发明名称 制造具有包含具有存取闸极,控制闸极以及电荷储存区域之记忆体单元之非挥发性记忆体之半导体装置之方法
摘要 本发明揭示一种制造半导体装置的方法,该半导体装置包含一半导体主体(1),该主体具有一非挥发性记忆体于一表面(2)上,该非挥发性记忆体包含一记忆体单元,该记忆体单元具有一具有存取闸极(19)的闸极结构(4)和具有一控制闸极(5)和一电荷储存区域的闸极结构(3),该电荷储存区域位在该控制闸极(5)和半导体主体(1)之间,例如像一浮动闸极(6)。在本方法中,该闸极结构的第一闸极结构形成于半导体主体(1)的表面(2)上,并具有实质上延伸垂直该表面之侧壁(10),一传导层沉积(13)在该第一闸极结构之上并紧邻该第一闸极结构,该传导层接受平面化处理,直到该第一闸极结构曝露出来,并且以此方式平面化的传导层形成图案,以致形成至少另一闸极结构的一部份,并邻接该第一闸极结构。执行该平面化传导层的图案化时,其中该平面化的传导层(14)受到回蚀,以致曝露出该第一闸极结构的侧壁的上方部份(15),一间隔物(18)形成于该第一闸极结构侧壁所曝露出来的上方部份(15)上,并且使用该间隔物当作遮罩,以非等向性方式蚀刻该传导层(16)。因此可实现非常小的记忆体单元。
申请公布号 TW564524 申请公布日期 2003.12.01
申请号 TW091114329 申请日期 2002.06.28
申请人 皇家飞利浦电子股份有限公司 发明人 米契尔 史罗布;法兰西斯克斯 佩楚斯 伟德秀文
分类号 H01L21/8247 主分类号 H01L21/8247
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种制造一半导体装置之方法,该半导体装置包含一半导体主体,该主体具有一非挥发性记忆体在一表面上,该非挥发性记忆体包含一记忆体单元,该记忆体单元具有一具有存取闸极的闸极结构和具有一控制闸极和一电荷储存区域的闸极结构,该电荷储存区域位在该控制闸极和半导体主体之间,在本方法中,该闸极结构的第一闸极结构形成于该半导体主体的表面上,并具有实质上延伸垂直该表面之侧壁,一传导层沉积在该第一闸极结构之上并紧邻该第一闸极结构,该传导层接受平面化处理,直到该第一闸极结构曝露出来,并且以此方式平面化的传导层形成图案,以致形成至少另一闸极结构的一部份,并邻接该第一闸极结构,其特征为:为了要执行该平面化传导层的图案化,该平面化的传导层受到回蚀,以致曝露出该第一闸极结构的侧壁的上方部份,一间隔物形成于该第一闸极结构侧壁所曝露出来的上方部份上,并且使用该间隔物当作遮罩以非等向性方式蚀刻该传导层。2.如申请专利范围第1项之方法,其特征为,作为该闸极结构的第一闸极结构,具有控制闸极且具有在该控制闸极和半导体主体之间的电荷储存区域的闸极结构形成,之后此闸极结构的侧壁由一绝缘层以及邻接具有一闸极电介质的闸极结构的半导体主体的表面所覆盖,沉积、平面化、回蚀、并且使用在闸极结构的曝露部份上形成的间隔物作为遮罩图案化该传导层,以形成具有存取闸极的闸极结构。3.如申请专利范围第1项之方法,其特征为,作为该闸极结构的第一闸极结构,具有存取闸极的闸极结构形成,之后此闸极结构的侧壁由一绝缘层所覆盖,沉积、平面化、回蚀、并且使用在闸极结构的曝露部份上所形成的间隔物作为遮罩图案化该传导层,以形成具有控制闸极以及位于控制闸极和半导体主体之间的电荷储存区域之闸极结构的控制闸极。4.如申请专利范围第3项之方法,其特征为,在形成具有存取闸极的闸极结构并且此闸极结构的侧壁覆盖一绝缘层之后,一电荷储存区域在紧邻该闸极结构的地方以许多互相分隔开的陷获中心形式形成,之后沉积、平面化、回蚀、并且使用在具有存取闸极的闸极结构的曝露部份上所形成的间隔物作为遮罩图案化该传导层,以便在电荷储存区域上形成控制闸极。5.如申请专利范围第3项之方法,其特征为,在形成具有存取闸极的闸极结构并且此闸极结构的侧壁覆盖绝缘层之后,在隧道电介质上,覆盖有一闸极间电介质的浮动闸极,在紧邻闸极结构的地方形成,此浮动闸极所具有的顶层表面比具有存取闸极的闸极结构要低,之后沉积、平面化、回蚀、并且使用在具有存取闸极的闸极结构的曝露部份上所形成的间隔物作为遮罩图案化该传导层,以便在闸极间电介质上形成控制闸极。6.如申请专利范围第5项之方法,其特征为,用于在紧邻具有存取闸极的闸极结构的隧道电介质上形成该浮动闸极,一另一传导材料层沉积、平面化、回蚀,以曝露具有存取闸极并覆盖一闸极间电介质层的闸极结构侧壁的上方部份,沉积、平面化、回蚀、并使用在具有存取闸极的闸极结构的曝露部份上所形成的间隔物当做遮罩图案化该传导层,以在传导层中形成控制闸极,并在另一传导层中形成浮动闸极。7.如申请专利范围第5项之方法,其特征为,用于在紧邻具有存取闸极的闸极结构的隧道电介质上形成浮动闸极,一另一传导材料层沉积、平面化、回蚀以曝露具有存取闸极的闸极结构侧壁的上方部份,之后另一间隔物在该曝露的上方部份上形成,且该另一传导层使用另一间隔物作为遮罩加以蚀刻,之后移除该另一间隔物,并且以此方式形成的浮动闸极具有一闸极间电介质层,沉积、平面化、回蚀、并使用在具有存取闸极的闸极结构的曝露部份上形成的间隔物作为遮罩图案化该传导层,以便在浮动闸极上形成控制闸极。8.如申请专利范围第1.2.3.4.5.6或7项之方法,其特征为,在该闸极结构的第一闸极结构的顶层上沉积该传导层之前,一绝缘层在传导层的平面化期间形成,可当作停止层。9.如申请专利范围第1.2.3.4.5.6或7项之方法,其特征为,在传导层形成图案之后,移除在闸极结构的第二闸极结构的上方部份上的间隔物。10.如申请专利范围第9项之方法,其特征为,用于沉积一相当薄的第一层和一相当厚的第二层,以形成该间隔物之后执行一非等向性的蚀刻,藉此两层都受到蚀刻直到闸极结构的第一闸极结构的顶端曝露出来,藉此选择该第一和第二层,以致该相当厚的第二层可以选择性地相对于相当薄的第一层加以蚀刻。11.如申请专利范围第10项之方法,其特征为,该相当厚的第二层具有与传导层相同的材料。图式简单说明:图1到9显示使用根据本发明方法的第一具体实施例,制造非挥发性记忆单元时的连续步骤概要横剖面图,图10到15显示使用根据本发明方法的第二具体实施例,制造非挥发性记忆单元时的连续步骤概要横剖面图,图16到21显示使用根据本发明方法的第三具体实施例,制造非挥发性记忆单元时的连续步骤概要横剖面图,图22到30显示使用根据本发明方法的第四具体实施例,制造非挥发性记忆单元时的连续步骤概要横剖面图,以及图31到36显示使用根据本发明方法的第五具体实施例,制造非挥发性记忆单元时的连续步骤概要横剖面图。
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