專(zhuān)利名稱(chēng)：具有理想柵極輪廓的半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制柵極，如存儲(chǔ)器件中的浮動(dòng)?xùn)艠O，并且涉及制造此種柵極的一種方法，但更具體地講是涉及一種自調(diào)準(zhǔn)淺溝槽隔離技術(shù)，這種技術(shù)可以同時(shí)形成一個(gè)柵極和一個(gè)有源區(qū)。
在存儲(chǔ)器件的制造過(guò)程中，存儲(chǔ)單元的組裝密度主要由陣列中存儲(chǔ)單元的布局和存儲(chǔ)單元自身的物理尺寸決定。在半微米的設(shè)計(jì)尺度下，可測(cè)量性受到制造過(guò)程中可達(dá)到的光刻分辨率的限制以及生產(chǎn)過(guò)程中使用的掩模的定位公差的限制。定位公差又受到形成掩模時(shí)所采用的機(jī)械技術(shù)以及在多層之間調(diào)正掩模所用的技術(shù)的限制。因?yàn)樵诙嗉?jí)制造過(guò)程中定位誤差會(huì)積累，所以最好使用盡可能少的掩模。較少的掩模可以降低未調(diào)準(zhǔn)的可能性。因此，為了制造半導(dǎo)體器件，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了“自調(diào)準(zhǔn)(套刻)”工藝步驟。
在存儲(chǔ)單元陣列中獨(dú)立的存儲(chǔ)單元之間的隔離結(jié)構(gòu)，如場(chǎng)氧化物(fieldoxides)，占用了芯片的多個(gè)區(qū)域，否則這些區(qū)域可以用于有源電路。因此，為了增大襯底中存儲(chǔ)單元和有源電路的組裝密度，需要減小隔離結(jié)構(gòu)的尺寸。但是，隔離結(jié)構(gòu)的尺寸通常是由它們的形成工藝和/或這種結(jié)構(gòu)的調(diào)準(zhǔn)工藝決定的。
通常，通過(guò)一個(gè)熱場(chǎng)氧化工藝(thermal field oxidation process)，如硅的局部氧化(以下稱(chēng)作“LOCOS”)，可以在芯片的不同區(qū)域上生長(zhǎng)一種隔離結(jié)構(gòu)。依據(jù)LOCOS方法，在相繼形成填充氧化層和氮化物層之后，對(duì)氮化物層進(jìn)行構(gòu)圖。之后，用構(gòu)圖的氮化物層作掩模來(lái)選擇性地氧化硅襯底，以形成場(chǎng)氧化區(qū)域。但是，就LOCOS隔離而言，在硅襯底的選擇性氧化過(guò)程中，在用作掩模的氮化物層的下部，氧化物的生長(zhǎng)會(huì)侵蝕填充氧化層的側(cè)面，從而會(huì)在場(chǎng)氧化層的端部產(chǎn)生一個(gè)所謂的鳥(niǎo)嘴形部分。由于這種鳥(niǎo)嘴形部分，場(chǎng)氧化層會(huì)延伸至存儲(chǔ)單元的有源區(qū)，這樣就減小了有源區(qū)的寬度。這種現(xiàn)象是不希望的，因?yàn)樗鼤?huì)降低存儲(chǔ)器件的電性能。
由于這個(gè)原因，淺溝槽隔離(以下稱(chēng)作“STI”)結(jié)構(gòu)在制造超大規(guī)模半導(dǎo)體器件中是具有吸引力的。在STI工藝中，首先蝕刻一個(gè)硅襯底來(lái)形成溝槽，然后淀積一個(gè)氧化層來(lái)填充溝槽。之后，通過(guò)深腐蝕方法或化學(xué)機(jī)械平整(CMP)方法來(lái)蝕刻氧化層，以便在溝槽內(nèi)形成一個(gè)場(chǎng)氧化層。
上述的LOCOS和STI方法共同包括一個(gè)掩模步驟，來(lái)確定隔離結(jié)構(gòu)在襯底上的區(qū)域；并且包括一個(gè)在那些區(qū)域內(nèi)形成場(chǎng)氧化層的步驟。在形成隔離結(jié)構(gòu)之后，進(jìn)行形成存儲(chǔ)單元的步驟。這樣，與形成隔離結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)單元相關(guān)的調(diào)準(zhǔn)誤差積累起來(lái)引起未調(diào)準(zhǔn)，這將會(huì)導(dǎo)致器件故障。
在制造非易失性存儲(chǔ)器件的浮動(dòng)?xùn)艠O時(shí)，例如，一種減輕未調(diào)準(zhǔn)的方法包括使用一個(gè)自調(diào)準(zhǔn)柵極來(lái)形成LOCOS隔離結(jié)構(gòu)，其工藝如美國(guó)專(zhuān)利6,013,551(授予了Jong Chen等人)中公開(kāi)的工藝。依據(jù)其中描述的方法，可以使用單個(gè)掩模同時(shí)確定和制造浮動(dòng)?xùn)艠O和有源區(qū)，這樣就不會(huì)積累調(diào)準(zhǔn)誤差。
非易失性存儲(chǔ)器件可以用在快速存儲(chǔ)器件中并且具有長(zhǎng)期的存儲(chǔ)能力，例如幾乎是無(wú)限期的存儲(chǔ)能力。近年來(lái)，對(duì)這種電可編程快速存儲(chǔ)器件如EEPROMS的需求增加了。這些裝置的存儲(chǔ)單元通常具有垂直堆疊的柵極結(jié)構(gòu)，其中包括在硅襯底的上部形成的一個(gè)浮動(dòng)?xùn)艠O。多層?xùn)艠O結(jié)構(gòu)通常包括位于浮動(dòng)?xùn)艠O之上和/或其周?chē)囊粋€(gè)或多個(gè)隧道氧化層或介質(zhì)層和一個(gè)控制柵極。在具有這種結(jié)構(gòu)的快速存儲(chǔ)單元中，通過(guò)向浮動(dòng)?xùn)艠O或從浮動(dòng)?xùn)艠O傳輸電子來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這是通過(guò)對(duì)控制柵極和襯底施加控制電壓實(shí)現(xiàn)的。電介質(zhì)用來(lái)維持浮動(dòng)?xùn)艠O上的電位。
盡管自調(diào)準(zhǔn)的STI工藝具有同時(shí)形成浮動(dòng)?xùn)艠O和有源區(qū)的優(yōu)點(diǎn)，但仍然有缺點(diǎn)，因?yàn)樵诖斯に囘^(guò)程中形成的間隙的長(zhǎng)寬比增加了，這有可能在間隙填充過(guò)程中在溝槽內(nèi)形成縫隙或氣孔。此外，在使用高濃度等離子體(以下稱(chēng)作“HDP”)氧化層來(lái)填充這些間隙時(shí)，HDP氧化層下面的拋光終點(diǎn)檢測(cè)層的邊緣部分，在HDP氧化層的淀積過(guò)程中逐漸侵蝕，這會(huì)不希望地在場(chǎng)氧化區(qū)形成一個(gè)負(fù)斜率。由于這個(gè)原因，在隨后的柵極蝕刻過(guò)程中，會(huì)在場(chǎng)區(qū)域的傾斜部分的底部周?chē)a(chǎn)生柵極的殘留物。
上述問(wèn)題可以通過(guò)以下方式解決在HDP氧化層的淀積過(guò)程中優(yōu)化工藝條件來(lái)提高間隙的填充能力；或者使用一種方法，此方法可以通過(guò)濕式蝕刻劑消除場(chǎng)區(qū)域的負(fù)斜率。


