[發明專利]半導體裝置的柵極結構及字線結構與存儲器的形成方法

有效

• 申請號: 200910150905.6
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN101752409A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 賴二琨;呂函庭
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/8247;H01L21/768;H01L27/115;H01L23/52
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明是有關于一種半導體裝置的柵極結構及字線結構與存儲器的 形成方法，且特別是有關于一種可提升存儲單元電流的半導體裝置的柵極 結構及字線結構與存儲器的形成方法。

背景技術

為了符合小尺寸的半導體元件的需求，提升半導體元件的集成度成為 縮減半導體元件尺寸的一種方式。然而，就存儲器而言，以提升集成度來 縮小存儲器的尺寸往往易因存儲器的陣列結構而有所限制。

舉例來說，非易失閃存(NAND)陣列形式的存儲器是以上下相鄰的 存儲單元間注入摻雜物來作為漏極或源極。請參照圖1，其繪示傳統中的 NAND陣列形式的存儲器的示意圖。NAND陣列形式的存儲器40的字線 400具有依序設置于襯底410上的介電層420、導電層430與屏蔽層440。 由于注入摻雜物450的位置是在相鄰的字線400間，因此，若為了提升存 儲器40的集成度而縮減相鄰字線400的間距D，則摻雜物450可能因為 設備上的限制而無法注入。

再者，一般來說，當存儲器的集成度提升時，存儲器往往易面臨短通 道效應(Short?Channel?Effect，SCE)與存儲單元的電流不敷使用的情況。 因此，如何提出一種可符合尺寸與集成度的需求，且同時可增加存儲單元 的電流的存儲器，乃為相關業者努力的課題之一。

發明內容

本發明是有關于一種半導體裝置的柵極結構及字線結構與存儲器的 形成方法，其中此處的半導體裝置的柵極結構可用以意指存儲器的字線結 構。字線結構的導電結構的寬度是可增加的，以提高存儲單元的電流，使 得存儲器的讀寫速度可提升。再者，對于應用本發明的字線結構的NAND 陣列形式的存儲器來說，相鄰的字線結構是因導電結構的寬度增加而縮小 間距，使得反轉區形成于相鄰的字線結構之間來作為導通字線結構的媒 介。如此，相鄰的字線結構間無需預留注入摻雜物的空間，使得存儲器的 集成度可提升。

根據本發明的第一方面，提出一種柵極結構，應用于一半導體裝置。 柵極結構包括一導電結構。導電結構絕緣地設置于一襯底上。導電結構包 括一中央部及二間隔部。中央部具有一第一表面與二個第二表面。第一表 面位于二個第二表面之間。二間隔部分別連接于中央部的二個第二表面。 各二間隔部的寬度是由上至下逐漸增大。

根據本發明的第二方面，提出一種存儲器的形成方法，包括以下的步 驟。形成一第一介電層、一導電層以及一第一屏蔽層于一襯底上，其中第 一屏蔽層具有二個第一開口，二個第一開口系露出一部分的導電層。接著， 根據第一屏蔽層的圖案對導電層進行刻蝕，以此于部分的導電層形成二個 第一溝道，各二個第一溝道的底面及側面系暴露出導電層，且各二個第一 溝道的側面的間距大于各二個第一開口的寬度。然后，覆蓋一保形層于第 一屏蔽層以及位于導電層的二個第一溝道上，其中填入各二個第一溝道內 的保形層具有一孔洞。接著，對保形層進行非等向性刻蝕，并沿著二個第 一溝道內的孔洞對導電層以及第一介電層進行刻蝕，直到暴露出襯底以及 第一屏蔽層，以此形成一字線結構。

根據本發明的第三方面，提出一種字線結構的形成方法，包括以下的 步驟。形成一導電層以及一第一屏蔽層于一襯底上，其中第一屏蔽層具有 一開口，開口露出一部分的導電層。接著，根據第一屏蔽層的圖案對導電 層進行刻蝕，以此于部分的導電層形成一溝道，其中溝道的底面及側面暴 露出導電層，且溝道的側面的間距大于開口的寬度。然后，覆蓋一保形層 于第一屏蔽層以及位于導電層的溝道上，其中填入溝道內的保形層具有一 孔洞。接著，對保形層進行非等向性刻蝕，并沿著溝道內的孔洞對導電層 進行刻蝕，直到暴露出襯底以及第一屏蔽層。

根據本發明的第四方面，提出一種半導體裝置，包括一襯底、一介電 層及多個柵極結構。介電層形成于襯底上。各柵極結構包括一導電結構。 導電結構位于介電層上。導電結構包括一中央部以及二間隔部。中央部具 有一第一表面與二個第二表面。第一表面位于二個第二表面之間。二間隔 部分別連接于中央部的二個第二表面，且各二間隔部的寬度是由上至下逐 漸增大。

為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合 所附圖式，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1(現有技術)繪示傳統中的NAND陣列形式的存儲器的示意圖。

圖2A～圖2D繪示依照本發明第一實施例的字線結構的形成方法的流 程圖。