硅化物，例如硅化钴(CoSi

在一些实施例中，第一电绝缘材料116的上表面与硅化物材料138的上表面相比可位于更远离衬底102处。

参考图1I，可在半导体装置100上方形成并图案化导电接触件140(也可在本文中被称作“导电插塞”或“互连件”)。导电接触件140可例如通过硅化物材料138，与作用区104中的导电接触件136电连通。作用区104中的导电接触件140之间的空间142可对应于第一电绝缘材料116并且与第一电绝缘材料116大体横向对准。

导电接触件140可在虚设区106上方大体上连续。换句话说，虚设区106上方的导电接触件140可大体上一体式。在其它实施例中，虚设区106中的导电接触件140可包含多个导电接触件140，例如处于虚设区106中的经隔离第一电绝缘材料116上方并且与之对应的导电接触件140。

一或多个导电接触件140可形成于外围区108上方。

导电接触件140可包括导电材料，例如钨、钛、镍、铂、铑、钌、铝、铜、钼、铱、银、金、金属合金、含金属材料(例如，金属氮化物、金属硅化物、金属碳化物、金属氧化物)、包含氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化钨(WN)、氮化钛铝(TiAIN)、氧化铱(IrO

参考图1J，存储器存储元件144可形成为与导电接触件140电连通。在一些实施例中，存储器存储元件144包括电容器。存储器存储元件144可形成于绝缘材料152内。绝缘材料152可包括例如二氧化硅、氮化硅、磷硅酸盐玻璃硼硅玻璃、硼磷硅玻璃(BPSG)、氟硅酸盐玻璃、氮化物材料、氮氧化物(例如，氮氧化硅、另一介电材料、电介质碳氮化物材料(例如，硅碳氮化物(SiCN))、电介质碳氧氮化物材料(例如，硅碳氧氮化物(SiOCN))，或其组合。

存储器存储元件144可包含例如下部电极146、上部电极150，以及下部电极146和上部电极150之间的介电材料148。

下部电极146可与导电接触件140电连通。下部电极146可包含适当的导电材料，例如钨、钛、镍、铂、铑、钌、铝、铜、钼、铱、银、金、金属合金、含金属材料(例如，金属氮化物、金属硅化物、金属碳化物、金属氧化物)、包含氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化钨(WN)、氮化钛铝(TiAIN)、氧化铱(IrO

上部电极150可包括导电材料，例如上文参考下部电极146所描述的材料中的一或多种。

介电材料148可被配置成存储与存储器存储元件144的逻辑状态相关联的电荷或其它性质。因此，存储器存储元件144可以被称作“单元电容器”或“存储电容器”。介电材料148可包含二氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺、二氧化钛(TiO

在一些实施例中，导电接触件140可将存储器存储元件144布置于不同于导电接触件136的配置中并且可以被称作所谓的“重布层”。在一些实施例中，导电接触件136布置于其中行和列在相互垂直的方向上延伸的大体垂直取向中，且导电接触件140布置于六方形紧密排列的取向中。

因此，在至少一些实施例中，一种半导体装置包括半导体结构；第一绝缘材料，其处于所述半导体结构上方，所述第一绝缘材料包括第一孔口和第二孔口；导电材料，其填充所述第一孔口；第二绝缘材料，其填充所述第二孔口，所述第二绝缘材料具有不同于所述第一绝缘材料的材料组成；和导电接触件，其处于所述第二绝缘材料上方和所述导电材料上方，所述导电材料上方的所述导电接触件通过硅化物材料与所述导电材料间隔开。

因此，在至少一些实施例中，一种半导体装置包阵列区、虚设区、所述阵列区和所述虚设区中的电绝缘材料的支柱、处于所述阵列区中的所述电绝缘材料的相邻支柱之间的导电接触件、处于所述虚设区中的所述电绝缘材料的相邻支柱之间的另一电绝缘材料、处于所述阵列区中的所述导电接触件上方和所述虚设区中的所述电绝缘材料上方的导电材料，以及处于所述虚设区中的所述导电材料和所述虚设区中的所述电绝缘材料之间的氧化物。

