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非易失性存儲器件及其制造方法

專利號
CN1909211B
公開日期
2010-10-20
申請人
三星電子株式會社(韓國京畿道水原市靈通區(qū)梅灘洞416番地)
發(fā)明人
樸鳳泰; 崔定爀
IPC分類
H01L21/8239; H01L27/105
技術(shù)領(lǐng)域
圖形,導(dǎo)電,蝕刻,犧牲,開口,隔離,器件,露出,電極,絕緣
地域:

摘要

制造非易失性存儲器件的方法,包括在包括第一區(qū)和第二區(qū)的半導(dǎo)體襯底上形成溝槽掩模圖形。使用溝槽掩模圖形作為掩模,在第一區(qū)和第二區(qū)中的半導(dǎo)體襯底中形成限定有源區(qū)的襯底溝槽。在包括溝槽掩模圖形和襯底溝槽的半導(dǎo)體襯底上形成器件隔離層圖形。器件隔離圖形填充第一區(qū)和第二區(qū)中的襯底溝槽。通過除去溝槽掩模圖形,形成第一和第二開口,露出在第一和第二區(qū)中的相應(yīng)有源區(qū)的頂表面。第二開口具有比第一開口更大的寬度。在第一開口中形成第一下導(dǎo)電圖形,具有在第一開口的下部區(qū)中的底部分和從底部分延伸到第一開口的上部區(qū)的延伸部分。延伸部分具有比底部分更小的寬度。形成填充第二開口的第二下導(dǎo)電圖形。

