專利名稱：柵結(jié)構(gòu)及柵結(jié)構(gòu)的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件中的柵結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體器件中的柵結(jié)構(gòu)的形成方 法。更具體地，本發(fā)明涉及多層?xùn)沤Y(jié)構(gòu)和該柵結(jié)構(gòu)的形成方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)的柵電極通常采用摻入雜質(zhì)的多晶硅形成。隨著半導(dǎo)體器件高度集 成，由于多晶硅具有相對(duì)高的電阻，所以多晶硅的柵電極不適合應(yīng)用于半導(dǎo)
體器件。因此，已經(jīng)開發(fā)出具有多晶硅金屬硅化物(polycide)結(jié)構(gòu)的柵電 極，其具有低于多晶硅的電阻。具有多晶硅金屬硅化物的常規(guī)柵電極一般包 括多晶硅膜和形成在多晶硅膜上的金屬硅化物膜。這里，硅化鈦膜或硅化鴒 膜通常被用作金屬硅化物膜。然而，如果半導(dǎo)體器件具有非常高的集成度同 時(shí)確保半導(dǎo)體器件的電性能適當(dāng)，則具有多晶硅金屬硅化物結(jié)構(gòu)的常規(guī)柵電 極不能達(dá)到半導(dǎo)體器件的期望電阻。
近來，柵電極已被開發(fā)為包括多晶硅膜和設(shè)置在多晶硅膜上的金屬膜以 降低柵電極的電阻。這里，由于在金屬膜直接形成于多晶硅膜上時(shí)金屬膜會(huì) 變?yōu)榻饘俟杌锬?，所以歐姆膜和阻擋膜應(yīng)該設(shè)置在多晶硅膜和金屬膜之 間。
在常規(guī)柵電極中，金屬膜、阻擋膜和歐姆膜一般分別包括鴒、氮化鴒和 硅化鴒。然而，在形成柵電極的高溫工藝期間，包括在阻擋膜中的氮會(huì)從氮 化鴒中分解出來并與歐姆膜中的硅結(jié)合。因此，在阻擋膜與歐姆膜之間會(huì)產(chǎn) 生氮化硅的不規(guī)則分界面，從而顯著增加了柵電極的電阻。
圖1為說明常規(guī)柵電極中由氮化硅凝聚產(chǎn)生的不規(guī)則分界面的掃描電子 顯微鏡(SEM)圖片。在圖1中，常規(guī)柵電極包括順序堆疊在襯底上的多晶 硅膜、硅化鴿膜、氮化鎢膜和鎢膜。
參考圖1，在形成常規(guī)柵電極的高溫工藝期間，由于氮化硅的凝聚，不 規(guī)則分界面易于在氮化鎢膜和硅化鎢膜之間產(chǎn)生?？紤]到上述問題，硅化鈦或鈦已被用作柵電極中的歐姆膜來代替硅化鎢。
圖2為說明具有鈦的歐姆膜的另一常規(guī)柵電極中相對(duì)均勻的分界面的 SEM圖片。在圖2中，常規(guī)柵電極包括相繼形成在襯底上的鈦膜、氮化鎢 膜和鵠膜。
如圖2所示，在執(zhí)行了高溫工藝之后，氮化鴒膜和鈦膜之間產(chǎn)生的分界 面相對(duì)均勻。然而，包括鈦歐姆膜的柵電極具有薄層電阻(sheet resistance ), 該薄層電阻比包括硅化鎢歐姆膜的柵電極的薄層電阻高大約80 %以上，原因 在于當(dāng)?shù)o膜和鎢膜形成在鈦膜上時(shí)由于鈦膜而導(dǎo)致鎢膜中的鎢顆粒尺 寸變小。因此，包括鈦或氮化鈦的歐姆膜的柵電極具有相對(duì)高的薄層電阻， 使得包括該柵電極的半導(dǎo)體器件不具有期望的電性能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了形成在襯底上的柵結(jié)構(gòu)。柵結(jié)構(gòu)包括在 襯底上的絕緣層，在絕緣層上的第一導(dǎo)電層圖案，在第一導(dǎo)電層圖案上的金 屬歐姆層圖案，在金屬歐姆層圖案上的防擴(kuò)散層圖案，在防擴(kuò)散層圖案上的 非晶層圖案，和在非晶層圖案上的第二導(dǎo)電層圖案。
在本發(fā)明實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層圖案可包括多晶硅，第二導(dǎo)電層圖案可 包括金屬。例如，第二導(dǎo)電層圖案可包括鎢，非晶層圖案可包括金屬硅化物 (MSix)。另外，防擴(kuò)散層圖案可包括鎢氮化物(WNX),金屬歐姆層圖案可 包括鈦(Ti)。這里，防擴(kuò)散層圖案中的x值可在約0.2至約0.9范圍內(nèi)。
在本發(fā)明實(shí)施例中，防擴(kuò)散層圖案的氮含量可基本大于按重量計(jì)約20%。
在本發(fā)明實(shí)施例中，非晶層圖案可包括鎢硅化物(WSix)、鈦硅化物 (TiSix)、鉬硅化物(MoSix)、鉭硅化物(TaSix)等。
在本發(fā)明實(shí)施例中，歐姆層的厚度可基本小于約50A。 根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了襯底上的柵結(jié)構(gòu)。柵結(jié)構(gòu)包括在襯底上的 隧道絕緣層，在所述隧道絕緣層上的浮置柵極，在浮置柵極上的介電層圖案， 在介電層圖案上的控制柵。這里，控制柵包括在介電層圖案上的第一導(dǎo)電層 圖案，在第一導(dǎo)電層圖案上的金屬歐姆層圖案，在金屬歐姆層圖案上的防擴(kuò) 散層圖案，在防擴(kuò)散層圖案上的非晶層圖案，和在非晶層圖案上的第二導(dǎo)電層圖案。