圖1A到1E是一個(gè)襯底的透視圖，它們依次顯示出一種使用自調(diào)準(zhǔn)STI技術(shù)制造常規(guī)快速存儲(chǔ)器件的方法。
參照?qǐng)D1A，在一個(gè)硅襯底10上形成一個(gè)柵極氧化層(即隧道氧化層)11之后，在柵極氧化層11上，相繼形成第一多晶硅層13和一個(gè)氮化物層15。
參照?qǐng)D1B，執(zhí)行光刻工藝對(duì)氮化物層15、第一多晶硅層13和柵極氧化層11進(jìn)行構(gòu)圖，以形成一個(gè)氮化物層圖形16、第一浮動(dòng)?xùn)艠O14和一個(gè)柵極氧化層圖形12。此后，將襯底10的暴露部分蝕刻到預(yù)定深度，以形成溝槽18。也就是說(shuō)，有源區(qū)和浮動(dòng)?xùn)艠O可以在溝槽的形成過(guò)程中使用單一掩模同時(shí)確定。
參照?qǐng)D1C，溝槽18的暴露部分要在氧氣環(huán)境中進(jìn)行熱處理，以治理溝槽蝕刻過(guò)程中高能離子碰撞引起的硅損壞。這樣，通過(guò)暴露的硅與氧化劑發(fā)生氧化反應(yīng)，可以沿溝槽18的內(nèi)表面，包括底面和側(cè)壁，形成一個(gè)溝槽氧化層20。
在上述氧化過(guò)程中，氧化劑侵蝕了處在第一浮動(dòng)?xùn)艠O14下部的柵極氧化層圖形12的側(cè)面，從而在柵極氧化層圖形12的兩端形成了鳥(niǎo)嘴形部分。由于這種鳥(niǎo)嘴形部分，第一浮動(dòng)?xùn)艠O14的底部邊緣部分向外彎曲，同時(shí)柵極氧化層圖形12的兩端部膨脹，第一浮動(dòng)?xùn)艠O14側(cè)壁的下部具有正斜率。這里，正斜率表示這種斜率允許蝕刻劑進(jìn)行側(cè)壁腐蝕。換句話說(shuō)，如圖中所示，氧化劑向氮化物層圖形16下面的部分的侵入由于氮化物層圖形16的存在而受到阻礙，從而在第一浮動(dòng)?xùn)艠O14的側(cè)壁上部形成負(fù)斜率。同時(shí)，第一浮動(dòng)?xùn)艠O14下部的底部邊緣部分向外彎曲而具有正斜率，它受到從襯底的上部引入的蝕刻劑腐蝕，方式與臺(tái)面結(jié)構(gòu)的側(cè)壁相同，或者在使用蝕刻劑時(shí)起到底層的阻礙層的作用，這是不希望的。
參照?qǐng)D1D，在通過(guò)化學(xué)汽相淀積(以下稱(chēng)作“CVD”)方法形成用于填充溝槽18的氧化層(圖中未示)之后，來(lái)，CVD氧化層可以通過(guò)CMP工藝來(lái)去除，直到氮化物層圖形16的上表面露出為止。這樣，就在溝槽18內(nèi)形成了場(chǎng)氧化層22，其中包括溝槽氧化層18。
在通過(guò)磷酸剝離工藝去除氮化物層圖形16之后，淀積與第一多晶硅層13相同的材料，形成第二多晶硅層(未示出)，以用于在第一浮動(dòng)?xùn)艠O14和場(chǎng)氧化層22的上部構(gòu)成第二浮動(dòng)?xùn)艠O。場(chǎng)氧化層22上的第二多晶硅層通過(guò)光刻過(guò)程進(jìn)行部分蝕刻，以便在一個(gè)存儲(chǔ)單元內(nèi)形成第二浮動(dòng)?xùn)艠O24，存儲(chǔ)單元與相鄰的存儲(chǔ)單元是相互分離的。第二浮動(dòng)?xùn)艠O24與第一浮動(dòng)?xùn)艠O14電接觸，并且具有增大電介質(zhì)夾層面積的功能，電解質(zhì)夾層將在隨后的工藝中形成。
之后，在所形成結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，相繼形成一個(gè)ONO電解質(zhì)夾層26和一個(gè)控制柵極層28。控制柵極層28通常是由一種多晶硅硅化物層(polycide)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，這種結(jié)構(gòu)是通過(guò)堆疊摻雜的多晶硅層和硅化鎢層得到的。
在圖1E中，控制柵極層28通過(guò)光刻工藝進(jìn)行構(gòu)圖。接著，將暴露的電解質(zhì)夾層26以及第二和第一浮動(dòng)?xùn)艠O24和14通過(guò)干式蝕刻工藝各向異性地進(jìn)行蝕刻，以完成此非易失性存儲(chǔ)器件。
此時(shí)，如圖1D中的點(diǎn)線A表示的部分中所示，第一浮動(dòng)?xùn)艠O14的側(cè)壁下部具有正斜率。因此，由于干式蝕刻工藝的各向異性蝕刻的特點(diǎn)(即蝕刻只是在垂直方向進(jìn)行)，由場(chǎng)氧化層22掩蔽的第一浮動(dòng)?xùn)艠O14的底部邊緣部分沒(méi)有蝕刻，仍保持完整。結(jié)果，沿場(chǎng)氧化層22和有源區(qū)的表面邊界形成了線形的多晶硅殘留物14a。多晶硅殘留物14a構(gòu)成了相鄰浮動(dòng)?xùn)艠O之間的電橋，它會(huì)導(dǎo)致器件的電氣故障。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種制造非易失性存儲(chǔ)器或其他器件的方法，所述器件具有理想輪廓的柵極或其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，諸如快速存儲(chǔ)器件中的浮動(dòng)?xùn)艠O結(jié)構(gòu)，這種方法可以避免在形成過(guò)程中在其側(cè)壁上的正斜率。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的自調(diào)準(zhǔn)方法及其對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括一個(gè)浮動(dòng)?xùn)艠O和一個(gè)相關(guān)的有源區(qū)。浮動(dòng)?xùn)艠O和有源區(qū)形成在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的襯底的一個(gè)區(qū)域中，這個(gè)區(qū)域至少部分地是由形成在溝槽中的場(chǎng)氧化區(qū)界定的。溝槽至少是與浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分一起形成的。該方法包括通過(guò)在形成溝槽之前，在柵極的第一部分上形成緩沖層，并隨后去除緩沖層，而在浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分的側(cè)壁上均勻地形成氧化層。這就實(shí)現(xiàn)了至少在浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分上布置另一部分導(dǎo)電材料之前，第一部分的側(cè)壁的更均勻氧化。
