分柵式存儲(chǔ)器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及存儲(chǔ)器，更具體地，涉及分柵式存儲(chǔ)器件。
【背景技術(shù)】
[0002]閃存是能夠被電擦除且被重新編程的電子非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。閃存單元廣泛用于各種商務(wù)和軍事電子器件和設(shè)備中。在閃存單元中，通過(guò)使用分柵結(jié)構(gòu)能消除與堆疊柵極結(jié)構(gòu)相關(guān)的過(guò)多擦除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種分柵式存儲(chǔ)器件，設(shè)置在半導(dǎo)體主體的上方，分柵式存儲(chǔ)器件包括:第一柵極結(jié)構(gòu)，包括彼此間隔設(shè)置的第一存儲(chǔ)柵極和第一選擇柵極，第一存儲(chǔ)柵極和第一選擇柵極具有非平面的頂面，相對(duì)于半導(dǎo)體主體的上表面，頂面沿著第一方向在高度上連續(xù)地和/或單調(diào)地降低；柵極間介電層，布置在第一存儲(chǔ)柵極和第一選擇柵極的相鄰側(cè)壁之間，柵極間介電層在第一存儲(chǔ)柵極的下方延伸；以及第一介電層，設(shè)置在柵極間介電層之上以及布置在第一存儲(chǔ)柵極和第一選擇柵極的相鄰側(cè)壁之間，以提供第一存儲(chǔ)柵極和第一選擇柵極之間的隔離。
[0004]優(yōu)選地，該分柵存儲(chǔ)器件還包括:第二柵極結(jié)構(gòu)，第二柵極結(jié)構(gòu)是第一柵極結(jié)構(gòu)的鏡像，第二柵極結(jié)構(gòu)包括第二存儲(chǔ)柵極和第二選擇柵極。
[0005]優(yōu)選地，該分柵存儲(chǔ)器件還包括:源極/漏極區(qū)，設(shè)置在第一選擇柵極和第二選擇柵極之間的半導(dǎo)體主體內(nèi)并且在第一柵極結(jié)構(gòu)和第二柵極結(jié)構(gòu)之間被共享。
[0006]優(yōu)選地，選擇柵極的非平面的頂面具有第一曲率，而存儲(chǔ)柵極的非平面的頂面具有與第一曲率不相連的第二曲率。
[0007]優(yōu)選地，該分柵存儲(chǔ)器件還包括:間隔層，布置在第一存儲(chǔ)柵極和第一選擇柵極之上并且具有與第一存儲(chǔ)柵極和第一選擇柵極的非平面的頂面一致的輪廓。
[0008]優(yōu)選地，第一選擇柵極包括第一選擇柵極側(cè)壁和第二選擇柵極側(cè)壁，第一選擇柵極的高度大于第二選擇柵極側(cè)壁的高度；以及第一存儲(chǔ)柵極包括第一存儲(chǔ)柵極側(cè)壁和第二存儲(chǔ)柵極側(cè)壁，第一存儲(chǔ)柵極側(cè)壁與第二選擇柵極側(cè)壁相鄰并且第一存儲(chǔ)柵極側(cè)壁的高度大于第二選擇柵極側(cè)壁的高度。
[0009]優(yōu)選地，第一存儲(chǔ)柵極側(cè)壁的高度也大于第二存儲(chǔ)柵極側(cè)壁的高度。
[0010]優(yōu)選地，該分柵存儲(chǔ)器件還包括:第一接觸件，連接至源極區(qū)；自對(duì)準(zhǔn)多晶硅化物，位于第一柵極結(jié)構(gòu)的任一側(cè)的半導(dǎo)體主體之上以及第一存儲(chǔ)柵極和第一選擇柵極的非平面的頂面之上；氧化物，沿著第一存儲(chǔ)柵極和第一選擇柵極的側(cè)壁沉積；接觸蝕刻停止層，沿著氧化物沉積且沉積在自對(duì)準(zhǔn)多晶硅化物之上；以及介電層，設(shè)置在間隔材料之上。
[0011]優(yōu)選地，從選擇柵極的側(cè)面來(lái)看，選擇柵極的非平面的頂面大致對(duì)應(yīng)于第一半徑，而從存儲(chǔ)柵極的側(cè)面來(lái)看，存儲(chǔ)柵極的非平面的頂面大致對(duì)應(yīng)于第二半徑，第二半徑小于第一半徑。
[0012]優(yōu)選地，第一接觸件包括Ti/TiN(鈦/氮化鈦)和W (鎢)。
[0013]優(yōu)選地，柵極間介電層包括氧化物-氮化物-氧化物(ONO)而間隔材料包括氧化物和SiN0
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在半導(dǎo)體主體的上方形成分柵式存儲(chǔ)單元的方法，包括:形成與犧牲間隔件的垂直側(cè)鄰接的自對(duì)準(zhǔn)選擇柵極(SG)，SG具有帶有非平面的頂面的自對(duì)準(zhǔn)輪廓；形成鄰近于SG的自對(duì)準(zhǔn)存儲(chǔ)柵極(MG);在SG和MG之間形成柵極間介電層，柵極間介電層延伸至MG的下方并且在MG和SG的上方區(qū)域之間留下凹槽；用第一介電材料填充柵極間介電層留下的凹槽，以提供MG和SG之間的隔離；以及在SG和MG的上方形成間隔層，間隔層與SG和MG的輪廓一致并且具有非平面的頂面。