在本發(fā)明實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層圖案可包括多晶硅，第二導(dǎo)電層圖案可 包括鎢。此外，非晶層圖案可包括鵠硅化物，防擴(kuò)散層圖案可包括鎢氮化物。 在本發(fā)明實(shí)施例中，浮置柵極還可包括在隧道絕緣層上的附加第 一導(dǎo)電
層圖案，在附加第一導(dǎo)電層圖案上的附加金屬歐姆層圖案，在附加金屬歐姆 層圖案上的附加防擴(kuò)散層圖案，在附加防擴(kuò)散層圖案上的附加非晶層圖案， 和在附加非晶層圖案上的附加第二導(dǎo)電層圖案。這里附加第一導(dǎo)電層圖案可 包括多晶硅，附加第二導(dǎo)電層圖案可包括鴒。此外，附加非晶層圖案可包括 鴒硅化物，附加防擴(kuò)散層圖案可包括鴒氮化物。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供了襯底上的柵結(jié)構(gòu)。柵結(jié)構(gòu)包括在襯底上的 隧道絕緣層，在隧道絕緣層上的電荷俘獲層圖案，在電荷俘獲層圖案上的阻 擋層圖案，和在阻擋層圖案上的柵電極。柵電極包括在阻擋層圖案上的第一 導(dǎo)電層圖案，在第一導(dǎo)電層圖案上的金屬歐姆層圖案，在金屬歐姆層圖案上 的防擴(kuò)散層圖案，在防擴(kuò)散層圖案上的非晶層圖案，和在非晶層圖案上的第 二導(dǎo)電層圖案。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供了柵結(jié)構(gòu)的形成方法。在柵結(jié)構(gòu)的形成方法 中，絕緣層形成在襯底上，第一導(dǎo)電層圖案形成在絕緣層上。在第一導(dǎo)電層 圖案上形成金屬歐姆層圖案之后，防擴(kuò)散層圖案形成在金屬歐姆層圖案上。 非晶層圖案形成在防擴(kuò)散層圖案上，然后第二導(dǎo)電層圖案形成在非晶層圖案 上。
在本發(fā)明實(shí)施例中，第二導(dǎo)電層圖案可采用鎢形成，非晶層圖案可采用 鴒硅化物形成。此外，防擴(kuò)散層圖案可采用鴒氮化物形成。 在本發(fā)明實(shí)施例中，金屬歐姆層圖案可采用鈦形成。
在本發(fā)明實(shí)施例中，雜質(zhì)可還注入到非晶層圖案中以改善非晶層圖案的 非晶性能。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供了柵結(jié)構(gòu)的形成方法。在柵結(jié)構(gòu)的形成方法 中，隧道絕緣層形成在襯底上，浮置柵極形成在隧道絕緣層上。介電層圖案 形成在浮置柵極上，控制柵形成在介電層圖案上。在控制柵的形成中，第一 導(dǎo)電層圖案形成在介電層圖案上，金屬歐姆層圖案形成在第一導(dǎo)電層圖案 上。此外，防擴(kuò)散層圖案形成在金屬歐姆層圖案上，非晶層圖案形成在防擴(kuò) 散層圖案上，第二導(dǎo)電層圖案形成在非晶層圖案上。在本發(fā)明實(shí)施例中，第二導(dǎo)電層圖案可采用鎢形成，非晶層圖案可采用 鵠硅化物形成。此外，防擴(kuò)散層圖案可采用鴒氮化物形成，金屬歐姆層圖案 可采用鈦形成。
在浮置柵極的形成中，附加第一導(dǎo)電層圖案可形成在隧道絕緣層上，附 加金屬歐姆層圖案可形成在附加第一導(dǎo)電層圖案上。在附加防擴(kuò)散層圖案形 成在附加金屬歐姆層圖案上之后，附加非晶層圖案可形成在附加防擴(kuò)散層圖 案上。附加第二導(dǎo)電層圖案可形成在附加非晶層圖案上。這里，附加第一導(dǎo) 電層圖案可采用多晶硅形成，附加第二導(dǎo)電層圖案可采用鴒形成。此外，附 加非晶層圖案可采用鴒硅化物形成，附加防擴(kuò)散層圖案可采用鴒氮化物形 成。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，柵結(jié)構(gòu)包括在第二導(dǎo)電層圖案和防擴(kuò)散層圖案之間 的非晶層圖案，使得柵結(jié)構(gòu)可具有低的薄層電阻以及在第二導(dǎo)電層圖案與防 擴(kuò)散層圖案之間的均勻分界面。當(dāng)柵結(jié)構(gòu)應(yīng)用于半導(dǎo)體器件時(shí)，半導(dǎo)體器件 可具有期望的電性能，例如，高響應(yīng)速度、4是高的可靠性、低能耗等。此外， 金屬歐姆層圖案包括具有高熔點(diǎn)的金屬，且具有期望的厚度，使得柵結(jié)構(gòu)可 確保良好的熱和電穩(wěn)定性。


通過后文結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的實(shí)施例將變得更加易于理解。
圖1至圖22表示這里所描述的非限制實(shí)施例。
圖1為說明常規(guī)柵電極中由氮化硅的凝聚而引起的不規(guī)則分界面的掃描
電子顯微鏡(SEM)圖片；
圖2為說明另一常規(guī)柵電極中相對(duì)均勻的分界面的SEM圖片；
圖3為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的截面圖4為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻的曲線圖5為說明根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻相對(duì)于氮的重量比
