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非易失性存儲(chǔ)器件及其制造方法

專利號(hào)
CN1909211B
公開(kāi)日期
2010-10-20
申請(qǐng)人
三星電子株式會(huì)社(韓國(guó)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(kāi)口,隔離,器件,露出,電極,絕緣
地域:

摘要

制造非易失性存儲(chǔ)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(guò)除去溝槽掩模圖形,形成第一和第二開(kāi)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(kāi)口具有比第一開(kāi)口更大的寬度。在第一開(kāi)口中形成第一下導(dǎo)電圖形,具有在第一開(kāi)口的下部區(qū)中的底部分和從底部分延伸到第一開(kāi)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(kāi)口的第二下導(dǎo)電圖形。

說(shuō)明書(shū)

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應(yīng)理解,盡管在此使用術(shù)語(yǔ)第一、第二等來(lái)描述不同元件、組件、區(qū)域、層和/或部分,不應(yīng)由這些術(shù)語(yǔ)來(lái)限制這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分從另一區(qū)域、層或部分區(qū)分開(kāi)。因此,下面描述的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分也可以稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分,而不背離本發(fā)明的教導(dǎo)。 為了描述的方便,在此使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ),例如“底下”、“之下”、“之上”、“上”等,來(lái)描述一個(gè)元件或特性與其他元件或特性的關(guān)系,如圖所示。應(yīng)理解,空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括除圖中所描述的指向之外使用或操作的設(shè)備的不同指向。例如,如果將在圖中的器件翻轉(zhuǎn),描述為在其他元件或特性“之下”或“底下”的元件將被指向?yàn)樵谄渌蛱匦浴爸稀?。因此,示例性術(shù)語(yǔ)“之下”包括上和下的兩個(gè)取向??梢韵喾吹刂赶蛟O(shè)備(旋轉(zhuǎn)90度或其他指向)并且相應(yīng)地解釋在此使用的空間相對(duì)描述符。 在此使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了說(shuō)明特定實(shí)施例的目的,而不旨在限制本發(fā)明的示例性實(shí)施例。如在此使用,單數(shù)形式“a”、“an”和“the”也旨在包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文清楚指示。還應(yīng)理解,當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用時(shí),術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”指定所述特性、整數(shù)、步驟、操作、元件、和/或組件的存在,而不排除一個(gè)或多個(gè)其他特性、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組的存在或增加。 在此參照截面圖描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例,這些截面圖是本發(fā)明的理想化示例性實(shí)施例的原理圖。這樣,期望由于例如制造工藝和/或容差所導(dǎo)致的說(shuō)明的形狀的變化。因此,本發(fā)明的示例性實(shí)施例不應(yīng)被構(gòu)建為限制于在此說(shuō)明的區(qū)域的特定形狀,而是包括由于例如制造所導(dǎo)致的形狀的偏差。例如,示為矩形的蝕刻區(qū)將典型地具有圓形或弧形的特征。因此,在圖中所說(shuō)明的區(qū)域在本質(zhì)上是原理性的,它們的形狀不旨在說(shuō)明器件的區(qū)域的實(shí)際形狀,并且不旨在限制本發(fā)明的示例性實(shí)施例的范圍。 除非另外限定,在此使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所通常理解的相同含義。還應(yīng)理解術(shù)語(yǔ),例如那些在通常使用的字典中使用的術(shù)語(yǔ),應(yīng)被解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)技術(shù)的上下文中的含義一致的含義,并且不以理想化或者過(guò)分形式的意義來(lái)解釋,除非在此明顯地定義。 現(xiàn)在將參照?qǐng)D3A至3J描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。圖3A至3J是說(shuō)明制造非易失性存儲(chǔ)器件的方法的截面圖。首先參照?qǐng)D3A,在包括第一區(qū)和第二區(qū)的半導(dǎo)體襯底100上形成所示的溝槽掩模圖形110。第一區(qū)是包括多個(gè)存儲(chǔ)晶體管的單元陣列區(qū),以及第二區(qū)是外圍區(qū),其包括電連接到存儲(chǔ)晶體管的多個(gè)功能電路。溝槽掩模圖形110可以由例如氮化硅、氧化硅和/或多晶硅構(gòu)成。溝槽掩模圖形110可包括順序?qū)盈B的襯墊絕緣層112、掩模絕緣層114和抗反射層。襯墊絕緣層112可由氧化硅形成,而掩模絕緣層114可由氮化硅形成。 使用溝槽掩模圖形110作為蝕刻掩模,可以各向異性地蝕刻半導(dǎo)體襯底100,以形成限定有源區(qū)的器件隔離溝槽105。因此,有源區(qū)對(duì)應(yīng)于在形成溝槽105期間位于溝槽掩模圖形110之下的半導(dǎo)體襯底100的區(qū)域??稍谟性磪^(qū)中形成晶體管的溝道區(qū)和源區(qū)/漏區(qū)。這樣,第一區(qū)中的有源區(qū)(在下面稱為“第一有源區(qū)”)具有比第二區(qū)中的有源區(qū)(在下面稱為“第二有源區(qū)”)小的寬度。 參照?qǐng)D3B,在包括第一有源區(qū)和第二有源區(qū)的所得結(jié)構(gòu)上形成填充器件隔離溝槽105的器件隔離層。器件隔離層可通過(guò)化學(xué)汽相淀積(CVD)由例如氧化硅形成??梢晕g刻器件隔離層,直到露出溝槽掩模圖形110,由此形成填充器件隔離溝槽105的器件隔離層圖形121和122。在下文,在第一區(qū)和第二區(qū)中形成的器件隔離層圖形121、122可分別被稱為“第一器件隔離層圖形121”和“第二器件隔離層圖形122”??梢允褂孟鄬?duì)于溝槽掩模圖形110具有蝕刻選擇性的蝕刻配方,通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工序來(lái)蝕刻器件隔離層。如在此使用,“使用相對(duì)于層A具有蝕刻選擇性的蝕刻配方蝕刻層B”意味著“使用可以最小化層A的蝕刻的蝕刻配方來(lái)蝕刻層B”。 在本發(fā)明的某些實(shí)施例中,在形成器件隔離層之前,可以進(jìn)一步執(zhí)行用于在器件隔離溝槽105的內(nèi)壁上形成氧化硅層(未示出)的熱氧化工序??梢酝ㄟ^(guò)熱氧化工序來(lái)修復(fù)(cure)在形成器件隔離溝槽105期間產(chǎn)生的蝕刻損壞。此外,在熱氧化工序之后,還可以在包括器件隔離溝槽105的所得結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上進(jìn)一步形成襯墊層(未示出),這可以限制或甚至防止由于雜質(zhì)穿透的晶體管的特性變化。襯墊層可以通過(guò)CVD由例如氮化硅形成。 現(xiàn)在參照?qǐng)D3C,除去露出的溝槽掩模圖形110,以在器件隔離層圖形121和122之間形成第一開(kāi)口141和第二開(kāi)口142。第一開(kāi)口141露出第一有源區(qū)的頂表面,并且第一二口142露出第二有源區(qū)的頂表面。

