專利名稱：閃存器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，且更特別地，涉及一種制造 閃存器件的方法。
背景技術(shù)：
閃存器件是一種電寫入和擦除數(shù)據(jù)的器件。該閃存器件是一種在浮置柵極 中存儲電荷并使用電荷通過隧穿絕緣層的隧穿效應(yīng)將存儲在浮置柵極中的電 荷泄放到襯底中的器件。作為閃存器件重要操作的隧穿取決于施加到控制柵極的多少電壓會傳送 到隧穿絕緣層以產(chǎn)生電場。施加到隧穿絕緣層的電壓與施加到控制柵極的電壓 的比率由耦合率表示。當(dāng)浮置柵極和控制柵極之間的電容大于襯底和浮置柵極 之間的電壓時(shí)可增加耦合率。具有高介電常數(shù)的氧化硅一氮化硅一氧化硅(ONO)層用作柵極間介電 層以增加浮置柵極和控制柵極之間的電容。隨著半導(dǎo)體器件集成度越來越高， 越來越希望較高介電常數(shù)的柵極間介電層。然而，如果介電常數(shù)過高，則泄漏 電流特性變差，并且會導(dǎo)致保留特性降低。提出了一種增加浮置柵極和控制柵極相對面積的方法，以增加浮置柵極和 控制柵極之間的電容。如果在浮置柵極的頂部上形成凹凸結(jié)構(gòu)，則可以增加在 浮置柵極上形成的柵極間介電層的面積。圖1和2是示出現(xiàn)有技術(shù)制造閃存器件方法的圖。參考圖l，在半導(dǎo)體襯底10上形成器件隔離層12，并限定有源區(qū)14，在 有源區(qū)14上經(jīng)由隧穿絕緣層16形成浮置柵極層18。光刻膠圖形20形成浮置 柵極層18上。光刻膠圖形20通過使用具有形成于其上的掩模圖形24的光刻 版22曝光光刻膠膜來形成。此時(shí)，通過調(diào)整掩模圖形寬度和掩模圖形之間的距離，可以降低通過掩模圖形24之間的區(qū)域傳輸?shù)墓獾膹?qiáng)度。結(jié)果，改變了 光刻膠膜的曝光程度，并因此在浮置柵極層18上形成了凹凸結(jié)構(gòu)的光刻膠圖 形20。參考圖2，各向異性蝕刻光刻膠圖形20和浮置柵極層18。由于光刻膠圖 形20具有凹凸結(jié)構(gòu)，因此光刻膠圖形20的凹凸結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)移到浮置柵極層18， 由此形成具有凹凸結(jié)構(gòu)的浮置柵極圖形18a。在現(xiàn)有技術(shù)中，浮置柵極圖形18a的凹迸部分和凸起部分之間的高度差以 及浮置柵極圖形18a相對的凹進(jìn)部分的寬度取決于光刻膠圖形20的形狀。如 上所述，根據(jù)形成在光刻版22上的掩模圖形寬度和在光刻版22上形成的掩模 圖形之間的距離，光刻膠圖形20由于曝光強(qiáng)度不同而具有凹凸結(jié)構(gòu)。選擇掩 模圖形22的配置以獲得所需形狀的掩模圖形24。因此，限制了浮置柵極圖形18a尺寸、浮置柵極圖形18a的凹進(jìn)部分和凸 起部分之間的高度差以及浮置柵極圖形18a凹進(jìn)和凸起部分的寬度的調(diào)整。而且，需要一種復(fù)雜的光刻版制造工藝以獲得預(yù)期的浮置柵極圖形18a， 其會導(dǎo)致不能快速改變器件結(jié)構(gòu)。此外，提供到生產(chǎn)線上的光刻膠膜的特性可 變化，結(jié)果是，光刻膠圖形20的形狀與所預(yù)期的不同。 發(fā)明內(nèi)容實(shí)施例涉及到半導(dǎo)體存儲器件和制造閃存器件的方法； 實(shí)施例涉及到閃存器件和閃存器件的制造方法，當(dāng)形成浮置柵極圖形的凹凸結(jié)構(gòu)時(shí)，其能容易地控制浮置柵極圖形的凹凸結(jié)構(gòu)；實(shí)施例涉及到閃存器件和閃存器件的制造方法，其中浮置柵極圖形形狀偏差很?。