率的曲線圖6為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的反電容(inversion capacitance ) 的曲線圖7為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一柵結(jié)構(gòu)的截面圖； 圖8為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一柵結(jié)構(gòu)的截面圖；圖9至圖13為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的制造方法的截面圖； 圖14至圖16為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的另一制造方法的截面
圖17至圖19為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的又一制造方法的截面
圖20為說明具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的易失性半導(dǎo)體器件的截 面圖；。
圖21為說明具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的非易失性半導(dǎo)體器件的 截面圖22為說明具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的另一非易失性半導(dǎo)體器 件的截面圖23為說明包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的方框圖； 圖24為說明包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
將參考其中顯示本發(fā)明實(shí)施例的附圖在其后更加全面地描述本發(fā)明不
同實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)且不應(yīng)解釋為限于這里 闡述的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例使得本公開充分和完整，且向那些本 領(lǐng)域的技術(shù)人員全面地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清晰夸大了層和 區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。
可以理解當(dāng)元件或?qū)颖环Q為在另一元件或?qū)?上"、"連接到"和/或"耦 合到'，另一元件或?qū)訒r(shí)，它可以直接在其他元件或?qū)由匣蛑苯舆B接到、耦合 到另一元件或?qū)?，或者可以存在中間的元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)元件被稱為"直 接"在其他元件"上"、"直接連接到"和/或"直接耦合到"另一元件或?qū)訒r(shí)， 則沒有中間元件或?qū)哟嬖?。在整個(gè)說明書中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的元 件。這里所用的術(shù)語"和/或"包括相關(guān)列舉項(xiàng)目的一個(gè)或更多的任何和所有 組合。
可以理解雖然術(shù)語第 一、第二和第三可以用于此來描述各種元件、部件、 區(qū)域、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分應(yīng)不受這些術(shù)語 限制。這些術(shù)語只用于區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分與其他元件、 部件、區(qū)域、層或部分。因此，以下討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分，而不背離本發(fā)明的教導(dǎo)。
在這里為了描述的方便，可以使用空間相對(duì)術(shù)語，諸如"下面"、"下方"、 "下"、"上方"、"上"等，來描述一個(gè)元件或特征和其他元件或特征如圖中 所示的關(guān)系?？梢岳斫饪臻g相對(duì)術(shù)語旨在包含除了在圖中所繪的方向之外的 裝置在使用或操作中的不同方向。例如，如果在圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，被描述 為在其他元件或特征的"下方"或"下面"的元件則應(yīng)取向在所述其他元件 或特征的"上方"。因此，示范性術(shù)語"下方"可以包含下方和上方兩個(gè)方 向。裝置也可以有其它取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)且相應(yīng)地解釋這里所 使用的空間相對(duì)描述語。