說明書

1 2 3 4 5 6 7 8 9
在其他實(shí)施例中,形成第一下導(dǎo)電圖形和形成第二下導(dǎo)電圖形包括形成填充第一和第二開口的第一導(dǎo)電層。蝕刻第一導(dǎo)電層直到露出器件隔離層圖形的頂表面,同時在第一開口和第二開口中剩下第一導(dǎo)電層,以形成填充第二開口的第二下導(dǎo)電層圖形。形成掩模圖形,其覆蓋第一開口中的第二下導(dǎo)電圖形和第一導(dǎo)電層的頂表面的外邊緣,并露出第一開口中的第一導(dǎo)電層的頂表面的剩余。使用掩模圖形作為蝕刻掩模各向異性蝕刻露出的第一導(dǎo)電層,以形成第一開口中的第一下導(dǎo)電圖形。除去掩模圖形以露出第二下導(dǎo)電圖形。在形成第一下導(dǎo)電圖形和形成第二下導(dǎo)電圖形之后,凹陷第一區(qū)中的器件隔離層圖形的頂表面。 在另外其他實(shí)施例中,非易失性存儲器件包括半導(dǎo)體襯底的第一和第二區(qū)中的第一和第二器件隔離層圖形,分別限定第一和第二有源區(qū)。第一下導(dǎo)電圖形設(shè)置在第一有源區(qū)中并具有底部分和延伸部分,該延伸部分從底部分向上延伸并具有比底部分小的寬度。在第二有源區(qū)上設(shè)置第二下導(dǎo)電圖形,其比第一下導(dǎo)電圖形的底部分要厚。第一和第二上導(dǎo)電圖形提供在第一和第二下導(dǎo)電圖形上,并橫跨各個第一和第二有源區(qū)。柵層間絕緣層插入第一下導(dǎo)電圖形和第一上導(dǎo)電圖形之間。在半導(dǎo)體襯底和第一和第二下導(dǎo)電圖形之間提供柵絕緣層。 在其他實(shí)施例中,第一區(qū)是存儲器件的存儲陣列區(qū),并且第二區(qū)是存儲器件的外圍區(qū)。第一下導(dǎo)電圖形是存儲器件的字線的浮置柵。第一上導(dǎo)電圖形是字線的控制柵,以及第二下導(dǎo)電圖形和第二上導(dǎo)電圖形是存儲器件的外圍器件的柵電極。延伸部分和底部分可以是相同的導(dǎo)電材料。延伸部分可以相對于半導(dǎo)體襯底向上延伸,以形成“U”形第一下導(dǎo)電圖形。延伸部分的寬度可以與底部分的厚度基本上相同。延伸部分可以相對于半導(dǎo)體襯底從底部分的中心區(qū)域向上延伸,以形成“反轉(zhuǎn)T”形第一下導(dǎo)電圖形。底部分的寬度可以比第一有源區(qū)的寬度大。 在某些實(shí)施例中,第一器件隔離層圖形的頂表面低于第一下導(dǎo)電圖形的頂表面。第一器件隔離層圖形的頂表面可以低于第二器件隔離層圖形的頂表面。第二器件隔離層圖形的頂表面可以高于第一下導(dǎo)電圖形的底部分的頂表面。第二下導(dǎo)電圖形可包括層疊的第一導(dǎo)電層圖形和第二導(dǎo)電層圖形。第一導(dǎo)電層圖形可具有與第一下導(dǎo)電圖形的底部相同的厚度。第二下導(dǎo)電圖形的第一導(dǎo)電層圖形可在第二器件隔離層圖形和第二下導(dǎo)電圖形的第二導(dǎo)電層之間延伸,以限定“U”形部分。第二導(dǎo)電層圖形可具有與第一下導(dǎo)電圖形的延伸部分基本相同的厚度。 在其他實(shí)施例中,第二下導(dǎo)電圖形的相對側(cè)壁接觸第二器件隔離層圖形,以及第二上導(dǎo)電圖形設(shè)置在第二下導(dǎo)電圖形和第二器件隔離層圖形上。柵層間絕緣層圖形可插入第二下導(dǎo)電圖形和第二上導(dǎo)電圖形之間并具有在第二下導(dǎo)電圖形上形成的開口,使得第二下導(dǎo)電圖形和第二上導(dǎo)電圖形彼此直接接觸。 附圖說明 包括以提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解并在此引入并構(gòu)成本發(fā)明一部分的附圖,說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例,并且連同說明書用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中: 圖1是說明傳統(tǒng)閃存的單元陣列的截面圖; 圖2是說明傳統(tǒng)閃存的外圍區(qū)的截面圖; 圖3A至3J是說明制造根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的非易失性存儲器件的方法的截面圖; 圖4是說明制造根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的非易失性存儲器件的方法的截面圖; 圖5A至5C是說明制造根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的非易失性存儲器件的方法的截面圖; 圖6A至6C是說明制造根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的非易失性存儲器件的方法的截面圖; 圖7是說明制造根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的非易失性存儲器件的方法的截面圖; 圖8A至8E是說明制造根據(jù)本發(fā)明的另外其他實(shí)施例的非易失性存儲器件的方法的截面圖; 圖9A和9B是說明制造根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的非易失性存儲器件的方法的截面圖; 圖10A和10B是說明制造根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的非易失性存儲器件的方法的截面圖; 圖11A和11B是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的非易失性存儲器件的區(qū)域的透視圖;以及 圖12是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的非易失性存儲器件的其他區(qū)域的透視圖。 具體實(shí)施方式 參考附圖更全面地說明本發(fā)明,其中說明了本發(fā)明的實(shí)施例。然而,可以以許多不同形式實(shí)施本發(fā)明,而不應(yīng)被構(gòu)建為限制于在此闡述的示例性實(shí)施例。而是,提供這些實(shí)施例使得本公開是全面和完整的,并能將本發(fā)明的范圍完全傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中,為了清楚起見,可以放大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。 應(yīng)理解,當(dāng)元件或?qū)颖环Q為在其他元件或?qū)印爸稀?、“連接到”或“耦接到”時,它可以直接在其上、“連接到”或“耦接到”其他元件或?qū)?,或可以存在中間元件或?qū)?。相反,?dāng)元件被稱為“直接在其上”、“直接連接到”或“直接耦接到”其他元件或?qū)訒r,不存在中間元件或?qū)印Mㄆ嗨茢?shù)字指示相似元件。如在此使用,術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列項(xiàng)的任何和所有組合。