因此，在至少一些实施例中，一种形成半导体装置的方法包括：在第一电绝缘材料中形成开口；用第二电绝缘材料填充所述开口；移除所述第二电绝缘材料的部分以使所述第二电绝缘材料的上表面相对于所述第一电绝缘材料的上表面凹陷；氧化所述第一电绝缘材料的暴露表面；在所述半导体装置的虚设区中于所述第一电绝缘材料的所述氧化表面上形成掩模材料；从所述半导体装置的阵列区移除所述第二电绝缘材料；移除所述掩模材料；和在所述半导体装置上方形成导电材料。

包含根据本公开的实施例的导电接触件(例如，导电接触件136)的半导体装置(例如，半导体装置100)可用于本公开的电子系统的实施例中。举例来说，图2是根据本公开的实施例的说明性电子系统203的框图。电子系统203可包括例如计算机或计算机硬件组件、服务器或其它网络连接硬件组件、蜂窝式电话、数码相机、个人数字助理(PDA)、便携式媒体(例如，音乐)播放器、Wi-Fi或具蜂窝功能的平板计算机(例如

电子系统203可另外包含至少一个电子信号处理器装置207(通常被称为“微处理器”)。电子信号处理器装置207可任选地包含本文中先前所描述的半导体装置(例如，半导体装置100)的实施例。电子系统203可另外包含用于由用户将信息输入到电子系统203的一或多个输入装置209，例如鼠标或其它指向装置、键盘、触控板、按钮或控制面板。电子系统203可另外包含用于向用户输出信息(例如，视觉或音频输出)的一或多个输出装置211，例如监视器、显示器、打印机、音频输出插孔、扬声器等。在一些实施例中，输入装置209和输出装置211可包括单个触摸屏装置，其可用于向电子系统203输入信息并向用户输出视觉信息。输入装置209和输出装置211可与存储器装置205和电子信号处理器装置207中的一或多个电连通。在一些实施例中，多于一个功能可例如在芯片上系统(SoC)的情况下由单个半导体裸片执行，其中处理器和存储器功能并入于单个裸片中。

因此，根据本公开的实施例，一种系统包括：至少一个处理器装置，其以可操作方式耦合到至少一个输入装置和至少一个输出装置；和半导体装置，其以可操作方式耦合到所述至少一个处理器装置。所述半导体装置包括从基底结构延伸的第一电绝缘材料的支柱、处于阵列区中的所述第一电绝缘材料的相邻支柱之间的导电材料、处于虚设区中的所述第一电绝缘材料的相邻支柱之间的第二电绝缘材料、处于所述阵列区中的所述导电材料上方和虚设区中的所述第二电绝缘材料上方的另一导电材料、处于所述导电材料和所述第二电绝缘材料之间的氧化物，以及与所述阵列区中和虚设区中的所述另一导电材料连通的存储器存储元件。

下文描述本公开的额外非限制性实例实施例。

实施例1：一种半导体装置，其包括：阵列区；虚设区；电绝缘材料的支柱，其处于所述阵列区和所述虚设区中；导电接触件，其处于所述阵列区中的所述电绝缘材料的相邻支柱之间；另一电绝缘材料，其处于所述虚设区中的所述电绝缘材料的相邻支柱之间；导电材料，其处于所述阵列区中的所述导电接触件上方和所述虚设区中的所述电绝缘材料上方；和氧化物，其处于所述虚设区中的所述导电材料和所述虚设区中的所述电绝缘材料之间。