[0015]優(yōu)選地，該方法還包括:在半導(dǎo)體主體內(nèi)形成源極區(qū)和漏極區(qū)的頂面上方和半導(dǎo)體主體的上方形成自對(duì)準(zhǔn)多晶硅化物層；在MG和SG的側(cè)壁上形成氧化物層；在氧化物層和自對(duì)準(zhǔn)多晶硅化物層的上方沉積接觸蝕刻停止層；以及形成延伸至源極區(qū)和漏極區(qū)的金屬接觸件。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種形成分柵式存儲(chǔ)單元的方法，包括在犧牲間隔件的周圍形成自對(duì)準(zhǔn)選擇柵極(SG)。
[0017]優(yōu)選地，SG具有帶有非平面的頂面的自對(duì)準(zhǔn)輪廓。
[0018]優(yōu)選地，該方法還包括:鄰近SG形成具有非平面的頂面的自對(duì)準(zhǔn)存儲(chǔ)柵極。
[0019]優(yōu)選地，該方法還包括:在SG和MG之間形成柵極間介電層，柵極間介電層延伸至MG的下面。
[0020]優(yōu)選地，柵極間介電層包括氧化物-氮化物-氧化物(ONO)。
[0021]優(yōu)選地，該方法還包括:在柵極間介電層的頂面上方提供第一介電材料，以在MG和SG之間形成隔離區(qū)。
[0022]優(yōu)選地，第一介電材料包括SiN或SiC。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的一對(duì)相鄰存儲(chǔ)單元的截面圖。
[0024]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的方法的流程圖。
[0025]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的形成分柵式存儲(chǔ)器件的方法流程圖。
[0026]圖4至圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的形成分柵式存儲(chǔ)單元的各個(gè)階段的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]參考附圖進(jìn)行本文的描述，其中，相同的參考數(shù)字通常用于指代全篇中相同的元件，并且各種結(jié)構(gòu)無(wú)需按比例繪制。在下列描述中，出于解釋的目的，提供了很多具體細(xì)節(jié)以助于理解。然而，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，可以使用這些具體細(xì)節(jié)的較少程度實(shí)踐本文描述的一個(gè)或多個(gè)方面。在其他情況下，以框圖形式示出了已知結(jié)構(gòu)和器件，以助于理解。
[0028]分柵式存儲(chǔ)單元相對(duì)于堆疊柵極存儲(chǔ)單元具有極具前景的優(yōu)點(diǎn)，如低功耗、高注入效率、對(duì)短溝道效應(yīng)具有低敏感性和免于過(guò)分擦除。分柵式存儲(chǔ)單元內(nèi)置的選擇柵極晶體管能有效地去除用于傳統(tǒng)堆疊柵極單元的片上擦除程序，以解決過(guò)分擦除問(wèn)題。傳統(tǒng)的分柵式存儲(chǔ)單元的制造方法包括很多工藝步驟，其包括圖案化的掩蔽和干蝕刻步驟。大量的工藝步驟導(dǎo)致很高的制造成本。
[0029]因此，本發(fā)明涉及一種形成具有比傳統(tǒng)的基線工藝少的處理步驟的分柵閃存單元的方法。除了降低有效的處理成本外，該方法提供了形成在犧牲間隔件周圍的對(duì)稱字柵極對(duì)。選擇用于犧牲間隔件的犧牲間隔材料，這樣使得其與下面的硅襯底以及隨后的工藝步驟相兼容。該方法的重點(diǎn)是形成自對(duì)準(zhǔn)柵極結(jié)構(gòu)(在犧牲間隔件的上方沉積柵極材料，然后進(jìn)行無(wú)掩模的濕蝕刻)，從而形成易于識(shí)別的選擇柵極(SG)部件，其中，SG結(jié)構(gòu)將具有不同于傳統(tǒng)SG結(jié)構(gòu)的非平面的頂面。
[0030]一些傳統(tǒng)的分柵式存儲(chǔ)處理技術(shù)包括保護(hù)源極側(cè)的掩蔽的光刻步驟以從存儲(chǔ)單元的漏極側(cè)去除字線(WL)多晶硅(poly)。為了將相鄰存儲(chǔ)單元分隔開(kāi)以及降低接觸電阻才進(jìn)行該步驟。本發(fā)明沒(méi)有涉及這樣的步驟，因此對(duì)硅襯底產(chǎn)生較少的損害。本文中，形成柵極結(jié)構(gòu)之后，很容易去除犧牲間隔材料，這樣將相鄰存儲(chǔ)單元對(duì)分隔開(kāi)并且為接觸件形成創(chuàng)造了開(kāi)放空間。因此，本發(fā)明提出了一種有成本效益且簡(jiǎn)單的用于制造具有自對(duì)準(zhǔn)柵極結(jié)構(gòu)的分柵式存儲(chǔ)單元的方法。
[0031]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的一對(duì)相鄰存儲(chǔ)單元