[發明專利]制造微電子裝置的方法及應用此方法的半導體裝置

無效

• 申請號: 200910000109.4
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN101630653A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 許俊豪;謝佳達;吳俊沛;李俊鴻
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/76
• 分類號: H01L21/76;H01L21/764;H01L21/762;H01L21/8247;H01L27/115
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 壽 寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種半導體裝置及其制造方法，特別是涉及一種非平面型半導體存儲器(存儲器即記憶體，以下均稱為存儲器)裝置及其制造方法。

背景技術

在集成電路(Integrated?Circuit；IC)裝置中，目前的非平面型與非門(NAND)存儲器架構是使用凹陷的淺溝渠隔離(Shallow?TrenchIsolation；STI)來形成類鰭式場效晶體管(FinFET-Like)存儲器單元，藉以克服平面型與非門存儲器中超越45納米技術節點的尺度障礙(ScalingBarrier)。然而，類鰭式場效晶體管單元中的氮化物儲存層與淺溝渠隔離的氧化物材料接觸，當氮化物儲存層正在導電時，會增加電荷維持的考量。

由此可見，上述現有的類鰭式場效晶體管存儲器單元及其制造方法在產品結構、方法及使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品及方法又沒有適切的結構及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的制造微電子裝置的方法及應用此方法的半導體裝置，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

因此，需要提供一種沒有上述缺點的改良過的非平面型存儲器單元及其制造方法。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有的類鰭式場效晶體管存儲器單元制造方法存在的缺陷，而提供一種新的制造微電子裝置的方法，所要解決的技術問題是使其利用蝕刻氮化物層來形成氮化物開口，通過此氮化物開口部分地移除位于氮化物層底下的淺溝渠隔離特征，使得氮化物層與淺溝渠隔離特征的填充材料之間形成間隙，可以避免增加電荷維持的考量，非常適于實用。

本發明的另一目的在于，克服現有的類鰭式場效晶體管存儲器單元制造方法存在的缺陷，而提供一種新的制造微電子裝置的方法，所要解決的技術問題是使其利用蝕刻高硅含量的氮化硅層來形成開口，通過此開口蝕刻位于開口底下的溝渠隔離特征，減少高硅含量的氮化硅層與溝渠隔離特征的填充材料之間的接觸，可以避免增加電荷維持的考量，從而更加適于實用。

本發明的再一目的在于，克服現有的類鰭式場效晶體管存儲器單元存在的缺陷，而提供一種新型結構的半導體裝置，所要解決的技術問題是使其以位于淺溝渠隔離區內的氧化硅層，穿插介于淺溝渠隔離特征與氮化硅層之間，其中氧化硅層將氮化硅層從半導體基材的側壁隔離出來，藉此形成可以減少電荷維持考量的結構，從而更加適于實用。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種制造微電子裝置的方法，其至少包括以下步驟：形成多數個凹陷的淺溝渠隔離特征于一半導體基材中，并定義一半導體區于該些凹陷的淺溝渠隔離特征的相鄰二者間；形成一穿隧介電特征于該半導體區之內；形成一氮化物層于該些凹陷的淺溝渠隔離特征及該穿隧介電特征上；蝕刻該氮化物層，以形成多個氮化物開口于該些凹陷的淺溝渠隔離特征內；通過該些氮化物開口來部分地移除該些凹陷的淺溝渠隔離特征，而產生介于該氮化物層及該些凹陷的淺溝渠隔離特征間的多數個間隙；以及形成一第一介電材料于該氮化物層的多數個表面，并密封該些氮化物開口。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

前述的制造微電子裝置的方法，更至少包括：在該部分地移除該些凹陷的淺溝渠隔離特征的步驟后；及該形成該第一介電材料的步驟前，形成一薄介電層于該氮化物層的該些表面及該半導體基材的多數個側壁。

前述的制造微電子裝置的方法，其中所述的形成一薄介電層的步驟包括：使用基根氧化制程形成一薄氧化硅層。

前述的制造微電子裝置的方法，其中所述的形成多數個凹陷的淺溝渠隔離特征的步驟包括：形成多數個溝渠于該半導體基材中；以及以化學氣相沉積法將一第二介電材料填充于該些溝渠中；其中該以化學氣相沉積法將該第二介電材料填充于該些溝渠的步驟包括以高密度等離子體化學氣相沉積法形成氧化硅。

前述的制造微電子裝置的方法，其中所述的穿隧介電特征包括有氧化硅。

前述的制造微電子裝置的方法，其中所述的形成一氮化物層的步驟包括：形成一高硅含量的氮化硅層。

前述的制造微電子裝置的方法，其中所述的蝕刻該氮化物層的步驟包括：形成一非共形聚合物層于該氮化物層上，其中該非共形聚合物層是一自我對準遮罩；利用等離子體干蝕刻切穿位于該些凹陷的淺溝渠隔離特征上的該氮化物層；以及移除該非共形聚合物層。