這里所使用的術(shù)語是只為了描述特別的實(shí)施例的目的且不旨在限制本 發(fā)明。如這里所用，單數(shù)形式也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非內(nèi)容清楚地指示另 外的意思?？梢赃M(jìn)一步理解當(dāng)在此說明書中使用時(shí)術(shù)語"包括，，和/或"包含" 說明所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組分的存在，但是不排除存在 或添加一個(gè)或更多其他特征、整體、步驟、操作、元件、組分和/或其組。
參考橫截面圖示在這里描述了本發(fā)明的實(shí)施例，該圖示是本發(fā)明的理想 實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。因此，可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或公 差引起的圖示的形狀的變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)解釋為限于這里所 示的特別的區(qū)域形狀，而是包括由于例如由制造引起的形狀的偏離。例如， 被示為矩形的注入?yún)^(qū)將通常具有修圓或彎曲的特征和/或在其邊緣具有注入 濃度的梯度而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元變化。相似地，由注入形成的 埋入?yún)^(qū)可以引起埋入?yún)^(qū)與通過其進(jìn)行注入的表面之間的區(qū)域中的某些注入。 因此，圖中示出的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的且它們的形狀不旨在示出器件區(qū)域 的實(shí)際形狀且不旨在限制本發(fā)明的范圍。
除非另有界定，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有本發(fā) 明屬于的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員共同理解的相同的意思。還可以理解諸如那些 在共同使用的字典中定義的術(shù)語應(yīng)解釋為 一種與在相關(guān)技術(shù)和本公開的背 景中的它們的涵義一致的涵義，而不應(yīng)解釋為理想化或過度正式的意義，除 非在這里明確地如此界定。
圖3為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的截面圖。
參考圖3，柵結(jié)構(gòu)可包括柵絕緣層110、第一導(dǎo)電層圖案125、金屬歐姆 層圖案135、防擴(kuò)散層圖案145、非晶層圖案155和第二導(dǎo)電層圖案165。柵結(jié)構(gòu)設(shè)置在襯底100上。襯底100可包括半導(dǎo)體襯底，例如，硅(Si) 襯底、鍺(Ge)襯底、硅-鍺(Si-Ge)襯底等?？商鎿Q地，襯底100包括 絕緣體上硅(SOI)襯底、絕纟彖體上鍺(GOI)襯底等。
在本發(fā)明實(shí)施例中，襯底100可為含P型或N型雜質(zhì)的阱。也就是，P 型或N型雜質(zhì)可被摻雜到襯底100中，從而在襯底100的期望部分設(shè)置阱。
柵絕緣層110可包括具有高介電常數(shù)的氧化物或金屬氧化物。例如，柵 絕緣層110可包括硅氧化物(SiOx)、鉿氧化物(HfOx)、鋯氧化物(ZrOx)、 鉭氧化物(TaOx)、鋁氧化物(A10x)等。這些可以單獨(dú)^吏用或組合使用。
第一導(dǎo)電層圖案125可包括摻雜有雜質(zhì)的多晶硅。例如，第一導(dǎo)電層圖 案125可包括摻雜有P型雜質(zhì)的多晶硅。這里，P型雜質(zhì)可包括硼(B)、銦 (In)、鎵(Ga)等。可替換地，第一導(dǎo)電層圖案125可包括摻雜有N型雜 質(zhì)諸如磷(P)、砷(As)、銻(Sn)等的多晶硅。
在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層圖案125可包括金屬和/或金屬化合物。例 如，第一導(dǎo)電層圖案125可包括鎢(W)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鉭 (Ta)、鴒氮化物(WNX)、鴒硅化物(WSix)、鈦氮化物(TiNx)、鈦硅化物 (TiSix)、鋁氮化物(AlNx)、鈦鋁氮化物(TiAlxNy)、鎳硅化物(NiSix)、 鈷硅化物(CoSix)等。這些可以單獨(dú)使用或組合使用。
金屬歐姆層圖案135可包括具有低電阻和高熔點(diǎn)的金屬。例如，金屬歐 姆層圖案135可包括鈦、鉭、鴒、鉬(Mo)等?？商鎿Q地，金屬歐姆層圖 案135可包括含鈦、鉭、鴒和鉬中的至少一種的合金。金屬歐姆層圖案135 可防止第一導(dǎo)電層圖案125與第二導(dǎo)電層圖案165之間的界面電阻增大。在 本發(fā)明實(shí)施例中，金屬歐姆層圖案135基于第一導(dǎo)電層圖案125的上表面可 具有低于約50A的厚度。
