[發明專利]通過導電塊上的硅化物在基底上制造存儲器單元、高電壓設備和邏輯設備的方法

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• 申請號: 202010826250.6
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN114078864A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 王春明;孫士禎;X·劉;邢精成;楊榮華;N·多;宋國祥
• 申請（專利權）人: 硅存儲技術股份有限公司
• 主分類號: H01L27/11521
• 分類號: H01L27/11521;H01L27/11526;H01L27/11546;H01L21/336;H01L29/423;H01L29/788
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳斌

本發明題為“通過導電塊上的硅化物在基底上制造存儲器單元、高電壓設備和邏輯設備的方法”。本發明公開了一種形成半導體設備的方法，該方法包括：使半導體基底的第一區域和第二區域的上表面相對于該基底的第三區域凹入；在該第一區域中形成一對堆疊結構，每個堆疊結構具有在浮柵上方的控制柵；在該對堆疊結構之間的該基底中形成第一源極區；在該第一源極區上方形成擦除柵；在該第三區域中形成偽材料塊；形成鄰近該堆疊結構的選擇柵；在該第二區域中形成高電壓柵極；在該高電壓柵極中的一個高電壓柵極的至少一部分上方形成第一阻擋層；在不處于該第一阻擋層下方的該高電壓柵極的頂表面上形成硅化物；以及用金屬材料塊替換該偽材料塊。

技術領域

本發明涉及具有嵌入式非易失性存儲器單元的半導體設備。

背景技術

形成在硅半導體基底上的非易失性存儲器半導體設備已為人們所熟知。例如，美國專利6,747,310、7,868,375和7,927,994公開了形成在半導體基底上的具有四個柵極(浮柵、控制柵、選擇柵和擦除柵)的存儲器單元，這些專利出于所有目的以引用方式并入本文。源極區和漏極區形成為進入到基底中的擴散注入區，從而將溝道區在基底中限定在源極區和漏極區間。浮柵設置在溝道區的第一部分上方并且控制該第一部分的導電性，選擇柵設置在溝道區的第二部分上方并且控制該第二部分的導電性，控制柵設置在浮柵上方，并且擦除柵設置在源極區上方并且與浮柵橫向相鄰。

還已知，在與非易失性存儲器單元相同的基底上形成低電壓邏輯設備和高電壓邏輯設備。參見例如美國專利9,276,005，其出于所有目的以引用方式并入本文。新柵極材料(諸如高K介電柵和金屬柵)也用于提高性能。然而，形成存儲器單元的加工步驟可能會對目前制造的邏輯設備造成不利影響，反之亦然。

需要一種在同一基底上制造包括存儲器單元、低電壓邏輯設備和高電壓設備的設備的改進的方法。

發明內容

前述問題和需求通過一種形成半導體設備的方法來解決，該方法包括：

提供半導體材料的基底，該半導體材料的基底包括第一區域、第二區域和第三區域；

使第一區域中的基底的上表面和第二區域中的基底的上表面相對于第三區域中的基底的上表面凹入；

在第一區域中形成一對堆疊結構，其中堆疊結構中的每個堆疊結構包括設置在第一區域中的基底的上表面上方并且與上表面絕緣的導電材料的浮柵，以及設置在浮柵上方并且與浮柵絕緣的導電材料的第一非浮柵；

在第一區域中的一對堆疊結構之間的基底中形成第一源極區；

形成設置在第一區域中的第一源極區上方并且與第一源極區絕緣的第二非浮柵；

形成設置在第三區域中的基底的上表面上方并且與上表面絕緣的偽材料塊；

形成導電材料的第三非浮柵，該第三非浮柵設置在第一區域中的基底的上表面上方并且與上表面絕緣，以及各自橫向鄰近堆疊結構中的一個堆疊結構并且與堆疊結構絕緣；

形成設置在第二區域中的基底的上表面上方并且與上表面絕緣的導電材料的第四非浮柵；

在第一區域中的基底中形成第一漏極區，每個第一漏極區鄰近第三非浮柵中的一個第三非浮柵；

在第二區域中的基底中形成第二源極區，每個第二源極區鄰近第四非浮柵中的一個第四非浮柵；

在第二區域中的基底中形成第二漏極區，每個第二漏極區鄰近第四非浮柵中的一個第四非浮柵；

在第三區域中的基底中形成第三源極區，該第三源極區鄰近偽材料塊；

在第三區域中的基底中形成第三漏極區，該第三漏極區鄰近偽材料塊；

在第二區域中的第四非浮柵中的一個第四非浮柵的至少一部分上方形成第一阻擋層；