權(quán)利要求

1 2 3 4
19.如權(quán)利要求13的非易失性存儲(chǔ)器件,其中底部分的寬度比第一有源區(qū)的寬度大。 20.如權(quán)利要求13的非易失性存儲(chǔ)器件,其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。 21.如權(quán)利要求13的非易失性存儲(chǔ)器件,其中第一器件隔離層圖形的頂表面低于第二器件隔離層圖形的頂表面。 22.如權(quán)利要求13的非易失性存儲(chǔ)器件,其中第二器件隔離層圖形的頂表面高于第一下導(dǎo)電圖形的底部分的頂表面。 23.如權(quán)利要求13的非易失性存儲(chǔ)器件,其中第二下導(dǎo)電圖形包括層疊的第一導(dǎo)電層圖形和第二導(dǎo)電層圖形,其中第一導(dǎo)電層圖形具有與第一下導(dǎo)電圖形的底部分相同的厚度。 24.如權(quán)利要求23的非易失性存儲(chǔ)器件,其中第二下導(dǎo)電圖形的第一導(dǎo)電層圖形在第二器件隔離層圖形和第二下導(dǎo)電圖形的第二導(dǎo)電層圖形之間延伸,以限定“U”形截面。 25.如權(quán)利要求23的非易失性存儲(chǔ)器件,其中第二導(dǎo)電層圖形具有與第一下導(dǎo)電圖形的延伸部分相同的厚度。 26.如權(quán)利要求13的非易失性存儲(chǔ)器件,其中第二下導(dǎo)電圖形的相對(duì)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。 27.如權(quán)利要求13的非易失性存儲(chǔ)器件,其中柵層間絕緣層圖形插入第二下導(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(kāi)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。
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