可以理解的是，這里使用的術(shù)語"歐姆層"涉及這樣一個(gè)層，在基本上 所有預(yù)期的運(yùn)行頻率下，與該層有關(guān)的阻抗基本由阻抗=V/I的關(guān)系給出， 其中V是穿過該層的電壓，I是電流(即，與歐姆層有關(guān)的阻抗在所有運(yùn)行 頻率下基本相同)。例如，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，歐姆層圖案能具 有小于約10 e-03 ohm-cm2的特定電阻，在一些實(shí)施例中小于約10 e-04 ohm-cm2。因此，具有高特定電阻，例如，大于約10 e-03 ohm-cm2的高特定 電阻的材料或者正被調(diào)整的材料不是這里所用的術(shù)語所指代的歐姆層。
防擴(kuò)散層圖案145可防止或甚至顯著減 包括在第一導(dǎo)電層圖案125中的雜質(zhì)擴(kuò)散到第二導(dǎo)電層圖案165中。防止擴(kuò)散層圖案145可包括金屬氮化 物。例如，防擴(kuò)散層圖案145可包括鴒氮化物、鈦氮化物、鉭氮化物、鉬氮 化物、鋁氮化物等。這些可以單獨(dú)使用或組合使用。在本發(fā)明實(shí)施例中，包 括在防擴(kuò)散層圖案145中的金屬可與金屬歐姆層圖案135中的金屬基本相同 或基本相似。
在本發(fā)明實(shí)施例中，防擴(kuò)散層圖案145可包括鎢氮化物，由化學(xué)式WNx 表示。這里，x可以在約0.2至約0.9的范圍。當(dāng)防擴(kuò)散層圖案145中的氮含 量在此范圍中時(shí)，防擴(kuò)散層圖案145可具有良好的熱穩(wěn)定性。此外，防擴(kuò)散 層圖案145中的氮相對(duì)于金屬的重量比可根據(jù)柵結(jié)構(gòu)的電性能而變化。例如， 防擴(kuò)散層圖案145中的氮的重量比可在基本大于約20% (按重量計(jì)算)的范 圍中。
非晶層圖案155可包括具有高熔點(diǎn)的非晶硅或非晶金屬硅化物。當(dāng)非晶 層圖案155包括非晶金屬硅化物時(shí)，柵結(jié)構(gòu)可具有相對(duì)低的接觸電阻。在本 發(fā)明實(shí)施例中，非晶層圖案155可包括非晶鎢硅化物(WSix)、非晶鈦硅化 物(TiSix)、非晶鉬硅化物(MoSix)、非晶鉭硅化物(TaSix)等。這些可以 單獨(dú)使用或組合使用。例如，非晶層圖案155可包括非晶鴒硅化物以及非晶 鈦硅化物、非晶鉬硅化物和非晶鉭硅化物中的其中 一種。
由于含有金屬的金屬歐姆層圖案135,非晶層圖案155可防止第二導(dǎo)電 層圖案165的薄層電阻增大。例如，當(dāng)金屬歐姆層圖案135包括鈦時(shí)，非晶 層圖案155可防止第二導(dǎo)電層圖案165中的鴒的顆粒尺寸減小。因此，第二 導(dǎo)電層圖案165可具有減小的薄層電阻。
第二導(dǎo)電層圖案165可包括具有高熔點(diǎn)的金屬，使得第二導(dǎo)電層圖案 165可耐受高溫下進(jìn)行的熱處理工藝。例如，第二導(dǎo)電層圖案165可包括鵠、 鈦、鉭、鉬、鎳、鋁等?？商鎿Q地，第二導(dǎo)電層圖案165可包括含有鎢、鈦、 鉭、鉬、鎳和鋁的至少一種的合金。
參考圖4至圖6描述具有上述結(jié)構(gòu)的柵結(jié)構(gòu)的電性能。
圖4為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻的曲線圖。在圖4中， 第一柵結(jié)構(gòu)包括順序形成在多晶硅層圖案上的鎢硅化物層圖案、鈦氮化物層 圖案和鴒層圖案。因此，第二柵結(jié)構(gòu)具有相繼堆疊在多晶硅層圖案上的鈦層 圖案、鎢氮化物層圖案和鎢層圖案。此外，第三柵結(jié)構(gòu)包括順序堆疊在多晶 硅層圖案上的鈦層圖案、鴒氮化物層圖案、鴒硅化物層圖案和鵠層圖案。這里，第三柵結(jié)構(gòu)的鴒硅化物層圖案由物理氣相沉積(PVD)工藝獲得。
參考圖4,具有鈦、鴒氮化物、鎢硅化物和鎢層圖案的第三柵結(jié)構(gòu)的薄
層電阻顯著低于具有鈦、鵠氮化物和鴒層圖案的第二柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻。此 外，第三柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻可以大幅地小于具有鴒硅化物、鈦氮化物和鎢層 圖案的第一柵結(jié)構(gòu)。這里，第二柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻可與第一柵結(jié)構(gòu)的薄層電 阻基本相似。
圖5為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的其他柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻相對(duì)于氮的重量 比的曲線圖。在圖5中，T，表示相對(duì)于第四柵結(jié)構(gòu)中氮含量的第四柵結(jié)構(gòu) 的薄層電阻，"II"表示相對(duì)于第五柵結(jié)構(gòu)中氮含量的第五柵結(jié)構(gòu)的薄層電 阻。第四柵結(jié)構(gòu)包括相繼形成在多晶硅層圖案上的鴒氮化物層圖案、非晶鎢 硅化物層圖案和鴒層圖案。第五柵結(jié)構(gòu)具有相繼堆疊在多晶硅層圖案上的非 晶鴒硅化物層圖案、鵠氮化物層圖案和鎢層圖案。
