專利名稱：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常，半導(dǎo)M儲(chǔ)器件分類為隨M取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器 (ROM)。 RAM是易失性的，因此隨著時(shí)間流逝丟失其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，但 是具有快速的輸入與輸出。ROM保持其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并維持其狀態(tài)，但是 具有慢的輸入與輸出。
近來，對可編程或擦除數(shù)據(jù)的電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM) 和快閃存儲(chǔ)器的需要急劇增加。
具有總體擦除功能的快閃存儲(chǔ)單元具有其中堆疊有浮置柵極和控制柵 極的堆疊柵極結(jié)構(gòu)。
快閃存儲(chǔ)器分為NAND型和NOR型。在NAND型中，十六個(gè)單元通 常串聯(lián)連接以構(gòu)成單元串，該單元串在位線和地線之間并聯(lián)連接。在NOR 型中，每個(gè)單元均在位線和地線之間并聯(lián)連接。NAND快閃存儲(chǔ)器有利于 高度集成。NOR快閃存儲(chǔ)器有利于高速操作。NOR快閃存儲(chǔ)器使用共同 源極方法。即，例如每十六個(gè)單元形成一個(gè)接觸，十六個(gè)單元的源極線通 常連接至n+擴(kuò)M。
為了改善快閃存儲(chǔ)器件中的集成度，存儲(chǔ)單元之間的間隔逐漸變小， 特別是當(dāng)使用自對準(zhǔn)源極(SAS)結(jié)構(gòu)時(shí)，利用間隔物覆蓋共同源極區(qū)域。
因此，當(dāng)實(shí)施硅化物工藝時(shí)，間隔物防止在共同源極區(qū)域中形成珪化 物。因?yàn)闆]有形成>^化物，所以共同源極區(qū)域的電阻值急劇增加。
特別地，如果在快閃存儲(chǔ)器制造期間同時(shí)應(yīng)用淺溝槽隔離(STI)和 SAS技術(shù)，那么與應(yīng)用珪局部氧化(LOCOS)工藝時(shí)相比，每個(gè)單元處 的源極電阻均增加。如果每個(gè)單元處的源極電阻均增加，那么因?yàn)槊渴?br> 4個(gè)單元形成一個(gè)源極接觸，所以反向偏壓可隨第一單元和第八單元之間的 電壓降而改變。因此，在讀出操作期間發(fā)生錯(cuò)誤。
此外，由于快閃存儲(chǔ)器的周邊區(qū)域使用約12V的高電壓，而單元區(qū)域 使用約5V至約9V的低電壓，所以隨著快閃存儲(chǔ)器變得更縮^t化，溝槽深 度變得更深。
由于源極電阻增加，所以在鄰近電極的單元和遠(yuǎn)離電極的單元之間產(chǎn) 生電流差。因此，單元之間的操作特性改變。即，半導(dǎo)體器件的運(yùn)行可靠 性變得劣化。

發(fā)明內(nèi)容
一些實(shí)施方案提供半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其制造方法。即使隨著存儲(chǔ)器件
變得更高度集成和縮微化使得器件之間的間隔變得更窄，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方 案的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件也消除了間隔物的影響以及在共同源極區(qū)域中形成
硅化物層。因此，所述半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件可使得鄰近電極的單元和遠(yuǎn)離電極 的單元之間的電流均一。
在一個(gè)實(shí)施方案中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括在器件隔離區(qū)之間的半導(dǎo) 體襯底上的兩個(gè)柵電極；在兩個(gè)柵電極之間的半導(dǎo)體襯底上的共同源極區(qū) 域；在兩個(gè)柵電極外側(cè)的半導(dǎo)體襯底上的漏極區(qū)域；在漏極區(qū)域上和在兩 個(gè)柵電極外側(cè)壁上的間隔物；在兩個(gè)柵電極內(nèi)側(cè)壁上的第三氧化物層，所 述內(nèi)側(cè)壁彼jM目對；和在共同源極區(qū)域上的硅化物層。
