发明名称 半导体元件及其制造方法
摘要 一种制造半导体元件的方法被揭露,该方法包含如下之步骤:形成一个具有一个第一窗口的第一光阻图案于一个第二绝缘薄膜上;使用该第一光阻图案作为蚀刻光罩来形成由接触区域CR曝露的第一开孔;形成一个具有第一光阻部份的第二光阻图案于一个第二导电薄膜上;使用该第二光阻图案作为蚀刻光罩来形成第一和第二导体、一个悬浮闸极与一个控制闸极;形成一个第三光阻图案于区域I、II和III内;及使用该第三光阻图案作为蚀刻光罩来把在第二窗口下面之第二导体的部份移去。
申请公布号 TWI257178 申请公布日期 2006.06.21
申请号 TW094104636 申请日期 2005.02.17
申请人 富士通股份有限公司 发明人 中川进一
分类号 H01L29/788 主分类号 H01L29/788
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种半导体元件,包含: 一个半导体基体; 一个形成于该半导体基体之第一区域中的第一导 体,一个第一绝缘薄膜是在该第一导体与该半导体 基体之间; 一个第二绝缘薄膜,该第二绝缘薄膜形成于该第一 导体上并且具有一个第一开孔在该第一导体的接 触区域中; 一个快闪记忆体,该快闪记忆体是藉由连续地层叠 一个由与该第一绝缘薄膜相同之材料制成的隧道 绝缘薄膜、一个由与该第一导体相同之材料制成 的悬浮闸极、一个由与该第二绝缘薄膜相同之材 料制成的中间绝缘薄膜、及一个控制闸极于该半 导体基体的第二区域上来被形成; 一个中间层绝缘薄膜,该中间层绝缘薄膜具有一个 孔洞在该第一导体的接触区域中;及 一个形成于该孔洞内且电气连接至该第一导体之 接触区域的导电插塞。 2.如申请专利范围第1项所述之半导体元件,其中, 该第二绝缘薄膜是为一个ONO薄膜。 3.如申请专利范围第1项所述之半导体元件,更包含 : 一个形成于该第一导体之侧表面上的第一绝缘侧 壁,该第一绝缘侧壁是比该第一导体的上表面高; 及 一个形成于该第二绝缘薄膜上在该第一绝缘侧壁 旁边的第二绝缘侧壁,该第二绝缘侧壁具有一个从 该第二绝缘薄膜之第一开孔缩回的弯弧表面。 4.如申请专利范围第1项所述之半导体元件,更包含 : 一个形成于在该第一开孔内之第一导体上的第三 绝缘薄膜;及 一个由与该控制闸极相同之材料制成且形成于该 第一与第三绝缘薄膜上的第二导体,该第二导体具 有一个第二开孔在该接触区域上, 其中,一个第三开孔是形成于在该接触区域上的第 三绝缘薄膜中。 5.如申请专利范围第4项所述之半导体元件,其中, 该第二导体是电气地悬浮。 6.如申请专利范围第4项所述之半导体元件,其中, 该第二导体是由多晶矽制成。 7.如申请专利范围第1项所述之半导体元件,其中, 该第一导体是为一个第一闸极电极,而在该第一导 体下面的第一绝缘薄膜作用如一个第一闸极绝缘 薄膜。 8.如申请专利范围第7项所述之半导体元件,更包含 : 一个形成于该矽基体之第一区域中的元件隔离绝 缘薄膜, 其中,该第一闸极电极包括在该元件隔离绝缘薄膜 上延伸的焊垫,及闸极,及 其中,该接触区域是位于该焊垫上。 9.如申请专利范围第1项所述之半导体元件,其中, 该第一闸极电极是由多晶矽制成。 10.如申请专利范围第1项所述之半导体元件,其中, 一个第二闸极电极是形成于该半导体基体的第三 区域中,一个第二闸极绝缘薄膜是插置在该第二闸 极电极与该半导体基体之间。 11.