桓鶕?jù)實(shí)施例，一種制造閃存器件的方法可包括形成具有形成于其頂部的凹 凸結(jié)構(gòu)的浮置柵極的工藝。根據(jù)實(shí)施例，該方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成器件隔離層以限定有源區(qū)， 在有源區(qū)上形成浮置柵極圖形，在器件隔離層上形成光刻膠圖形以使光刻膠圖 形具有高于浮置柵極圖形的側(cè)壁，在光刻膠圖形側(cè)壁上形成間隙壁圖形以使該 間隙壁圖形部分覆蓋浮置柵極圖形，以及通過使用間隙壁圖形作為蝕刻掩模以 預(yù)定深度蝕刻浮置柵極圖形。
根據(jù)實(shí)施例，使用間隙壁圖形作為蝕刻掩模蝕刻浮置柵極圖形，并因此， 形成浮置柵極圖形以使浮置柵極圖形具有其中凹進(jìn)部分寬度一致的凹凸結(jié)構(gòu)。


圖1和2是示出現(xiàn)有技術(shù)閃存器件制造方法的工藝截面圖；圖3至6是示出根據(jù)實(shí)施例的閃存器件制造方法的工藝截面圖。
具體實(shí)施方式
參考圖3，器件隔離層52形成于半導(dǎo)體襯底50上并限定有源區(qū)54。有源 區(qū)54相互平行地設(shè)置在半導(dǎo)體襯底50上。因此，器件隔離層52設(shè)置在各自 有源區(qū)54的相對側(cè)上。隧穿絕緣層56形成在有源區(qū)54上。隧穿絕緣層56由熱氧化物制成。隧 穿絕緣層56僅形成在有源區(qū)54上。浮置柵極層形成在其上形成了隧穿絕緣層 56的半導(dǎo)體襯底50的整個表面上。構(gòu)圖浮置柵極層以在有源區(qū)54上形成浮 置柵極圖形58。浮置柵極圖形58與有源區(qū)54平行地設(shè)置在半導(dǎo)體襯底50上。器件隔離 層52在浮置柵極圖形58之間暴露出。參考圖4，光刻膠圖形60形成在于浮置柵極圖形58之間暴露出的器件隔 離層52上。光刻膠圖形60通過在其上形成浮置柵極圖形58的襯底整個表面 上形成光刻膠膜并曝光光刻膠膜來形成。根據(jù)實(shí)施例，如果形成負(fù)性光刻膠膜， 并使用形成浮置柵極圖形的光掩模曝光光刻膠膜，則光刻膠膜在其上沒有形成 浮置柵極圖形58的區(qū)域上，即在浮置柵極圖形58之間暴露出的器件隔離層 52上暴露出來。根據(jù)實(shí)施例，將在剩余區(qū)域上的光刻膠膜，不包括所暴露出 的光刻膠膜顯影，以形成光刻膠圖形60。形成光刻膠膜以使光刻膠膜的厚度大于浮置柵極圖形58的厚度，并形成 光刻膠圖形60使得光刻膠圖形60具有比浮置柵極圖形58高的側(cè)壁。間隙壁絕緣層6共形地形成在其上形成了光刻膠60的襯底整個表面上。 間隙壁絕緣層62沿著浮置柵極圖形58的頂部和高于浮置柵極圖形58的光刻 膠圖形60的側(cè)壁形成。參考圖5，各向異性蝕刻間隙壁絕緣層62以形成間隙壁圖形62s。間隙壁
圖形62s形成在浮置柵極圖形58相對側(cè)上的光刻膠圖形60的側(cè)壁上，以便覆 蓋浮置柵極圖形58的相對側(cè)邊緣。浮置柵極圖形58在相對的間隙壁圖形62s之間部分暴露。間隙壁圖形62s 的寬度通過調(diào)整間隙壁絕緣層62的厚度和各向異性蝕刻條件來確定。根據(jù)實(shí) 施例，相對的間隙壁圖形62s具有相同的寬度和厚度。根據(jù)實(shí)施例，可使用在浮置柵極圖形58的相對側(cè)邊緣處的間隙壁圖形62s 作為蝕刻掩模來部分蝕刻浮置柵極圖形58的暴露部分。根據(jù)實(shí)施例，凹凸結(jié) 構(gòu)形成在浮置柵極圖形58的頂部上。由于間隙壁圖形62s具有相同寬度和厚 度，因此浮置柵極圖形58a的凹凸結(jié)構(gòu)可穩(wěn)定且均勻地形成。