在另一個(gè)實(shí)施方案中， 一種制造半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的方法包括在器件 隔離區(qū)之間的半導(dǎo)體襯底上形成兩個(gè)柵電極；在兩個(gè)柵電極之間的半導(dǎo)體 襯底中形成共同源極區(qū)域，和在每個(gè)柵電極和器件隔離區(qū)之間形成漏極區(qū) 域；在漏極區(qū)域、共同源極區(qū)域和每個(gè)柵電極的側(cè)壁上形成間隔物，間隔 物包括第三氧化物層、第二氮化物層和第四氧化物層；移除在柵電極之間 設(shè)置的第四氧化物層和第二氮化物層，和移除在共同源極區(qū)域上設(shè)置的第 三氧化物層；和在暴露的共同源極區(qū)域上形成硅化物層。
在附圖和以下的詳細(xì)描述中闡述一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。通過 說明書和附圖以及通過權(quán)利要求使得其它特征可變得明顯。


圖1是說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)*儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖2是沿著線A-A，截取的說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的 結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。
圖3-6顯示沿著線B-B，截取的用于說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案制造半導(dǎo)體 存儲(chǔ)器件的方法的側(cè)截面圖。
圖7是沿著圖1的線C-C，截取的說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)體存儲(chǔ) 器件的結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。
具體實(shí)施例方式
將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其制造方法。
以下，在關(guān)于一個(gè)實(shí)施方案的描述中，將省略涉及爿^知功能或者結(jié)構(gòu) 的詳述，以免使得本發(fā)明的主題不清楚。因此，以下將提及僅僅直接涉及 本發(fā)明新特征的核心部分/部件。
在一些實(shí)施方案的描述中，應(yīng)理解當(dāng)層(或膜)、區(qū)域、圖案或者結(jié)構(gòu) 稱為在另一層(或膜)、區(qū)域、墊或圖案"上"或者"下"時(shí)，表述"上" 和"下"包括"直接"和"間接"兩者的含義。此外，將在附圖的基礎(chǔ)上 描述每層的"上"和"下"。
圖1是說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)M儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖 2是沿著線A-A，截取的說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)的 側(cè)截面圖。圖3是沿著線B-B，截取的說明;fiL據(jù)一個(gè)實(shí)施方案在半導(dǎo)M儲(chǔ) 器件中形成間隔物之后的結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。
為了在半導(dǎo)體器件中高度集成，可使用淺溝槽隔離(STI)技術(shù)和自對 準(zhǔn)源極(SAS )。
在以下描述中，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件涉及具有STI結(jié) 構(gòu)和SAS結(jié)構(gòu)的快閃存儲(chǔ)器件?？梢酝ㄟ^STI結(jié)構(gòu)和SAS結(jié)構(gòu)在x-軸和 y-軸線方向上減小快閃存儲(chǔ)器件的單元。
參考圖1 ~3，沿著x-軸方向在半導(dǎo)體襯底100上橫向地形成兩條柵電極線120，在兩條柵電極線120之間形成共同源極區(qū)域140。
然后，在兩條柵電極線120的外側(cè)處形成漏極區(qū)域130。
共同源極區(qū)域140和漏極區(qū)域130與對應(yīng)于y-軸方向的區(qū)域?qū)?zhǔn)。