实施例2：根据实施例1所述的半导体装置，其中所述电绝缘材料包括氮化硅。

实施例3：根据实施例1或实施例2所述的半导体装置，其中所述导电接触件包括多晶硅。

实施例4：根据实施例1到3中任一实施例所述的半导体装置，其中所述氧化物包括二氧化硅。

实施例5：根据实施例1到4中任一实施例所述的半导体装置，其中所述导电材料包括钨。

实施例6：根据实施例1到5中任一实施例所述的半导体装置，其另外包括与所述导电接触件上方的所述导电材料电连通的电容器。

实施例7：根据实施例1到6中任一实施例所述的半导体装置，其中所述阵列区和所述虚设区中的所述电绝缘材料的最上部表面高于所述另一电绝缘材料的最上部表面。

实施例8：根据实施例1到7中任一实施例所述的半导体装置，其中所述电绝缘材料的上部部分的宽度小于所述电绝缘材料的下部部分的宽度。

实施例9：根据实施例1到6中任一实施例所述的半导体装置，其中所述电绝缘材料的上表面与所述另一电绝缘材料的上表面相比位于离下方衬底更远处。

实施例10：一种半导体装置，其包括：半导体结构；第一绝缘材料，其处于所述半导体结构上方，所述第一绝缘材料包括第一孔口和第二孔口；导电材料，其填充所述第一孔口；第二绝缘材料，其填充所述第二孔口，所述第二绝缘材料具有不同于所述第一绝缘材料的材料组成；和导电接触件，其处于所述第二绝缘材料上方和所述导电材料上方，所述导电材料上方的所述导电接触件通过硅化物材料与所述导电材料间隔开。

实施例11：根据实施例10所述的半导体装置，其中所述第一绝缘材料包括氮化硅。

实施例12：根据实施例10或实施例11所述的半导体装置，其中所述第二绝缘材料包括二氧化硅。

实施例13：根据实施例10到12中任一实施例所述的半导体装置，其中所述第一孔口位于所述半导体装置的阵列区内。

实施例14：根据实施例10到13中任一实施例所述的半导体装置，其中所述第二孔口位于所述半导体装置的虚设区内。

实施例15：根据实施例10到14中任一实施例所述的半导体装置，其中所述第一绝缘材料的上表面高于所述第二绝缘材料的上表面。

实施例16：根据实施例10到15中任一实施例所述的半导体装置，其另外包括处于所述导电接触件和所述第二绝缘材料之间的氧化物。

实施例17：一种形成半导体装置的方法，所述方法包括：在第一电绝缘材料中形成开口；用第二电绝缘材料填充所述开口；移除所述第二电绝缘材料的部分以使所述第二电绝缘材料的上表面相对于所述第一电绝缘材料的上表面凹陷；氧化所述第一电绝缘材料的暴露表面；在所述半导体装置的虚设区中于所述第一电绝缘材料的所述氧化表面上形成掩模材料；从所述半导体装置的阵列区移除所述第二电绝缘材料；移除所述掩模材料；和在所述半导体装置上方形成导电材料。

实施例18：根据实施例17所述的方法，其中在所述第一电绝缘材料的所述氧化表面上形成掩模材料包括将所述掩模材料键合到所述第一电绝缘材料的所述氧化表面。

实施例19：根据实施例17或实施例18所述的方法，其中形成掩模材料包括形成光致抗蚀剂材料。

实施例20：根据实施例17到19中的任一实施例所述的方法，其中在所述半导体装置上方形成导电材料包括在所述阵列区中的所述第一电绝缘材料上方并且在所述虚设区中的所述第一电绝缘材料的所述氧化表面上方并以与所述氧化表面接触的方式形成所述导电材料。

实施例21：根据实施例17到20中的任一实施例所述的方法，其中氧化所述第一电绝缘材料的暴露表面包括氧化包括氮化硅的第一电绝缘材料的暴露表面。

实施例22：一种系统，其包括：至少一个处理器装置，其以可操作方式耦合到至少一个输入装置和至少一个输出装置；和半导体装置，其以可操作方式耦合到所述至少一个处理器装置，所述半导体装置包括：从基底结构延伸的第一电绝缘材料的支柱；处于阵列区中的所述第一电绝缘材料的相邻支柱之间的导电材料；处于虚设区中的所述第一电绝缘材料的相邻支柱之间的第二电绝缘材料；处于所述阵列区中的所述导电材料上方和虚设区中的所述第二电绝缘材料上方的另一导电材料；处于所述导电材料和所述第二电绝缘材料之间的氧化物；和与所述阵列区中和虚设区中的所述另一导电材料连通的存储器存储元件。

虽然已结合图式描述了某些说明性实施例，但所属领域的一般技术人员将认识到且理解，本公开所涵盖的实施例不限于在本文中明确地展示且描述的那些实施例。确切地说，可在不脱离本公开所包涵的实施例(如本文中要求保护的那些实施例，包含合法等效物)的范围的情况下，对本文中所描述的实施例做出多种添加、删除和修改。另外，一个公开实施例的特征可与另一公开实施例的特征组合，而仍然涵盖在本公开的范围内。