如圖5所示，具有鵪氮化物、非晶鴒硅化物和鴒層圖案的第四柵結(jié)構(gòu)的 薄層電阻可小于具有非晶鎢硅化物、鎢氮化物和鎢層圖案的第五柵結(jié)構(gòu)的薄 層電阻。即，當(dāng)?shù)谒臇沤Y(jié)構(gòu)具有插置在鴒氮化物層圖案與鎢層圖案之間的非 晶鴒硅化物層圖案時(shí)，第四柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻可小于第五柵結(jié)構(gòu)的薄層電 阻，該第五柵結(jié)構(gòu)具有形成在鴒氮化物層圖案下面的非晶鴒硅化物層圖案。 因此，當(dāng)非晶金屬硅化物層位于金屬的導(dǎo)電層下面時(shí)，金屬導(dǎo)電層中的金屬 顆粒尺寸可減小。也就是，設(shè)置在鎢層圖案下面的非晶鵠硅化物層圖案可對(duì) 鴒層圖案中的金屬顆粒尺寸產(chǎn)生直接影響。此外，根據(jù)第四和第五柵結(jié)構(gòu)中 的氮的重量比率，第四柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻可變得顯著低于第五柵結(jié)構(gòu)的薄層 電阻。
當(dāng)用作防擴(kuò)散層圖案145的鎢氮化物層圖案中氮的重量比率基本大于 40%時(shí)，在防擴(kuò)散層45與金屬歐姆層圖案135之間包括非晶層圖案155的 柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻可稍微降低。然而，在防擴(kuò)散層圖案145與第二導(dǎo)電層圖 案165之間包括非晶層圖案155的柵結(jié)構(gòu)的薄層電阻可具有顯著降低的薄層 電阻。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的反電容的曲線圖。在圖6中， 第六柵結(jié)構(gòu)包括順序設(shè)置在多晶硅層圖案上的鎢硅化物層圖案、鎢氮化物層 圖案和鎢層圖案，第七柵結(jié)構(gòu)包括順序形成在多晶硅層圖案上的鈦層圖案、 鴒氮化物層圖案和鎢層圖案。
13參考圖6，雖然包括鴒硅化物層圖案、鴿氮化物層圖案和鎢層圖案的第 六柵結(jié)構(gòu)具有相對(duì)恒定的反電容，但是包括鈦層圖案、鴒氮化物層圖案和鴒 層圖案的第七柵結(jié)構(gòu)的反電容可隨著鈦層圖案的厚度減小而減小。即，當(dāng)用
作金屬歐姆層圖案135的鈦層圖案的厚度增大時(shí)，第七柵結(jié)構(gòu)的反電容惡化。 在本發(fā)明實(shí)施例中，用作金屬歐姆層圖案135的鈦層圖案的厚度可在低于約 50A的范圍中。
如上文所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)可包括設(shè)置在防擴(kuò)散層圖案 145與第二導(dǎo)電層圖案165之間的非晶層圖案155，使得柵結(jié)構(gòu)可具有低薄 層電阻，用于需要高響應(yīng)速度的半導(dǎo)體器件。因此，金屬歐姆層圖案135可 包括具有高熔點(diǎn)的金屬，諸如鈦，并且可以具有期望的厚度，使得包括金屬 歐姆層圖案135的柵結(jié)構(gòu)可具有良好的熱穩(wěn)定性和電性能。 圖7為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一柵結(jié)構(gòu)的截面圖。 參考圖7,柵結(jié)構(gòu)設(shè)置在襯底200上。柵結(jié)構(gòu)包括順序形成在襯底200 上的隧道絕緣層210、浮置^冊(cè)才及225、介電層圖案235、第一導(dǎo)電層圖案245、 金屬歐姆層圖案255、防擴(kuò)散層圖案265、非晶層圖案275和第二導(dǎo)電層圖 案285。
在本發(fā)明實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層圖案245、金屬歐姆層圖案255、防擴(kuò) 散層圖案265、非晶層圖案275和第二導(dǎo)電層圖案285可用作非易失性半導(dǎo) 體器件中的控制柵。
在本發(fā)明一些實(shí)施例中，浮置柵極225可包括附加第一導(dǎo)電層圖案、附 加金屬歐姆層圖案、附加防擴(kuò)散層圖案、附加非晶層圖案和附加第二導(dǎo)電層 圖案。這里，附加第一導(dǎo)電層圖案、附加金屬歐姆層圖案、附加防擴(kuò)散層圖 案、附加非晶層圖案和附加第二導(dǎo)電層圖案可包括與第一導(dǎo)電層圖案245、 金屬歐姆層圖案255、防擴(kuò)散層圖案265、非晶層圖案275和第二導(dǎo)電層圖 案285的材料基本相同或基本相似的材料。
襯底200可包括硅襯底、4者襯底、硅-鍺襯底、SOI襯底、GOI襯底等。 在本發(fā)明實(shí)施例中，襯底200可具有由摻雜了 P型雜質(zhì)或N型雜質(zhì)而形成的 阱。
隧道絕緣層210形成在襯底200上，作為襯底200與浮置柵-極225之間 的電荷隧穿的能量勢(shì)壘層。隧道絕緣層210可包括氧化物，諸如硅氧化物， 或者氮氧化物，如硅氮氧化物?？商鎿Q地，隧道絕緣層210可包括摻入雜質(zhì)的硅氧化物或者低介電材料。
浮置柵極225可存儲(chǔ)從襯底200傳遞的電荷。浮置4冊(cè)極225可包括一參入 雜質(zhì)的多晶硅、具有高功函數(shù)的金屬和/或金屬化合物。例如，浮置柵極225 可包括鴒、鈦、鈷、鎳、鴒氮化物、鴒硅化物、鈦氮化物、鈦硅化物、鈷硅 化物、鎳硅化物等。這些可單獨(dú)使用或組合使用。