通過沿著x-軸設(shè)置的間隔開的器件隔離區(qū)110，使得兩條柵電極線120 在y-軸方向上絕緣。通過在兩條柵電極線120外側(cè)的器件隔離區(qū)110，使 得共同源極區(qū)域140和漏極區(qū)域130在x-軸方向上絕緣。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在半導(dǎo)體襯底100中形成溝槽，以限定器件隔離 區(qū)110。通過填充溝槽在半導(dǎo)體襯底100上形成絕緣層。然后，平坦化絕 緣層以暴露半導(dǎo)體襯底100的表面，使得形成器件隔離區(qū)110。
一旦形成器件隔離區(qū)110，就可以形成柵極線120。例如，如圖2和3 所示，柵極線120可包括浮置柵極126、絕緣層124例如氧化物-氮化物 -氧化物(ONO)結(jié)構(gòu)，和可在半導(dǎo)體襯底100上形成的控制柵極122?？?通過在浮置柵極層上依次堆疊第一氧化物層、第一氮化物層和第二氧化物 層，并使用限定柵電極區(qū)域的光刻膠圖案蝕刻第二氧化物層、第一氮化物 層和第一氧化物層，形成ONO結(jié)構(gòu)。在蝕刻ONO結(jié)構(gòu)的第二氧化物層 之前，可使用光刻膠圖案蝕刻控制初f極層。也可以使用光刻膠圖案蝕刻浮 置柵極層。
然后，可對柵極線120和器件隔離區(qū)110之間的有源區(qū)實(shí)施離子注入 工藝，以形成共同源極區(qū)域140和漏極區(qū)域130。
參考圖3,可在共同源極區(qū)域140、部分漏極區(qū)域、以及兩個(gè)柵極線 120的每一個(gè)的兩個(gè)側(cè)壁上形成間隔物150。
應(yīng)說明，為了顯示共同源極區(qū)域140和漏極區(qū)域130的結(jié)構(gòu)，圖l未 顯示間隔物。
間隔物150具有第三氧化物層156、第二氮化物層154和第四氧化物 層152的ONO結(jié)構(gòu)，該ONO結(jié)構(gòu)可類似于柵電極120的絕緣層。
圖4是沿著圖1的線B-B，截取的說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案在部分移除第 四氧化物層152和第二氮化物層154之后的結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。
參考圖4，對半導(dǎo)體襯底100的整個(gè)表面施加光刻J^，并對光刻膠 圖案160實(shí)施十字線對準(zhǔn)、顯影、膝光和清洗工藝。光刻膠圖案160形成開口區(qū)域以暴露共同源極區(qū)域140上的間隔物結(jié) 構(gòu)150，并形成為覆蓋漏極區(qū)域上的間隔物結(jié)構(gòu)150、漏極區(qū)域130和器件 隔離區(qū)110。
然后，使用光刻膠圖案160作為蝕刻掩模實(shí)施第一蝕刻過程。
通過第一蝕刻過程移除共同源極區(qū)域140上的間隔物結(jié)構(gòu)150中的第 四氧化物層152。
然后，4吏用光刻膠圖案160作為蝕刻掩模實(shí)施第二蝕刻過程。
通過第二蝕刻過程移除共同源極區(qū)域140上的間隔物結(jié)構(gòu)150中的第 二氮化物層154。
第 一蝕刻過程和第二蝕刻過程可通過具有各向同性蝕刻特性的濕蝕刻 方法實(shí)施。
圖5是沿著圖1的線B-B，截取的說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案在半導(dǎo)M儲(chǔ) 器件中部分移除第三氧化物層156之后的結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。
例如，參考圖5，使用光刻膠圖案160作為蝕刻^^模實(shí)施第三蝕刻過程。
通過第三蝕刻過程將共同源極區(qū)域140上的間隔物結(jié)構(gòu)150中的第三 氧化物層156的底表面移除。
第三蝕刻過程可通過干蝕刻方法例如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)技術(shù)實(shí)施。 在此，由于各向異性蝕刻特性，所以在柵電極120側(cè)壁上的第三氧化物層 156保留。通過該過程，僅移除了在共同源極區(qū)域140上的第三氧化物層 156，在第三氧化物層156保留在^fr極線120的內(nèi)側(cè)壁上的同時(shí)暴露了共同 源極區(qū)域140。
第三氧化物層156的保留部分保護(hù)柵電極120的內(nèi)側(cè)壁。
圖6是沿著圖1的線B-B，截取的說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案在半導(dǎo)M儲(chǔ) 器件中形成>^化物層162之后的結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。
