[發(fā)明專利]存儲器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410050188.0
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN104681498B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳常明;吳偉成;劉世昌;莊學(xué)理;蔡嘉雄
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311;H01L29/423;H01L21/336;H01L29/792;H01L27/11568
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及存儲器件及其制造方法。

背景技術(shù)

諸如筆記本計算機的現(xiàn)代電子器件包括用于存儲信息的多種存儲器。存儲器電路包括兩種主要類型。一種是易失性存儲器；另一種是非易失性存儲器。易失性存儲器包括隨機存取存儲器（RAM），其可以進一步劃分為兩個子種類，靜態(tài)隨機存取存儲器（SRAM）和動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）。SRAM和DRAM這兩種都是易失性的，這是因為當(dāng)不對它們供電時，它們將丟失存儲的信息。另一方面，非易失性存儲器可以保持在其上存儲的數(shù)據(jù)。非易失性存儲器包括多個子種類，諸如，只讀存儲器（ROM）、電可擦除可編程只讀存儲器（EEPROM）和閃速存儲器。

一種類型的EEPROM存儲器件稱為閃速存儲器件。閃速存儲器近年來變得日益流行。典型的閃速存儲器包括具有布置為行和列的多個存儲單元的存儲器陣列。將每個存儲單元均制造為具有漏極區(qū)域、源極區(qū)域、控制柵極和浮置柵極的場效應(yīng)晶體管。

浮置柵極設(shè)置在襯底之上。浮置柵極位于源極區(qū)域和漏極區(qū)域之間，但是通過氧化物層與它們間隔開。浮置柵極可以由合適材料形成，諸如，多晶硅（“poly”）和/或一些其他導(dǎo)電材料。氧化物層可以由二氧化硅（SiO₂）等形成。控制柵極可以設(shè)置在浮置柵極上方。控制柵極和浮置柵極可以通過薄氧化物層間隔開。

在操作中，浮置柵極能夠保持電荷，并且浮置柵極通過氧化物層與包含在襯底中的源極區(qū)域和漏極區(qū)域間隔開。可以從襯底穿過氧化物層注入電子以對每個存儲單元進行充電。在擦除操作期間，可以通過電子隧穿，使電荷從浮置柵極遷移至源極區(qū)域或擦除柵極來去除電荷。從而，通過浮置柵極中存在或不存在電荷來確定閃速存儲器單元中的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種方法，包括：在襯底上方形成控制柵極結(jié)構(gòu)；在所述控制柵極結(jié)構(gòu)上方沉積電荷存儲層；在所述電荷存儲層上方沉積存儲器柵極層；將第一蝕刻工藝應(yīng)用于所述存儲器柵極層，以形成第一存儲器柵極結(jié)構(gòu)和第二存儲器柵極結(jié)構(gòu)，其中，沿著所述控制柵極結(jié)構(gòu)的相對側(cè)壁形成所述第一存儲器柵極結(jié)構(gòu)和所述第二存儲器柵極結(jié)構(gòu)；去除所述第二存儲器柵極結(jié)構(gòu)；將第二蝕刻工藝應(yīng)用于所述電荷存儲層，以形成L形電荷存儲層，其中，所述L形電荷存儲層位于所述第一存儲器柵極結(jié)構(gòu)和所述控制柵極結(jié)構(gòu)之間；在所述襯底上方形成第一間隔件層；將第三蝕刻工藝應(yīng)用于所述第一間隔件層，以沿著所述第一存儲器柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成第一薄間隔件且沿著所述控制柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成第二薄間隔件；在所述存儲器柵極結(jié)構(gòu)上方形成頂部間隔件；以及形成鄰近所述存儲器柵極結(jié)構(gòu)的第一漏極/源極區(qū)域和鄰近所述控制柵極結(jié)構(gòu)的第二漏極/源極區(qū)域。

該方法進一步包括：在所述第一漏極/源極區(qū)域上方形成第一自對準(zhǔn)多晶硅化物區(qū)域；以及在所述第二漏極/源極區(qū)域上方形成第二自對準(zhǔn)多晶硅化物區(qū)域。

該方法進一步包括：在所述襯底上方沉積柵極介電層；在所述柵極介電層上方沉積控制柵電極層；在所述控制柵電極層上方沉積第一硬掩模層；在所述第一硬掩模層上方沉積第二硬掩模層；以及通過圖案化工藝來形成所述控制柵極結(jié)構(gòu)。

該方法進一步包括：在所述襯底和所述控制柵極結(jié)構(gòu)上方形成第一氧化物層；在所述第一氧化物層上方形成所述電荷存儲層，其中，所述電荷存儲層是氮化硅層；以及在所述電荷存儲層上方形成第二氧化物層。

該方法進一步包括：在將所述第三蝕刻工藝應(yīng)用于所述第一間隔件層以沿著所述第一存儲器柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成所述第一薄間隔件和沿著所述控制柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成所述第二薄間隔件的步驟之后，將第四蝕刻工藝應(yīng)用于所述存儲器柵極層。

在該方法中，所述第四蝕刻工藝是各向同性干蝕刻工藝。

該方法進一步包括：在所述存儲器柵極結(jié)構(gòu)和所述控制柵極結(jié)構(gòu)上方形成蝕刻停止層；在所述接觸蝕刻停止層上方沉積層間介電層，其中，所述存儲器柵極結(jié)構(gòu)和所述控制柵極結(jié)構(gòu)嵌入所述層間介電層中；對所述層間介電層實施化學(xué)機械拋光工藝，直到暴露所述控制柵極的頂面；以及形成連接至所述第一漏極/源極區(qū)域和所述第二漏極/源極區(qū)域的接觸塞。