權(quán)利要求

1 2 3 4
使用掩模圖形作為蝕刻掩模,各向異性蝕刻露出的第一導(dǎo)電層,以形成第一開口中的第一下導(dǎo)電圖形;以及 除去掩模圖形以露出第二下導(dǎo)電圖形。 11.如權(quán)利要求1的方法,其中形成第一下導(dǎo)電圖形和形成第二下導(dǎo)電圖形包括: 形成填充第一和第二開口的第一導(dǎo)電層; 蝕刻第一導(dǎo)電層,直到露出器件隔離層圖形的頂表面,同時在第一開口和第二開口中剩下第一導(dǎo)電層,以形成填充第二開口的第二下導(dǎo)電圖形; 形成掩模圖形,其覆蓋第二下導(dǎo)電圖形和第一開口中的第一導(dǎo)電層的頂表面的外邊緣,并露出第一開口中的第一導(dǎo)電層的頂表面的剩余; 使用掩模圖形作為蝕刻掩模,各向異性蝕刻露出的第一導(dǎo)電層,以形成第一開口中的第一下導(dǎo)電圖形;以及 除去掩模圖形以露出第二下導(dǎo)電圖形。 12.如權(quán)利要求1的方法,其中在形成第一下導(dǎo)電圖形和形成第二下導(dǎo)電圖形之后,凹陷第一區(qū)中的器件隔離層圖形的頂表面。 13.一種非易失性存儲器件,包括: 半導(dǎo)體襯底的第一和第二區(qū)中的第一和第二器件隔離層圖形,分別限定第一和第二有源區(qū); 第一下導(dǎo)電圖形,設(shè)置在第一有源區(qū)上并具有底部分和延伸部分,該延伸部分從底部分向上延伸并具有比底部分小的寬度; 第二下導(dǎo)電圖形,設(shè)置在第二有源區(qū)上,其比第一下導(dǎo)電圖形的底部分要厚; 第一和第二上導(dǎo)電圖形,在第一和第二下導(dǎo)電圖形上,并橫跨各個第一和第二有源區(qū);以及 柵層間絕緣層,插入第一下導(dǎo)電圖形和第一上導(dǎo)電圖形之間, 其中,第一區(qū)包括存儲器件的存儲陣列區(qū),第二區(qū)包括存儲器件的外圍區(qū)。 14.如權(quán)利要求13的非易失性存儲器件,還包括在半導(dǎo)體襯底和第一和第二下導(dǎo)電圖形之間的柵絕緣層,并且其中第一區(qū)包括存儲器件的存儲陣列區(qū),并且其中第二區(qū)包括存儲器件的外圍區(qū),并且其中第一下導(dǎo)電圖形包括存儲器件的字線的浮置柵,第一上導(dǎo)電圖形包括字線的控制柵,以及第二下導(dǎo)電圖形和第二上導(dǎo)電圖形包括存儲器件的外圍器件的柵電極。 15.如權(quán)利要求13的非易失性存儲器件,其中延伸部分和底部分包括相同的導(dǎo)電材料。 16.如權(quán)利要求13的非易失性存儲器件,其中延伸部分相對于半導(dǎo)體襯底向上延伸,以形成“U”形第一下導(dǎo)電圖形。 17.如權(quán)利要求16的非易失性存儲器件,其中延伸部分的寬度與底部分的厚度相同。 18.如權(quán)利要求13的非易失性存儲器件,其中延伸部分相對于半導(dǎo)體襯底從底部分的中心區(qū)域向上延伸,以形成“反轉(zhuǎn)T”形第一下導(dǎo)電圖形。
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