參考圖6，去除間隙壁圖形62s和光刻膠圖形60以暴露出具有凹凸結(jié)構(gòu) 的浮置柵極圖形58a的側(cè)壁。柵極間介電層64形成在襯底整個表面上，以及 控制柵極導(dǎo)電層形成在柵極間介電層64上。柵極間介電層64共形地形成在具 有凹凸結(jié)構(gòu)的浮置柵極圖形58a上。形成控制柵極導(dǎo)電層以使在浮置柵極圖形 58a之間限定的間隙用控制柵極導(dǎo)電層填充。根據(jù)實(shí)施例，控制柵極導(dǎo)電層、柵極間介電層64和浮置柵極圖形58a被 順序蝕刻以形成橫穿有源區(qū)54的頂部的控制柵極CG和設(shè)置在控制柵極CG 和有源區(qū)54之間的浮置柵極FG。將柵極間介電層64設(shè)置在浮置柵極FG和 控制柵極CG之間。隧穿絕緣層56設(shè)置在浮置柵極FG和有源區(qū)54之間。根據(jù)實(shí)施例，使用在浮置柵極頂部的相對側(cè)邊緣形成的間隙壁圖形作為蝕 刻掩模形成浮置柵極的凹凸結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)施例，間隙壁圖形的寬度一致，且因 此浮置柵極凹進(jìn)部分的寬度一致，從而可以獲得具有小偏差耦合率的閃存器 件。實(shí)施例具有在浮置柵極頂部形成具有穩(wěn)定形狀和小變形的凹凸結(jié)構(gòu)的效 果。這可降低器件特性的離差(dispersion)。實(shí)施例具有形成光刻膠圖形的效 果，使用形成浮置柵極圖形的光掩模，通過該光刻膠圖形支撐間隙壁圖形的側(cè) 壁。這可減少制造附加光刻版所需的時(shí)間和勞動。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，可對實(shí)施例作出各種修改和變化。由此，意指實(shí) 施例覆蓋其在附屬權(quán)利要求范圍內(nèi)的修改和變化。還應(yīng)理解，當(dāng)將層稱作在另 一層或襯底"上"或"上方"時(shí)，其可直接在該另一層或襯底上，或者也存在 中間層。
權(quán)利要求
1、一種方法，包括在半導(dǎo)體襯底上方形成器件隔離層以限定有源區(qū)；在半導(dǎo)體襯底有源區(qū)上方形成浮置柵極圖形；在器件隔離層上方形成光刻膠圖形以使光刻膠圖形具有高于浮置柵極圖形的側(cè)壁；在光刻膠圖形側(cè)壁上形成間隙壁圖形以使間隙壁圖形部分覆蓋浮置柵極圖形；以及使用間隙壁圖形作為蝕刻掩模以預(yù)定深度蝕刻浮置柵極圖形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，蝕刻浮置柵極圖形以使浮置柵極 圖形具有凹凸結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，形成光刻膠圖形包括 形成負(fù)性光刻膠膜；使用形成浮置柵極圖形的光掩模曝光光刻膠膜；以及 顯影曝光的光刻膠膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，所述光刻膠膜的厚度高于所述浮 置柵極圖形的厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在浮置柵極圖形相對側(cè)的器件隔 離層上方形成光刻膠膜，且間隙壁圖形覆蓋浮置柵極圖形的相對側(cè)邊緣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，形成間隙壁圖形包括 在其上形成光刻膠圖形的襯底表面上方形成共形的間隙壁絕緣層；以及 各向異性蝕刻間隙壁圖形暴露出部分浮置柵極圖形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，部分暴露出的浮置柵極圖形的寬 度通過調(diào)整間隙壁圖形的厚度和各向異性蝕刻條件來確定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包括去除間隙壁圖形和光刻膠圖形以形成具有在其頂部上形成的凹凸結(jié)構(gòu)的 浮置柵極圖形；以及在具有凹凸結(jié)構(gòu)的浮置柵極圖形上方形成共形柵極間介電層和控制柵極 導(dǎo)電層。