在另一實(shí)施例中，在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上形成了一個(gè)柵極氧化層，在柵極氧化層上形成了第一導(dǎo)電層，在第一導(dǎo)電層之上形成了一個(gè)緩沖層(如一個(gè)氧化層)。之后，在緩沖層之上形成一個(gè)阻礙層，并且對(duì)阻礙層和緩沖層進(jìn)行構(gòu)圖，從而形成阻礙層圖形和緩沖層圖形。然后，對(duì)第一導(dǎo)電層和柵極氧化層進(jìn)行構(gòu)圖，形成一個(gè)浮動(dòng)?xùn)艠O層，作為第一導(dǎo)電層圖形和一個(gè)柵極氧化層圖形，并且蝕刻襯底的上部以形成一個(gè)溝槽。對(duì)溝槽的內(nèi)表面部分進(jìn)行氧化，以便沿溝槽的內(nèi)表面形成一個(gè)溝槽氧化層，并且在浮動(dòng)?xùn)艠O層的上部和下部形成鳥(niǎo)嘴形部分，以防止在構(gòu)圖后的浮動(dòng)?xùn)艠O層的側(cè)壁上形成正(斜率的)輪廓。最后，形成一個(gè)場(chǎng)氧化層來(lái)填充溝槽。
此外，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述特征，通過(guò)以下方式實(shí)施了一種制造存儲(chǔ)器件的方法在半導(dǎo)體襯底上形成一個(gè)柵極氧化層，在柵極氧化層上形成第一導(dǎo)電層，在第一導(dǎo)電層上形成一個(gè)緩沖層，如一個(gè)氧化層。然后，在緩沖層上形成一個(gè)阻礙層。阻礙層、緩沖層、第一導(dǎo)電層、柵極氧化層和襯底采用單一掩模進(jìn)行構(gòu)圖，以便由第一導(dǎo)電層形成一個(gè)浮動(dòng)?xùn)艠O。而且，一個(gè)與浮動(dòng)?xùn)艠O對(duì)準(zhǔn)的溝槽與浮動(dòng)?xùn)艠O相鄰?fù)瑫r(shí)形成在襯底內(nèi)，用來(lái)限定襯底的有源區(qū)。此后，對(duì)溝槽的內(nèi)表面部分進(jìn)行氧化，以便沿溝槽的內(nèi)表面形成一個(gè)溝槽氧化層，并且在浮動(dòng)?xùn)艠O層的上部和下部形成鳥(niǎo)嘴形部分，以防止在構(gòu)圖的浮動(dòng)?xùn)艠O層的側(cè)壁上形成正(斜率的)輪廓。最后，形成一個(gè)場(chǎng)氧化層來(lái)填充溝槽。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在浮動(dòng)?xùn)艠O層和作為氧化掩模層的氮化物層之間形成一個(gè)緩沖層，用來(lái)在隨后的側(cè)壁氧化過(guò)程中，在浮動(dòng)?xùn)艠O層的上部和下部產(chǎn)生鳥(niǎo)嘴形部分。這樣，鳥(niǎo)嘴形部分可以防止浮動(dòng)?xùn)艠O層的側(cè)壁具有正斜率，這可防止在隨后的柵極蝕刻過(guò)程中柵極的殘留物導(dǎo)致的器件故障。
除了這些方法之外，本發(fā)明還包括由所附權(quán)利要求書(shū)確定的浮動(dòng)?xùn)艠O半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件及其元件。
參照結(jié)合附圖描繪的各實(shí)施例，本發(fā)明的上述特征和其它優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，附圖中圖1A到圖1E示出了依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造快速存儲(chǔ)器件的方法，這種快速存儲(chǔ)器件具有自調(diào)準(zhǔn)淺溝槽隔離區(qū)；圖2A到2I示出了依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例制造非易失性存儲(chǔ)器件的浮動(dòng)?xùn)艠O的方法；圖3是顯示圖2D中B部分的放大截面圖；圖4A和圖4B示出了依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例制造存儲(chǔ)器件的浮動(dòng)?xùn)艠O的方法。
下面將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。這里描述的層、結(jié)構(gòu)或圖形無(wú)論是處在、平鋪在或覆蓋在另一層、圖形或結(jié)構(gòu)上，都意味著可以包括也可以不包括中置(interceding)層、圖形或結(jié)構(gòu)。
圖2A到圖2I是透視圖，它們示出了依據(jù)本發(fā)明的第一方面制造非易失性存儲(chǔ)器件的方法。
參照?qǐng)D2A，在一個(gè)半導(dǎo)體襯底100上生長(zhǎng)一個(gè)氧化硅層或氮氧化硅層，襯底包括由硅之類(lèi)的材料構(gòu)成的半導(dǎo)體襯底，以形成三極管存儲(chǔ)單元的一個(gè)柵極氧化層(如隧道氧化層)101。當(dāng)其表面暴露并與氣氛中的氧氣反應(yīng)時(shí)，在半導(dǎo)體襯底100上形成了一個(gè)自然(native)氧化層。相應(yīng)地，此自然氧化層也可以通過(guò)圖中沒(méi)有顯示的已知方法形成在半導(dǎo)體襯底100上。在圖示的實(shí)施例中，不包括自然氧化層在內(nèi)，柵極氧化層101在氧氣氛圍中生長(zhǎng)成厚度約為10到500埃，對(duì)低壓半導(dǎo)體器件最好為75埃，對(duì)高壓半導(dǎo)體器件最好為300埃。
通過(guò)LPCVD方法，第一硅層103形成在柵極氧化層101上，要用作浮動(dòng)?xùn)艠O，其厚度約為200到1500埃，最好為500埃。然后，通過(guò)典型的摻雜方法，如POCl3擴(kuò)散、離子注入或原地?fù)诫s等方法，用高濃度的N型雜質(zhì)對(duì)層103進(jìn)行摻雜。硅層103最好由多晶硅或非晶硅構(gòu)成。然后，將硅層103暴露在氧氣氛圍中，以形成自然氧化層(圖中未示)，厚度約為30到35埃。
然后在第一硅層103上形成一個(gè)緩沖層105，其厚度約為10到500埃，它與柵極氧化層101的厚度(不包括自然氧化層的厚度)大致相同。緩沖層105可以是一個(gè)氧化層，它可以是通過(guò)熱氧化或等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積(PE-CVD)形成的。另外，緩沖層105可以通過(guò)部分地使硅層103的表面部分氧化來(lái)形成，這可通過(guò)用氧化性氣體如氧氣(O2)或一氧化二氮(N2O)進(jìn)行等離子處理實(shí)現(xiàn)。除了氧化物之外的緩沖材料也是本發(fā)明所預(yù)期的，只要它能夠防止柵極的不規(guī)則形成或者能夠?qū)崿F(xiàn)在溝槽的形成過(guò)程中柵極的第一部分或另一部分邊緣和/或側(cè)壁的平整或平坦即可。正如上面指出的，在溝槽氧化之前沒(méi)有使用緩沖材料時(shí)，浮動(dòng)?xùn)艠O會(huì)變形或是具有不希望的正斜率。
