[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201711143942.5
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN108257967B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 林孟漢;謝智仁;詹景文
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/11548
• 分類號: H01L27/11548;H01L27/11575
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種制造半導體器件的方法，所述半導體器件包括形成在存儲器單元區中的非易失性存儲器和圍繞所述存儲器單元區的環形結構區，所述方法包括：

在所述環形結構區中形成襯底的突起，其中，所述突起從隔離絕緣層突出；

形成高k介電膜，從而覆蓋所述突起和所述隔離絕緣層；

在所述高k介電膜上方形成多晶硅膜；

圖案化所述多晶硅膜和所述高k介電膜；以及

在圖案化的多晶硅膜和圖案化的高k介電膜上方形成絕緣層，從而密封所述圖案化的高k介電膜。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在平面圖中，所述突起圍繞所述存儲器單元區。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述高k介電膜由選自由Hf、Y、Ta、Ti、Al和Zr構成的組中的至少一種元素的氧化物制成。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，與所述突起相鄰并且更靠近所述存儲器單元區的所述隔離絕緣層的厚度小于與所述突起相鄰并且更遠離所述存儲器單元區的所述隔離絕緣層的厚度。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，圖案化所述多晶硅膜和所述高k介電膜，從而使得通過所述圖案化的多晶硅膜和所述圖案化的高k介電膜覆蓋所述突起的邊緣。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，圖案化所述多晶硅膜和所述高k介電膜，從而使得暴露所述突起的中心部分。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，密封所述圖案化的高k介電膜，從而使得所述圖案化的多晶硅膜覆蓋所述圖案化的高k介電膜的上表面，并且所述絕緣層覆蓋所述圖案化的高k介電膜的側面。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述絕緣層由選自由二氧化硅、氮化硅和氮氧化硅構成的組中的至少一種制成。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述突起通過以下方法形成：

用絕緣材料填充形成在所述襯底中的第一溝槽和第二溝槽；

減小所述第一溝槽中的絕緣材料的厚度，同時保持所述第二溝槽中的絕緣材料的厚度；以及

進一步減小所述第一溝槽中的絕緣材料的厚度，并減小所述第二溝槽中的絕緣材料的厚度，從而形成從在所述第一溝槽和所述第二溝槽中形成的所述隔離絕緣層突出的所述突起。

10.一種制造半導體器件的方法，所述半導體器件包括形成在存儲器單元區中的非易失性存儲器、形成在外圍區中的邏輯電路以及分離所述存儲器單元區和所述外圍區的環形結構區，所述方法包括：

形成存儲器單元結構；

在所述環形結構區中形成襯底的突起，其中，所述突起從隔離絕緣層突出；

在所述環形結構區中形成高k介電膜，從而覆蓋所述突起和所述隔離絕緣層，并且在所述外圍區中形成所述高k介電膜；

在所述高k介電膜上方形成多晶硅膜；

圖案化所述多晶硅膜和所述高k介電膜，從而在所述外圍區中形成柵極結構，并且在所述環形結構區形成環形結構；以及

在所述外圍區中的柵極結構的相對兩側上且在所述環形結構的兩側上形成絕緣側壁間隔件，

其中，在所述環形結構區中，通過圖案化的多晶硅膜和所述絕緣側壁間隔件密封圖案化的高k介電膜。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，在形成所述高k介電膜之前，通過保護層覆蓋所述存儲器單元結構。

12.根據權利要求10所述的方法，其中，在平面圖中，所述突起圍繞所述存儲器單元區。

13.根據權利要求10所述的方法，其中，所述高k介電膜由選自由Hf、Y、Ta、Ti、Al和Zr構成的組中的至少一種元素的氧化物制成。