例如，參考圖6，移除光刻膠圖案160,然后實(shí)施自對準(zhǔn)>^化物工藝 (salicide process),以在共同源極區(qū)域140、漏極區(qū)域130和柵電極120 的表面上形成硅化物層162。
實(shí)施金屬層的沉積、熱處理和移除工藝用于自對準(zhǔn)珪化物工藝。例如，
8硅化物層162可由結(jié)合有第VIII族金屬和硅的珪化物(例如，CoSi2、NiSi2、 PtSi、 Pt2Si等)、第IV族金屬的珪化物(例如，TiSi2)或者高熔點(diǎn)的硅化 物(例如，MoSi2、 TaSi2、 WSi2等)形成。
當(dāng)柵電極120、漏極區(qū)域130和共同源極區(qū)域140通it^化物層162 電接觸半導(dǎo)體表面時(shí)，可消除或顯著減小寄生電容，并且還可減小其接觸 電阻和漏極-源極內(nèi)電阻。
圖7是沿著圖1的線C-C，截取的說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)M儲(chǔ) 器件的結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。
參考圖7，實(shí)施硅化物工藝之后，將在x-軸上使得共同源極區(qū)域140 絕緣的器件隔離區(qū)110的部分中的絕緣層移除，以成為溝槽，并且在溝槽 110中的半導(dǎo)體襯底100上注入雜質(zhì)離子。
由此，在溝槽110的內(nèi)表面上形成離子注入層170，并且具有用作電 連接共同源極區(qū)域140的導(dǎo)線的功能。
然后，在包括柵電極120、間隔物150、保留的器件隔離區(qū)IIO、離子
酸鹽玻璃(BPSG)，以形成絕緣層(未顯示)。 實(shí)施方案可具有以下效果。
第一，即使隨著存儲(chǔ)器件高度集成和縮微化器件之間的間隔減小，但 是通過消除間隔物的影響仍可形成珪化物層。
第二，通過在共同源極區(qū)域中形成硅化物層可最小化電阻值，并且單 元區(qū)的電流可保持均一。因此，可改善半導(dǎo)M儲(chǔ)器件的運(yùn)行可靠性。
在本說明書中對"一個(gè)實(shí)施方案"、"實(shí)施方案"、"示例性實(shí)施方案" 等的任何引用，表示與該實(shí)施方案相關(guān)描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性包括 于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。在說明書不同地方出現(xiàn)的這些措詞不必
都涉;M目同的實(shí)施方案。此外，當(dāng)結(jié)^何實(shí)施方案描述具體的特征、結(jié)
構(gòu)或特性時(shí)，認(rèn)為在其它的實(shí)施方案中實(shí)施這些特征、結(jié)構(gòu)或特性在本領(lǐng) 域技術(shù)人員的范圍之內(nèi)。
雖然參考大量說明性實(shí)施方案已經(jīng)描述了一些實(shí)施方案，但是應(yīng)理解
本領(lǐng)域技術(shù)人員可i殳計(jì)很多其它的改變和實(shí)施方案，這些也在4^iHf原理 的精神和范圍內(nèi)。更具體地，在公開、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，在本發(fā)明的組合布置的構(gòu)件和/或布置中能夠具有各種的變化和改變。除構(gòu)件 和/或布置的變化和改變之外，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可替代的用途也是 明顯的。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，包括在器件隔離區(qū)之間的半導(dǎo)體襯底上的兩個(gè)柵電極；在所述兩個(gè)柵電極之間的所述半導(dǎo)體襯底上的共同源極區(qū)域；在所述兩個(gè)柵電極外側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底上的漏極區(qū)域；在所述漏極區(qū)域上和在所述兩個(gè)柵電極的外側(cè)壁上的間隔物；在所述兩個(gè)柵電極的內(nèi)側(cè)壁上的第三氧化物層，所述內(nèi)側(cè)壁彼此相對；和在所述共同源極區(qū)域上的硅化物層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)*儲(chǔ)器件，其中 所述兩個(gè)柵電核j殳置為兩個(gè)平行柵電極線；在所述兩個(gè)平行柵電極線之間設(shè)置有多個(gè)間隔開的所述共同源極區(qū) 域；和在位于所述多個(gè)共同源極區(qū)域的各個(gè)共同源極區(qū)域之間的溝槽中形成 離子注入層，所述離子注入層在平行于所述兩個(gè)平行柵電極線的軸上電連 接所述多個(gè)共同源極區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，還包括在包括所述柵電極 線、所述間隔物、所述器件隔離區(qū)、所述溝槽中的所述離子注入層、和所i^v^化物層的所述半導(dǎo)體襯底上的絕緣層。