在緩沖氧化層105之上形成一個(gè)蝕刻阻礙層107，厚度約為100到3000埃，最好為1500埃，它是通過(guò)LPCVD方法形成的。阻礙層107在隨后的CMP工藝或深腐蝕工藝中作為一個(gè)終點(diǎn)檢測(cè)層。阻礙層107在隨后的溝槽熱氧化工藝中覆蓋緩沖氧化層105，以有助于防止氧氣和氧化劑通過(guò)緩沖氧化層105，侵入第一硅層103。相應(yīng)地，阻礙層107最好由具有抗氧化(oxygen-resistant)性能的材料形成，如氮化物，諸如SiN，SiON或BN。
阻礙層107可以由多晶硅形成。在這種情況下，阻礙層107在隨后的氧化工藝過(guò)程中被部分地氧化。不過(guò)，阻礙層107也可以在深腐蝕或CMP工藝中作為終點(diǎn)檢測(cè)層。
可以選擇通過(guò)CVD方法在阻礙層107之上形成一個(gè)抗反射層，以便精確地調(diào)準(zhǔn)隨后的光刻工藝。這種抗反射層可以由多晶硅、氧化硅諸如高溫氧化物和中溫氧化物或氮氧化硅(SiON)形成。抗反射層可以由單層或多層構(gòu)成。
在本發(fā)明中，用一個(gè)高溫氧化物(以下稱(chēng)作“HTO”)層140和一個(gè)SiON層150構(gòu)成的雙層作為抗反射層。HTO層140和SiON層150可以簡(jiǎn)單地用公知的CVD方法形成，它們作為抗反射層用來(lái)防止在光刻工藝中光從下面的襯底反射。HTO層140形成厚度約為200到2000埃，最好為500埃，而SiON層150形成厚度約為200到3000埃，最好為800埃。
參照?qǐng)D2B，通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂敷方法在SiON層150上涂覆光致抗蝕劑，以形成光致抗蝕劑膜(圖中未示出)。之后，通過(guò)使用光掩模對(duì)光致抗蝕劑膜進(jìn)行曝光和顯影形成光致抗蝕劑圖形160，它限定了浮動(dòng)?xùn)艠O的布局。
光致抗蝕劑圖形160可以用作蝕刻掩模，以相繼蝕刻SiON層150、HTO層140、阻礙層107和緩沖氧化層105。這樣，如圖所示，由SiON層圖形151、HTO層圖形141、阻礙層圖形108和緩沖氧化層圖形106構(gòu)成的圖形就形成了。然后，通過(guò)灰化或剝離工藝將光致抗蝕劑圖形160去除。
參照?qǐng)D2C，將所形成的結(jié)構(gòu)移動(dòng)到另一個(gè)蝕刻室，以便對(duì)多晶硅和氧化物進(jìn)行蝕刻工藝。這里，引入一種用于蝕刻多晶硅的蝕刻氣體，用來(lái)蝕刻第一硅層103，從而形成第一硅層圖形104。此時(shí)形成的第一硅層圖形104可以用作非易失性存儲(chǔ)器件的第一浮動(dòng)?xùn)艠O。
接下來(lái)，在同一個(gè)蝕刻室內(nèi)，蝕刻?hào)艠O氧化層101，以形成柵極氧化層圖形102，并且將襯底100蝕刻達(dá)到約為1000到5000埃最好為2700埃的深度，以形成溝槽109。結(jié)果，由硅層圖形104限定的浮動(dòng)?xùn)艠O相互之間由溝槽109隔離。
在硅層圖形104和半導(dǎo)體襯底100上部的蝕刻過(guò)程中，去除了形成在阻礙層圖形108上的SiON層圖形151和HTO層圖形141。
通過(guò)形成溝槽109，可以用單個(gè)掩模同時(shí)限定有源區(qū)和浮動(dòng)?xùn)艠O。因此，浮動(dòng)?xùn)艠O與有源區(qū)是自調(diào)準(zhǔn)的。
參照?qǐng)D2D，對(duì)溝槽109的內(nèi)表面部分在氧化氛圍中進(jìn)行處理，以消除溝槽蝕刻過(guò)程中因高能離子碰撞引起的損壞，并防止器件工作過(guò)程中的漏電流。然后，沿溝槽109內(nèi)表面即在其底面和側(cè)壁上形成溝槽氧化層110，厚度約為10到500埃，最好為30到40埃。溝槽氧化層110可以用干式氧化工藝形成，形成條件為在氮?dú)釴2和氧氣O2的氛圍中，800到950℃溫度下；或者用濕式氧化工藝形成，工藝溫度至少為700℃。
正如本領(lǐng)域所公知的，形成氧化層的反應(yīng)如下所示
從以上反應(yīng)可以看出，由于氧向具有硅Si源的層的擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)了硅的氧化，在硅層圖形104的表面和溝槽109的表面生長(zhǎng)了一個(gè)氧化層。
圖3是一個(gè)放大的截面圖，它顯示出圖2D的B部分。
在形成溝槽氧化層110時(shí)，如圖3所示，一種氧化劑(或氧化性氣體)在硅層圖形104的下部侵入柵極氧化層圖形102的側(cè)面，從而形成了第一鳥(niǎo)嘴形部分“a”。同時(shí)，氧化劑在阻礙層圖形108的下部侵入緩沖氧化層圖形106的側(cè)面，從而在第一多晶硅層圖形104的上部形成了第二鳥(niǎo)嘴形部分“b”。
依據(jù)圖1C所示的常規(guī)方法，鳥(niǎo)嘴形部分只產(chǎn)生在用作浮動(dòng)?xùn)艠O的硅圖形的下部。當(dāng)在氧化過(guò)程中生長(zhǎng)在浮動(dòng)?xùn)艠O底部邊緣部分的氧化物膨脹時(shí)，柵極側(cè)壁的下部呈現(xiàn)正斜率。與之相反的是，在本發(fā)明中，第一鳥(niǎo)嘴形部分“a”和第二鳥(niǎo)嘴形部分“b”同時(shí)形成在柵極側(cè)壁的下部和上部。這樣，在柵極側(cè)壁的底部邊緣部分就不會(huì)產(chǎn)生向外彎曲。換句話說(shuō)，第二鳥(niǎo)嘴形部分“b”在第一硅層圖形104上部的同時(shí)形成，防止了正斜率，否則正斜率就會(huì)發(fā)生。因此，依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，在硅層圖形104中形成的浮動(dòng)?xùn)艠O具有理想的輪廓。
參照?qǐng)D2E，通過(guò)CVD工藝淀積一個(gè)具有良好填縫性能的氧化層112，如USG(無(wú)摻雜的硅酸鹽玻璃)、O3-TEOS(四乙基原甲硅酸)USG或HDP氧化層，其厚度約為5000埃，以便填充溝槽109。高濃度等離子體(HDP)氧化層112最好用SiH4、O2、Ar或He氣體作為等離子源來(lái)淀積。
通過(guò)提高HDP氧化層112填縫能力來(lái)填充溝槽109，以防止在溝槽109內(nèi)產(chǎn)生孔穴或空隙。
在HDP氧化層112形成時(shí)，氧化層的淀積和氧化層的濺射蝕刻同時(shí)進(jìn)行。這樣，當(dāng)它按照恒定的速度在寬的區(qū)域內(nèi)淀積時(shí)，在一個(gè)狹窄的區(qū)域淀積到預(yù)定厚度后，淀積速度和濺射蝕刻速度變得相等，這樣氧化物就不會(huì)繼續(xù)淀積了。如果增加濺射蝕刻能力來(lái)提高HDP氧化層112的填縫性能，就會(huì)蝕刻含氮化物的阻礙層圖形108的邊緣部分，以使得場(chǎng)氧化層具有一個(gè)負(fù)斜率。為了防止這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)改變淀積條件或在形成阻礙層108時(shí)使用濕式蝕刻劑，而實(shí)現(xiàn)一種消除場(chǎng)氧化層的負(fù)斜率的方法。