介電層圖案235可具有ONO結(jié)構(gòu)，該ONO結(jié)構(gòu)包括下氧化物膜、氮 化物膜和上氧化物膜。這里，下氧化物膜和上氧化物膜可包括硅氧化物，氮 化物膜可包括硅氮化物?？商鎿Q地，介電層圖案235可包括具有高介電常數(shù) 的金屬氧化物，從而增大電容和減小漏電流。介電層圖案235中的金屬氧化 物的實(shí)例可包括鉿氧化物、鈦氧化物、鉭氧化物、鋯氧化物、鋁氧化物等。 這些可單獨(dú)使用或組合使用。
第一導(dǎo)電層圖案245可包括摻入雜質(zhì)的多晶硅。例如，第一導(dǎo)電層圖案 245可包括摻入P型雜質(zhì)如硼、銦、鎵等的多晶硅?？商鎿Q地，第一導(dǎo)電層 圖案245可包括摻入N型雜質(zhì)如磷、砷、銻等的多晶硅。在本發(fā)明一些實(shí)施 例中，第一導(dǎo)電層圖案245可包括金屬和/或金屬化合物。例如，第一導(dǎo)電層 圖案245可包括鴒、鈦、紹、鎳、鉭、鴒氮化物、鎢硅化物、鈦氮化物、鈦 硅化物、鋁氮化物、鈦鋁氮化物、鎳硅化物、鈷硅化物等。這些可單獨(dú)使用 或組合使用。
金屬歐姆層圖案255可包括具有低電阻和高熔點(diǎn)的金屬，諸如，鈦、鉭、 鎢、鉬等?？商鎿Q地，金屬歐姆層圖案255可包括含有鈦、鉭、鎢和鉬的至 少一種的合金。金屬歐姆層圖案255可防止第一導(dǎo)電層圖案245與第二導(dǎo)電 層圖案285之間的界面電阻增大。
防擴(kuò)散層圖案265可包括金屬氮化物，諸如，鴒氮化物、鈦氮化物、鉭 氮化物、鉬氮化物、鋁氮化物等。防擴(kuò)散層圖案265可防止包括在第一導(dǎo)電 層圖案245中的雜質(zhì)擴(kuò)散到第二導(dǎo)電層圖案285中。在本發(fā)明實(shí)施例中，包 括在防擴(kuò)散層圖案265中的金屬與金屬歐姆層圖案255中的金屬基本相同或 基本相似。
非晶層圖案275可包括非晶硅或具有高熔點(diǎn)的非晶金屬硅化物，諸如， 非晶鴒硅化物、非晶鈦硅化物、非晶鉬硅化物、非晶鉭硅化物等。非晶層圖 案275可包括含有非晶鵠硅化物、非晶鈦硅化物、非晶鉬硅化物、非晶鉭硅 化物中的其中一種的合成物材料。非晶層材料275可防止由金屬歐姆層圖案255引起的第二導(dǎo)電層圖案285的薄層電阻增大。
第二導(dǎo)電層圖案285可包括具有高熔點(diǎn)的金屬，諸如，鎢、鈦、鉭、鉬、 鎳、鋁等。可替換地，第二導(dǎo)電層圖案285可包括含有鎢、鈦、鉭、鉬、鎳 和鋁的至少一種的合金。第二導(dǎo)電層圖棄285可耐受高溫?zé)崽幚砉に嚒?br> 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)可用作控制柵?？刂茤趴砂ǖ谝粚?dǎo)電層圖 案245、金屬歐姆層圖案255、防擴(kuò)散層圖案265、非晶層圖案275和第二導(dǎo) 電層圖案285。因此，用作控制柵的柵結(jié)構(gòu)可具有低的薄層電阻和良好的熱 穩(wěn)定性。
當(dāng)柵結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電層圖案245、金屬歐姆層圖案255、防擴(kuò)散層圖 案265和第二導(dǎo)電層圖案285時(shí)，柵結(jié)構(gòu)可確保期望的熱和電性能，諸如， 低薄層電阻、提高的熱穩(wěn)定性、增強(qiáng)的可靠性等。
圖8為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一柵結(jié)構(gòu)的截面圖。
參考圖8,柵結(jié)構(gòu)包括隧道絕緣層310、電荷俘獲層圖案325、阻擋層圖 案335、第一導(dǎo)電層圖案345、金屬歐姆層圖案355、防擴(kuò)散層圖案365、非 晶層圖案375和第二導(dǎo)電層圖案385,這些層順序堆疊在襯底300上。
第一導(dǎo)電層圖案345、金屬歐姆層圖案355、防擴(kuò)散層圖案365、非晶層 圖案375和第二導(dǎo)電層圖案385可與參考圖3或圖7描述的那些層基本相同 或基本相似。此外，第一導(dǎo)電層圖案345、金屬歐姆層圖案355、防擴(kuò)散層 圖案365、非晶層圖案375和第二導(dǎo)電層圖案385可用作半導(dǎo)體器件中的柵 電極。
襯底300可包括半導(dǎo)體襯底或具有半導(dǎo)體層的襯底，諸如，SOI襯底、 GOI襯底等。隧道絕緣層310可包括氧化物、氮氧化物、摻入雜質(zhì)的硅氧化 物、低介電材料等。隧道絕緣層310可具有基于襯底300上表面的相對(duì)薄的厚度。
電荷俘獲層圖案325可存儲(chǔ)從村底300移動(dòng)的電荷。電荷俘獲層圖案325 可包括氮化物，諸如，硅氮化物。可替換地，電荷俘獲層圖案325可具有多 層結(jié)構(gòu)，其包括至少一層氧化物膜和至少一層氮化物膜。例如，電荷俘獲層 圖案325可包括順序形成在隧道絕緣層310上的氧化物膜和氮化物膜?？商?換地，電荷俘獲層圖案325可具有下氮化物膜、氧化物膜和上氮化物膜。