一种制造半导体元件的方法,包含如下之步骤: 形成一个第一绝缘薄膜于一个半导体基体的第一 和第二区域上; 形成一个第一导电薄膜于该第一绝缘薄膜上; 形成一个第二绝缘薄膜于该第一导电薄膜上; 形成一个第一光阻图案于该第二绝缘薄膜上,该第 一光阻图案具有一个第一窗口在一个于该第一区 域之第一导电薄膜上的接触区域中; 在利用该第一光阻图案作为光罩时藉由蚀刻该第 二绝缘薄膜来形成一个曝露该接触区域的第一开 孔于在该第一窗口下面的第二绝缘薄膜中; 把该第一光阻图案移去; 形成一个第三绝缘薄膜于该由该第一开孔曝露的 第一导电薄膜上; 形成一个第二导电薄膜于该第二和第三绝缘薄上; 形成一个第二光阻图案,该第二光阻图案具有一个 第一光阻部份在该第一区域中和一个第二光阻部 份在该第二区域中,该第一光阻部份具有一个覆盖 该第一开孔的尺寸; 在利用该第二光阻图案作为光罩时蚀刻该第一和 第二导电薄膜及该第二绝缘薄膜,藉此使在该第一 光阻部份下面的第一和第二导电薄膜分别作成第 一和第二导体、使在该第二光阻部份下面的第一 和第二导电薄膜分别作成悬浮闸极和控制闸极、 及使该第二绝缘薄膜作成中间绝缘薄膜; 把该第二光阻图案移去; 形成一个第三光阻图案在该第一和第二区域中,该 第三光阻图案具有一个第二窗口在该第一区域中, 该第二窗口具有一个包围该第一导体之接触区域 的尺寸; 在利用该第三光阻图案作为光罩时藉由蚀刻该第 二导体来选择地移去在该第二窗口下面的第二导 体; 把该第三光阻图案移去; 藉由移去在该第一导体之接触区域上的第三绝缘 薄膜来曝露该接触区域; 形成一个覆盖该第一导体的中间层绝缘薄膜; 形成一个孔洞于在该第一导体之接触区域上的中 间层绝缘薄膜中;及 形成一个导电插塞于该孔洞内,该导电插塞是电气 连接到该第一导体的接触区域。 12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中,一个ONO 薄膜是被使用作为该第二绝缘薄膜;而且在形成该 第三绝缘薄膜的步骤中,一个氧化薄膜是藉由热氧 化经由该第一开孔来被曝露之第一导电薄膜的表 面来被形成,而且该氧化薄膜是被使用作为该第三 绝缘薄膜。 13.如申请专利范围第12项所述之方法,其中,一个多 晶矽薄膜是被使用作为该第一导电薄膜。 14.如申请专利范围第11项所述之方法,其中,在形成 该第一和第二导体的步骤中该第一导体是被作成 一个第一闸极电极。 15.如申请专利范围第14项所述之方法,更包含如下 之步骤: 形成一个元件隔离绝缘薄膜于该半导体基体的第 一区域中, 其中,在形成该第一和第二导体的步骤中,该第一 闸极电极是由一个闸极与一个焊垫构筑而成,该焊 垫是在该元件隔离绝缘薄膜上延伸。 16.如申请专利范围第15项所述之方法,其中,在形成 第三光阻图案的步骤中,该第二窗口在尺寸上被形 成来包围该焊垫,而且在选择地移去在该第二窗口 下面之第二导体的步骤中,在焊垫上之所有的第二 导体是被移去。 17.如申请专利范围第11项所述之方法, 其中,在形成第一绝缘薄膜的步骤中,该第一绝缘 薄膜亦被形成于该半导体基体的第三区域中; 在形成第二绝缘薄膜的步骤中,该第二绝缘薄膜亦 被形成于在该第三区域中的第一绝缘薄膜上; 在形成第一开孔于该第二绝缘薄膜中的步骤中,该 第一和第二绝缘薄膜是自该第三区域被移去; 在形成第三绝缘薄膜的步骤中,该第三绝缘薄膜亦 被形成于该半导体基体的第三区域中; 在形成第三光阻图案的步骤中,该第三光阻图案的 第三光阻部份是形成于该第三区域上;及 在利用该第三光阻图案作为光罩来蚀刻该第二导 体的步骤中,在该第三光阻部份下面的第二导电薄 膜是被作成一个第一闸极电极。 18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中,一个ONO 薄膜是被使用作为该第二绝缘薄膜;而且在形成该 第三绝缘薄膜的步骤中,一个氧化薄膜是藉由热氧 化该第一导电薄膜与在该第三区域中之半导体基 体的每个表面来被形成,而且该氧化薄膜是被使用 作为该第三绝缘薄膜。 19.如申请专利范围第11项所述之方法,其中,在形成 第三光阻图案的步骤中,该第二窗口在尺寸上是被 形成被包围在该第一开孔内;而且在选择地移去在 该第二窗口下面之第二导体的步骤中,一个第二开 孔是形成于在该第二窗口下面的第二导体中。 