接下來(lái)，通過(guò)用Si(OC2H5)4作為離子源的等離子體方法，在HDP氧化層112上淀積由PE-TEOS(等離子體增強(qiáng)的TEOS)構(gòu)成的一個(gè)封蓋氧化層(未示出)。
可以選擇通過(guò)退火使HDP氧化層112致密，退火是在約800到1050℃的高溫下在惰性氣體氛圍中進(jìn)行的，以降低在隨后的清潔工藝中的濕式蝕刻速率。
參照?qǐng)D2F，HDP氧化層112被平整化。平整化是通過(guò)深腐蝕或CMP工藝來(lái)進(jìn)行的，直到阻礙層圖形108的上表面露出為止。這樣，就可以部分去除掉阻礙層上的HDP氧化層112，以便在溝槽109中產(chǎn)生場(chǎng)氧化物隔離。
參照?qǐng)D2G，通過(guò)使用磷酸的剝離工藝，包括氮化硅的阻礙層圖形108被去除。此時(shí)，緩沖氧化層圖形106可以防止在通過(guò)剝離工藝去除氮化硅的過(guò)程中對(duì)下面的硅層圖形104造成損壞，硅層圖形104是由硅構(gòu)成的第一浮動(dòng)?xùn)艠O。
此后，進(jìn)行預(yù)清潔步驟，使用含有氟酸的蝕刻劑對(duì)襯底進(jìn)行約30秒鐘的清潔處理。通過(guò)剝離阻礙層108和預(yù)清潔工藝，場(chǎng)氧化層124被部分地去除，并且形成在硅層圖形104之上的緩沖氧化層圖形106也被去除。此時(shí)，場(chǎng)氧化層124的厚度就降低了大約250埃以上。
參照?qǐng)D2H，通過(guò)公知的方法，例如，通過(guò)化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在暴露的第一硅層圖形104上和場(chǎng)氧化層124(圖2G)之上，淀積第二硅層(未示出)，如一個(gè)多晶硅層或一個(gè)非晶硅層，通過(guò)LPCVD方法，厚度約為2000埃。在導(dǎo)電的硅層圖形104的形成過(guò)程中，通常包括摻雜物或其他電荷載體。因此淀積的第二硅層與第一硅層圖形104處于電接觸，第一硅層圖形104是第一浮動(dòng)?xùn)艠O。隨后，通過(guò)典型的摻雜方法，如POCl3擴(kuò)散、離子注入或原地?fù)诫s方法，用高濃度N-型雜質(zhì)對(duì)第二浮動(dòng)?xùn)艠O126進(jìn)行摻雜，由此形成第二導(dǎo)電層。
此外，在不進(jìn)行一個(gè)單獨(dú)的摻雜工藝的情況下，第二導(dǎo)電層可以用這種方式形成在形成第二硅層的過(guò)程中，通過(guò)在向源氣體中加入雜質(zhì)的同時(shí)進(jìn)行CVD工藝，來(lái)淀積摻雜的多晶硅。為了增加在隨后的工藝中形成的電解質(zhì)夾層的面積，形成由第二導(dǎo)電層構(gòu)成的第二浮動(dòng)?xùn)艠O，其形成厚度應(yīng)盡可能大。
此后，通過(guò)常規(guī)光刻工藝，部分去除場(chǎng)氧化層124上的第二導(dǎo)電層，以便形成第二硅層圖形126，它構(gòu)成了浮動(dòng)?xùn)艠O的第二部分。接著，將這樣形成的第二浮動(dòng)?xùn)艠O與臨近的存儲(chǔ)單元相互分離。
之后，在所形成的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，形成一個(gè)由ONO構(gòu)成的電介質(zhì)夾層128，以便完全地隔離作為第二浮動(dòng)?xùn)艠O的第二硅圖形126。例如，在第二浮動(dòng)?xùn)艠O126被氧化而生長(zhǎng)厚度約為100埃的第一氧化層之后，在其上淀積厚度約為130埃的氮化物層，并且在氮化物層上淀積厚度約為40埃的第二氧化層，由此形成了總厚度約為100到200埃的電介質(zhì)夾層128。
接著，在電介質(zhì)夾層128上形成一個(gè)控制柵極層130，它是第三個(gè)導(dǎo)電層，并且是通過(guò)堆疊一個(gè)N+型摻雜的多晶硅層和一個(gè)金屬硅化物層得到的，金屬硅化物為例如硅化鎢WSix、硅化鈦TiSix、硅化鈷CoSix和硅化鉭TaSix?？刂茤艠O層130的多晶硅層最好形成厚度約為1000埃，并且其金屬硅化物層形成厚度約為100到1500埃。
參照?qǐng)D2I，在通過(guò)光刻工藝對(duì)控制柵極層130進(jìn)行構(gòu)圖之后，通過(guò)干式蝕刻方法，相繼在每個(gè)存儲(chǔ)單元內(nèi)對(duì)暴露的電介質(zhì)夾層128、第二浮動(dòng)?xùn)艠O部分126和第一浮動(dòng)?xùn)艠O部分104進(jìn)行構(gòu)圖，從而形成堆疊浮動(dòng)?xùn)艠O存儲(chǔ)單元。此時(shí)，在特定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行干式蝕刻，直到露出場(chǎng)氧化層124之間的襯底100的上表面為止。
由于作為第一浮動(dòng)?xùn)艠O的第一硅層圖形104的側(cè)壁不具有正斜率，第一硅層圖形104的側(cè)壁部分不會(huì)變形，沒(méi)有向外彎曲的部分。因此，在上述干式蝕刻過(guò)程中，完全去除了第一硅層圖形104的由掩模圖形曝光的部分。因此，硅殘留物不會(huì)保留在場(chǎng)氧化層124和有源區(qū)之間的表面邊界上。
此后，盡管圖中沒(méi)有顯示，仍然要通過(guò)離子注入形成存儲(chǔ)單元的源極區(qū)/漏極區(qū)，并且然后在在所形成的結(jié)構(gòu)上涂敷層間絕緣層ILD。在通過(guò)蝕刻層間絕緣層形成用于暴露源極區(qū)/漏極區(qū)的接觸孔之后，形成用于填充接觸孔的接觸塞柱。然后，淀積一個(gè)與金屬塞柱電接觸的金屬層，并通過(guò)金屬掩模使用層間絕緣層IMD進(jìn)行后端處理工藝(back-end process)。
如圖2B和2C所示的第一實(shí)施例的工藝，分別在獨(dú)立的蝕刻室內(nèi)執(zhí)行，但是它們可以在單個(gè)蝕刻室內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行，從而形成了第二實(shí)施例。除了沒(méi)有形成抗反射層以及襯底蝕刻工藝是采用光致抗蝕劑作為蝕刻掩模在單個(gè)蝕刻室內(nèi)進(jìn)行之外，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例是相同的。這里，使用了與第一實(shí)施例中相同的參照數(shù)字來(lái)表示相同的構(gòu)件。
圖4A和4B是截面圖，它們顯示出依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例制造非易失性存儲(chǔ)器件的方法。