9. 一種器件，包括在半導(dǎo)體襯底上方的器件隔離層，其限定了有源區(qū)；在半導(dǎo)體襯底有源區(qū)上方的浮置柵極圖形；以及在浮置柵極圖形外部邊緣上方的間隙壁圖形，其中使用間隙壁圖形作為蝕 刻掩模來蝕刻浮置柵極圖形至預(yù)定深度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的器件，其特征在于，蝕刻的浮置柵極圖形包括凹凸結(jié)構(gòu)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的器件，其特征在于，還包括在具有凹凸結(jié)構(gòu)的浮置柵極圖形上方的共形柵極間介電層和控制柵極導(dǎo)電層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9的器件，其特征在于，使用提供在器件隔離層上方的 光刻膠圖形形成間隙壁圖形，以使光刻膠圖形具有高于浮置柵極圖形的側(cè)壁， 并通過在光刻膠圖形側(cè)壁上形成間隙壁圖形使得間隙壁圖形部分覆蓋浮置柵 極圖形。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的器件，其特征在于，光刻膠圖形通過形成負(fù)性光刻 膠膜、使用形成浮置柵極圖形的光掩模曝光光刻膠膜和顯影曝光的光刻膠膜來 形成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的器件，其特征在于，形成光刻膠膜以使光刻膠膜的 厚度大于浮置柵極圖形的厚度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12的器件，其特征在于，在浮置柵極圖形相對側(cè)的器件 隔離層上形成光刻膠圖形，且間隙壁圖形覆蓋浮置柵極圖形的相對側(cè)邊緣。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的器件，其特征在于，間隙壁圖形通過在襯底表面上 形成共形間隙壁絕緣層和各向異性蝕刻間隙壁圖形以部分暴露出浮置柵極圖 形來形成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的器件，其特征在于，浮置柵極圖形的暴露寬度通過 調(diào)整間隙壁圖形厚度和各向異性蝕刻條件來確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了涉及閃存器件和制造閃存器件的方法的實(shí)施例。根據(jù)實(shí)施例，方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成器件隔離層以限定有源區(qū)，在有源區(qū)上形成浮置柵極圖形，在器件隔離層上形成光刻膠圖形以使光刻膠圖形具有高于浮置柵極圖形的側(cè)壁，在光刻膠圖形側(cè)壁處形成間隙壁圖形以使間隙壁圖形部分覆蓋浮置柵極圖形，和使用間隙壁圖形作為蝕刻掩模以預(yù)定深度蝕刻浮置柵極圖形。
文檔編號H01L21/8247GK101211858SQ20071019489
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者鄭泰雄 申請人:東部高科股份有限公司