20.如申请专利范围第19项所述之方法,更包含如下 之步骤: 形成一个矽化物层于该第二导体的上表面上。 21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中,在形成 矽化物层的步骤中,该矽化物层亦形成于该第一闸 极电极的上表面上及在该半导体基体的表面层上 于该第一闸极电极的旁边。 22.如申请专利范围第20项所述之方法,其中,一个矽 化钴层或者一个矽化镍层是被形成作为该矽化物 层。 图式简单说明: 第1A至1U图是为在制程期间一个假想半导体元件的 横截面图; 第2A图呈现分别沿着在第4C图中之线C3-C3、C4-C4与C5 -C5的横截面图; 第2B图呈现分别沿着在第4D图中之线D3-D3、D4-D4与D5 -D5的横截面图; 第2C图呈现在热氧化已被完成之后如在第2B图中一 样的横截面图; 第2D图呈现分别沿着在第4E图中之线E3-E3、E4-E4与E5 -E5的横截面图; 第2E图呈现分别沿着在第4F图中之线F3-F3、F4-F4与F5 -F5的横截面图; 第3A图是为沿着在第4F图中之线F6-F6的横截面图; 第3B图是为在一个第二n-型源极∕汲极延伸部已被 形成之后沿着在第4F图中之线F6-F6的横截面图; 第3C图是为在第二和第三n-型源极∕汲极区域已被 形成之后沿着在第4I图中之线I3-I3的横截面图; 第3D图是为沿着在第4J图中之线J3-J3的横截面图; 第4A至4J图是为在该制程期间该假想半导体元件的 平面图; 第5图是为在该制程期间该假想半导体元件的平面 图; 第6A至6U图是为本发明之第一实施例之半导体元件 的横截面图; 第7A图呈现分别沿着在第10C图中之线N2-N2、N3-N3与N 4-N4的横截面图; 第7B图呈现分别沿着在第10D图中之线P2-P2、P3-P3与P 4-P4的横截面图; 第7C图呈现在一个第三绝缘薄膜已被形成之后分 别沿着在第10D图中之线P2-P2、P3-P3与P4-P4的横截面 图; 第7D图呈现分别沿着在第10E图中之线Q2-Q2、Q3-Q3与Q 4-Q4的横截面图; 第7E图呈现分别沿着在第10F图中之线R2-R2、R3-R3与R 4-R4的横截面图; 第8A图是为沿着在第10G图中之线S2-S2的横截面图; 第8B图是为在一个第三光阻图案已被移去之前沿 着在第10H图中之线T2-T2的横截面图; 第8C图是为沿着在第10I图中之线U2-U2的横截面图; 第8D图是为在一个钴矽化物层已被形成之后沿着 在第10I图中之线U2-U2的横截面图; 第8E图是为沿着在第10I图中之线V2-V2的横截面图; 第9A图是为在一个第一绝缘薄膜已被形成之后沿 着在第10A图中之线L2-L2的横截面图; 第9B图是为沿着在第10F图中之线R5-R5的横截面图; 第9C图是为在一个第二n-型源极∕汲极延伸部已被 形成之后沿着在第10F图中之线R5-R5的横截面图; 第9D图是为在一个快闪记忆体之第二n-型源极∕汲 极区域已被形成之后沿着在第10F图中之线R5-R5的 横截面图; 第9E图是为沿着在第10J图中之线V3-V3的横截面图; 第10A至10J图是为本发明之第一实施例之半导体元 件的平面图。 第11A至11G图是为本发明之第二实施例之半导体元 件的横截面图。 第12A图是为沿着在第13A图中之线W2-W2的横截面图; 第12B图是为在一个第三光阻图案被移去之前沿着 在第13B图中之线X2-X2的横截面图; 第12C图是为在一个第二绝缘侧壁被形成之后沿着 在第13B图中之线X2-X2的横截面图; 第12D图是为在一个钴矽化物层被形成之后沿着在 第13B图中之线X2-X2的横截面图; 第12E图是为沿着在第13C图中之线Y2-Y2的横截面图; 及 第13A至13C图是为本发明之第二实施例之半导体元 件的平面图。
地址 日本