參照?qǐng)D4A，按照與第一實(shí)施例中相同的方式，在襯底100上依次形成一個(gè)柵極氧化層101、第一硅層103、一個(gè)緩沖氧化層105和一個(gè)阻礙層107。
參照?qǐng)D4B，正如第一實(shí)施例中那樣，使用用于限定浮動(dòng)?xùn)艠O的一種光掩模，在阻礙層107上形成光致抗蝕劑圖形160。然后，使用光致抗蝕劑圖形160作為蝕刻掩模，對(duì)阻礙層107、緩沖氧化層105、第一硅層103和柵極氧化層101進(jìn)行構(gòu)圖，這樣就形成了由阻礙層圖形108、緩沖氧化層圖形106、第一硅層圖形104和柵極氧化層圖形102構(gòu)成的圖形結(jié)構(gòu)。
下一步，蝕刻襯底100來(lái)形成溝槽109，并且進(jìn)行灰化或剝離工藝來(lái)去除光致抗蝕劑圖形160。
此后，進(jìn)行第一實(shí)施例中圖2C到2I所示的工藝，從而依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種浮動(dòng)?xùn)艠O非易失性存儲(chǔ)器件。
依據(jù)上述本發(fā)明，在浮動(dòng)?xùn)艠O層的第一部分和阻礙層之間另外形成了一個(gè)緩沖氧化層，從而在浮動(dòng)?xùn)艠O的上部產(chǎn)生一個(gè)鳥(niǎo)嘴形部分。在隨后進(jìn)行的溝槽側(cè)壁的氧化過(guò)程中，處在浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分的上部和下部的鳥(niǎo)嘴形部分使浮動(dòng)?xùn)艠O的側(cè)壁部分平整或平坦。這樣就防止了浮動(dòng)?xùn)艠O層側(cè)壁的不希望的傾斜，并且得到了一種具有理想輪廓的柵極的非易失性存儲(chǔ)器件。
另外，在為形成以后的柵極而進(jìn)行的干式蝕刻后，硅的殘留物不會(huì)保留下來(lái)。沒(méi)有這種殘留物將有助于避免器件的電氣故障，這種電氣故障是由相鄰柵極之間的短路引起的。
很明顯，除了浮動(dòng)?xùn)艠O層的均勻形成之外，本發(fā)明還可應(yīng)用于半導(dǎo)體器件內(nèi)對(duì)均勻性有要求的其他導(dǎo)電層的形成。換句話說(shuō)，本發(fā)明可以應(yīng)用在任何需要避免產(chǎn)生所述鳥(niǎo)嘴形部分的現(xiàn)象的情況。
盡管已參照?qǐng)D示的實(shí)施例詳細(xì)地展示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不超出所附權(quán)利要求書(shū)確定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以實(shí)現(xiàn)形式和細(xì)節(jié)上的多種變化。
權(quán)利要求
1.在一種在半導(dǎo)體器件的襯底的一個(gè)區(qū)域中制造導(dǎo)電層和對(duì)應(yīng)的有源區(qū)的自調(diào)準(zhǔn)方法中，所述區(qū)域至少部分地由一個(gè)場(chǎng)氧化區(qū)界定，所述場(chǎng)氧化區(qū)形成在襯底的一個(gè)溝槽內(nèi)，并且至少與形成第一電介質(zhì)材料和襯底之上的控制柵極的第一部分是一起形成的，一種在第一部分的側(cè)壁上平整地形成氧化物的方法包括在形成溝槽之前，在控制柵極的第一部分上形成一個(gè)緩沖層并且隨后去除緩沖層，以便在控制柵極的第一部分上至少布設(shè)另一部分之前，實(shí)現(xiàn)第一部分的側(cè)壁的更均勻的氧化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一部分包括多晶硅和非晶硅中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，緩沖層是由熱氧化形成的一種氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，緩沖層是通過(guò)等離子體增強(qiáng)的化學(xué)汽相淀積形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，緩沖層是通過(guò)氧化性氣體的等離子體處理使控制柵極的第一部分的表面氧化形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，氧化性氣體包括氧氣和一氧化二亞氮中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，緩沖層形成厚度為10到500埃。
8.在一種在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的襯底中形成浮動(dòng)?xùn)艠O和相關(guān)有源區(qū)的自調(diào)準(zhǔn)方法中，一種方法包括在襯底上形成一個(gè)柵極氧化層；在柵極氧化層上形成第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層上形成一個(gè)緩沖氧化層；在所述緩沖氧化層上形成一個(gè)阻礙層；對(duì)阻礙層和緩沖氧化層進(jìn)行構(gòu)圖，并形成一個(gè)阻礙層圖形和一個(gè)緩沖氧化層圖形；對(duì)第一導(dǎo)電層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成作為第一導(dǎo)電層圖形的一個(gè)浮動(dòng)?xùn)艠O層，并且蝕刻?hào)艠O氧化層和襯底的上部來(lái)形成一個(gè)柵極氧化層圖形和一個(gè)溝槽；使溝槽的一個(gè)內(nèi)表面部分氧化，以便在所述溝槽的內(nèi)表面上形成一個(gè)溝槽氧化層，并且在浮動(dòng)?xùn)艠O層的上部和下部形成鳥(niǎo)嘴形部分，以防止在構(gòu)圖的浮動(dòng)?xùn)艠O層的側(cè)壁形成正(斜率的)輪廓；和形成一個(gè)場(chǎng)氧化層來(lái)填充溝槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一導(dǎo)電層包括多晶硅和非晶硅中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，阻礙層的材料包括一種氮化物成分。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，緩沖氧化層是通過(guò)熱氧化形成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，緩沖氧化層是通過(guò)等離子體增強(qiáng)的化學(xué)汽相淀積形成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，緩沖氧化層是通過(guò)氧化性氣體的等離子體處理使第一導(dǎo)電層的表面氧化形成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，氧化性氣體至少包括氧氣(O2)和一氧化二氮(N2O)中的一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，緩沖氧化層形成厚度為10到500埃。