4. 一種制造半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的方法，所述方法包括在器件隔離區(qū)之間的半導(dǎo)體襯底上形成兩個(gè)柵電極；在所述兩個(gè)柵電極之間的所述半導(dǎo)M底中形成共同源極區(qū)域，和在 所述兩個(gè)柵電極外側(cè)和所述器件隔離區(qū)之間形成漏極區(qū)域；在所述兩個(gè)柵電極的側(cè)壁上形成間隔物，所述間隔物設(shè)置在所述漏極 區(qū)域和所述共同源極區(qū)域上，其中所述間隔物包括第三氧化物層、第二氮 化物層和第四氧化物層；移除在所述兩個(gè)柵電;feL之間形成的所述第四氧化物層和所述第二氮化 物層，和移除在所述共同源極區(qū)域上形成的所述第三氧化物層；和在所述共同源極區(qū)域上形成珪化物層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中當(dāng)移除在所述共同源極區(qū)域上形成 的所述第三氧化物層時(shí)，所述第三氧化物層保留在所述兩個(gè)柵電極之間的 所述內(nèi)側(cè)壁上。
6. ^L據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中移除所述第四氧化物層和所述第二 氮化物層以及移除所述第三氧化物層包括形成光刻膠圖案以暴露在所述共同源極區(qū)域上的間隔物；通過第一蝕刻過程移除在所述兩個(gè)柵電極之間暴露的第四氧化物層；通過第二蝕刻過程移除在所述兩個(gè)柵電極之間暴露的第二氮化物層；通過第三蝕刻過程移除在所述共同源極區(qū)域上暴露的笫三氧化物層；和移除所述光刻膠圖案。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第一蝕刻過程和第二蝕刻過程 使用濕蝕刻技術(shù)，所述第三蝕刻過程使用干蝕刻技術(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中形成所i^化物層還包括在所述 漏極區(qū)域上和所述兩個(gè)柵電極的頂部上形成所述硅化物層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括在提供所述兩個(gè)柵電極的兩個(gè)平行柵極線之間，從使得所述共同源極 區(qū)域與相鄰共同源極區(qū)域絕緣的器件隔離區(qū)移除器件絕緣層，由此在所述 兩個(gè)平行柵極線之間的使得所述共同源極區(qū)域絕緣的每個(gè)器件隔離區(qū)處 的半導(dǎo)體襯底中形成溝槽，使得所述共同源極區(qū)域絕緣的各所述器件隔離 區(qū)在平行于所述兩個(gè)平行;^極線的軸上間隔開；和在使得所述共同源極區(qū)域絕緣的所述器件隔離區(qū)的移除了所述器件絕 緣層的所述溝槽中形成離子注入層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括在包括所述柵電極、所迷間隔 物、所述器件隔離區(qū)、所述溝槽中的所述離子注入層、和所述y^化物層的 所述半導(dǎo)體村底上形成絕緣層。
全文摘要
本發(fā)明提供半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其制造方法。所述半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件包括在器件隔離區(qū)之間的半導(dǎo)體襯底上的兩個(gè)柵電極；在兩個(gè)柵電極之間的半導(dǎo)體襯底上的共同源極區(qū)域；在兩個(gè)柵電極外側(cè)處的半導(dǎo)體襯底上的漏極區(qū)域；在漏極區(qū)域上和在兩個(gè)柵電極外側(cè)壁上的間隔物；在兩個(gè)柵電極內(nèi)側(cè)壁上的第三氧化物層；和在共同源極區(qū)域上的硅化物層。
文檔編號H01L27/115GK101630684SQ20091015948
公開日2010年1月20日 申請日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者樸志煥 申請人:東部高科股份有限公司