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，場(chǎng)氧化層是通過(guò)以下方式形成的形成一個(gè)覆蓋氧化的阻礙層同時(shí)填充溝槽的氧化層，并通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光方法和深腐蝕方法中的至少一種方法來(lái)蝕刻氧化層，直到阻礙層圖形的表面露出為止，由此得到一個(gè)平整的表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括通過(guò)化學(xué)汽相淀積在阻礙層形成一個(gè)抗反射層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，抗反射層包括從下列材料中選取的至少一種材料多晶硅、氮化硅、氮氧化硅和氧化硅。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，在第一蝕刻室內(nèi)，在抗反射層上形成用于形成浮動(dòng)?xùn)艠O的光致抗蝕劑圖形之后，通過(guò)使用光致抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模，對(duì)抗反射層、阻礙層和所述緩沖氧化層進(jìn)行構(gòu)圖，并去除光致抗蝕劑圖形；然后在第二蝕刻室內(nèi)，形成第一導(dǎo)電層圖形、柵極氧化層圖形和溝槽，同時(shí)去除抗反射層圖形。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，在阻礙層上形成用于形成浮動(dòng)?xùn)艠O的光致抗蝕劑圖形之后，通過(guò)使用光致抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模，相繼在單個(gè)蝕刻室內(nèi)進(jìn)行蝕刻工藝，以對(duì)阻礙層、緩沖氧化層、第一導(dǎo)電層和柵極氧化層進(jìn)行構(gòu)圖；蝕刻襯底的上部來(lái)形成阻礙層圖形、緩沖氧化層圖形、第一導(dǎo)電層圖形、柵極氧化層圖形和溝槽。
21.一種制造非易失性存儲(chǔ)器件的浮動(dòng)?xùn)艠O結(jié)構(gòu)的方法，它包括在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上形成一個(gè)柵極氧化層；在柵極氧化層上形成第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層上形成一個(gè)緩沖層；在緩沖層上形成一個(gè)阻礙層；使用單個(gè)掩模對(duì)阻礙層、緩沖氧化層、第一導(dǎo)電層、柵極氧化層和襯底進(jìn)行構(gòu)圖，以便從第一導(dǎo)電層形成一個(gè)浮動(dòng)?xùn)艠O，并且同時(shí)形成一個(gè)溝槽，此溝槽與襯底中的浮動(dòng)?xùn)艠O是對(duì)準(zhǔn)的并鄰近浮動(dòng)?xùn)艠O，以便界定襯底的一個(gè)有源區(qū)；使溝槽的一個(gè)內(nèi)表面部分氧化，以便在溝槽的內(nèi)表面上形成一個(gè)溝槽氧化層，并且在浮動(dòng)?xùn)艠O層的上部和下部形成鳥(niǎo)嘴形部分，以防止在構(gòu)圖的浮動(dòng)?xùn)艠O層的側(cè)壁上形成正(斜率的)輪廓；形成一個(gè)場(chǎng)氧化層來(lái)填充溝槽。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造存儲(chǔ)器件的方法，其中，第一導(dǎo)電層包括多晶硅和非晶硅中的至少一種。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造存儲(chǔ)器件的方法，其中，阻礙層包括一種氮化物成分。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造存儲(chǔ)器件的方法，其中，緩沖層包括一種熱氧化形成的氧化物。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造存儲(chǔ)器件的方法，其中，緩沖層是通過(guò)等離子體增強(qiáng)的化學(xué)汽相淀積形成的。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造存儲(chǔ)器件的方法，其中，緩沖層是通過(guò)用氧化性氣體進(jìn)行表面等離子處理而使第一導(dǎo)電層的表面氧化形成的。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制造存儲(chǔ)器件的方法，其中，氧化性氣體包括氧氣(O2)和一氧化二氮(N2O)中的至少一種。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造存儲(chǔ)器件的方法，其中，緩沖層形成厚度為10到500埃。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造存儲(chǔ)器件的方法，還包括用一個(gè)防氧化層的表面使場(chǎng)氧化層平整化；去除構(gòu)圖的阻礙層；在形成所述場(chǎng)氧化層之后，相繼在浮動(dòng)?xùn)艠O上形成一個(gè)電介質(zhì)夾層和一個(gè)控制柵極。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造存儲(chǔ)器件的方法，還包括通過(guò)化學(xué)汽相淀積，在阻礙層上形成一個(gè)抗反射層。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的制造存儲(chǔ)器件的方法，其中，抗反射層包括從下列材料中選取的至少一種材料多晶硅、氮氧化硅和氧化硅。
32.一種浮動(dòng)?xùn)艠O半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，包括一個(gè)襯底、一個(gè)絕緣層和絕緣層上的一個(gè)浮動(dòng)?xùn)艠O，其中，浮動(dòng)?xùn)艠O至少部分地由場(chǎng)氧化區(qū)界定，場(chǎng)氧化區(qū)與浮動(dòng)?xùn)艠O的形成一起形成在襯底的一個(gè)溝槽內(nèi)，并且，在形成溝槽之前，在浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分之上，形成一個(gè)緩沖層，在形成第一部分之后，去除緩沖層，以允許至少形成浮動(dòng)?xùn)艠O的第二部分，由此在浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分上布設(shè)第二部分之前，實(shí)現(xiàn)了第一部分的側(cè)壁上部和下部的更均勻氧化。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的浮動(dòng)?xùn)艠O半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中，浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分包括多晶硅和非晶硅中的至少一種。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的浮動(dòng)?xùn)艠O半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中，緩沖層是通過(guò)熱氧化形成的一種氧化物。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的浮動(dòng)?xùn)艠O半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中，緩沖層是通過(guò)等離子體增強(qiáng)的化學(xué)汽相淀積形成的。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的浮動(dòng)?xùn)艠O半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中，緩沖層是通過(guò)氧化性氣體的等離子處理使浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分的表面氧化形成的。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的浮動(dòng)?xùn)艠O半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中，氧化性氣體包括氧氣和一氧化二氮中的一種。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的浮動(dòng)?xùn)艠O半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，其中，緩沖層形成厚度為10到500埃。
39.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的自調(diào)準(zhǔn)浮動(dòng)?xùn)艠O及其相關(guān)有源區(qū)，包括一個(gè)半導(dǎo)體襯底；形成在襯底上的一個(gè)柵極氧化層；形成在柵極氧化層上的第一導(dǎo)電層，它構(gòu)成了浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分；第一導(dǎo)電層是通過(guò)以下方式形成的在第一導(dǎo)電層上設(shè)置一個(gè)緩沖層；在緩沖層上形成的一個(gè)阻礙層；對(duì)阻礙層和緩沖層進(jìn)行構(gòu)圖，形成一個(gè)阻礙層圖形和一個(gè)緩沖層圖形；對(duì)第一導(dǎo)電層進(jìn)行構(gòu)圖形成浮動(dòng)?xùn)艠O層的第一部分；蝕刻?hào)艠O氧化層和襯底的上部，來(lái)形成柵極氧化層圖形和一個(gè)溝槽；使溝槽的內(nèi)表面氧化，以便在所述溝槽的內(nèi)表面形成溝槽氧化層，它又在浮動(dòng)?xùn)艠O層的第一部分的上部和下部形成鳥(niǎo)嘴形部分，由此在溝槽氧化層的形成過(guò)程中使浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分的側(cè)壁平整化；一個(gè)場(chǎng)氧化層，它是在溝槽的內(nèi)表面氧化之后形成在溝槽中的；和浮動(dòng)?xùn)艠O的第二部分，在平整化場(chǎng)氧化層直到第一部分露出之后，它與第一部分電接觸。
40.根據(jù)權(quán)利39所述的自調(diào)準(zhǔn)浮動(dòng)?xùn)艠O及其相關(guān)有源區(qū)，其中，浮動(dòng)?xùn)艠O的第一部分包括多晶硅和非晶硅中的至少一種。
41.根據(jù)權(quán)利39所述的自調(diào)準(zhǔn)浮動(dòng)?xùn)艠O及其相關(guān)有源區(qū)，其中，緩沖層是由熱氧化形成的。
42.根據(jù)權(quán)利39所述的自調(diào)準(zhǔn)浮動(dòng)?xùn)艠O及其相關(guān)有源區(qū)，其中，緩沖層是通過(guò)等離子體增強(qiáng)的化學(xué)汽相淀積形成的。
43.根據(jù)權(quán)利39所述的自調(diào)準(zhǔn)浮動(dòng)?xùn)艠O及其相關(guān)有源區(qū)，其中，緩沖層是通過(guò)氧化性氣體的等離子處理使浮動(dòng)?xùn)艠O第一部分的表面氧化形成的。
44.根據(jù)權(quán)利43所述的自調(diào)準(zhǔn)浮動(dòng)?xùn)艠O及其相關(guān)有源區(qū)，其中，氧化性氣體包括氧氣和一氧化二氮中的一種。
45.根據(jù)權(quán)利39所述的自調(diào)準(zhǔn)浮動(dòng)?xùn)艠O及其相關(guān)有源區(qū)，其中，緩沖層形成厚度為10到500埃。
全文摘要
制造非易失性存儲(chǔ)器件或其他半導(dǎo)體器件的方法包括在半導(dǎo)體襯底上的一個(gè)緩沖氧化層上形成一個(gè)硅層。形成緩沖氧化層之后,形成阻礙層。導(dǎo)電材料的控制柵極這樣形成:對(duì)硅層、柵極氧化層和襯底構(gòu)圖,在襯底的上部形成溝槽。通過(guò)氧化溝槽的側(cè)壁而在控制柵極材料的上部和下部產(chǎn)生鳥(niǎo)嘴形部分,可以實(shí)現(xiàn)均勻性。之后,形成一個(gè)填充溝槽的場(chǎng)氧化層。由于在溝槽側(cè)壁的氧化過(guò)程中,鳥(niǎo)嘴形部分均勻形成在控制柵極材料的上部和下部,因此通過(guò)防止例如浮動(dòng)?xùn)艠O的側(cè)壁具有正斜率,實(shí)現(xiàn)了均勻性。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1345089SQ0013551
公開(kāi)日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2000年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月20日
發(fā)明者金民, 金晟泰 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社