阻擋層圖案335可包括氧化物，諸如，硅氧化物?？商鎿Q地，阻擋層圖 案325可包括具有高介電常數(shù)的金屬氧化物。例如，阻擋層圖案325可包括鉿氧化物、鈦氧化物、鉭氧化物、鋯氧化物、鋁氧化物等。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，如上所述，柵結(jié)構(gòu)還可確保低的薄層電阻和良好的 熱穩(wěn)定性，因?yàn)闁沤Y(jié)構(gòu)包括如上所述的第一導(dǎo)電層圖案345、金屬歐姆層圖
案355、防擴(kuò)散層圖案365、非晶層圖案375和第二導(dǎo)電層圖案385。
圖9至圖13為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的制造方法的截面圖。 參考圖9,柵才及絕緣層110和第一導(dǎo)電層120形成在襯底100上。襯底
100可包括半導(dǎo)體村底、SOI襯底、GOI襯底等。雜質(zhì)可被摻入到襯底100
的預(yù)定部分以形成含有雜質(zhì)的阱。例如，P型或N型雜質(zhì)可通過離子注入工
藝摻入到襯底100的預(yù)定部分。
柵極絕緣層110可通過化學(xué)氣相沉積(CVD )工藝、原子層沉積(ALD )
工藝、濺射工藝、熱氧化工藝、脈沖激光沉積(PLD)工藝等來形成。此外，
柵極絕緣層110可采用硅氧化物、鉿氧化物、鋯氧化物、鉭氧化物和/或鋁氧
化物來形成。
在本發(fā)明實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層120可通過CVD工藝、等離子體增強(qiáng) 化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)工藝等采用 多晶硅形成。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電層120包括多晶硅時(shí)，在初始多晶硅層形成在柵極 絕緣層110上之后，雜質(zhì)可被摻入到初始多晶硅層中?？商鎿Q地，在柵極絕 緣層110上形成初始多晶硅層的同時(shí)，雜質(zhì)可被注入到初始多晶硅層中。例 如，雜質(zhì)可由原位摻雜工藝來摻入。這里，雜質(zhì)可包括P型雜質(zhì)，諸如，硼、 銦、鎵等?？商鎿Q地，雜質(zhì)可包括N型雜質(zhì)，如，磷、砷、銻等。
在本發(fā)明一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)電層120可通過CVD工藝、ALD工藝、 PLD工藝、、踐射工藝、蒸發(fā)工藝等采用金屬和/或金屬化合物來形成。例如， 第一導(dǎo)電層120可采用鴒、鈦、鋁、鎳、鉭、鎢氮化物、鎢硅化物、鈦氮化 物、鈥硅化物、鋁氮化物、鈦鋁氮化物、鎳珪化物和/或鈷硅化物來形成。
參考圖10，金屬歐姆層130和防擴(kuò)散層140順序形成在第一導(dǎo)電層120上。
金屬歐姆層130可采用具有低電阻率和高熔點(diǎn)的金屬通過CVD工藝、 ALD工藝、PLD工藝、濺射工藝、蒸發(fā)工藝、PECVD工藝等來形成。例如， 金屬歐姆層130可采用鈦、鉭、鴒和/或鉬來形成?？商鎿Q地，金屬歐姆層 130可采用包括鈦、鉭、鎢和鉬中至少一種的合金來形成。
在本發(fā)明實(shí)施例中，金屬歐姆層130可具有小于約50A的薄厚度，該薄厚度從第一導(dǎo)電層120的上表面測(cè)量得到?？商鎿Q地，在第一導(dǎo)電層120上 形成金屬歐姆層130的同時(shí)，當(dāng)金屬歐姆層130中的金屬與第一導(dǎo)電層120 中的硅反應(yīng)時(shí)，金屬硅化物膜可在第一導(dǎo)電層120和金屬歐姆層130之間產(chǎn) 生。
防擴(kuò)散層140可采用金屬氮化物通過CVD工藝、ALD工藝、濺射工藝、 PECVD工藝、PLD工藝、蒸發(fā)工藝等來形成。防擴(kuò)散層140可采用金屬氮 化物來形成，在該金屬氮化物中金屬與包括在第二導(dǎo)電層160中的金屬基本 相同(見圖12)?？商鎿Q地，防擴(kuò)散層140可采用金屬氮化物來形成，在該 金屬氮化物中的金屬與包括在金屬歐姆層130中的金屬基本相同。例如，防 擴(kuò)散層140可采用鴒氮化物、鈦氮化物、鉭氮化物、鉬氮化物、鋁氮化物等 來形成。
在本發(fā)明實(shí)施例中，防擴(kuò)散層140可包括鎢氮化物(WNX)，其中x的 值可在約0.2至約0.9的范圍。當(dāng)防擴(kuò)散層140采用鴒氮化物形成時(shí)，鎢氮 化物中的氮的重量比可以考慮到柵結(jié)構(gòu)的電性能而改變。例如，防擴(kuò)散層140 中的氮的重量比可基本大于約20% (按重量計(jì))。防擴(kuò)散層圖案140可防止 第一導(dǎo)電層120中的雜質(zhì)在后續(xù)工藝中朝向第二導(dǎo)電層160擴(kuò)散。
參考圖11，非晶層150形成在防擴(kuò)散層140上。非晶層150通過CVD 工藝、ALD工藝、PECVD工藝等來形成。此外，非晶層150可釆用非晶硅 或非晶金屬硅化物來形成。非晶層150采用非晶硅或非晶金屬硅化物形成。 例如，非晶層150可采用非晶鴒硅化物形成。在本發(fā)明一些實(shí)施例中，非晶 層150可采用具有高熔點(diǎn)的金屬硅化物來形成，例如，非晶鈦硅化物、非晶 鉬硅化物、非晶鉭硅化物和/或非晶鵠硅化物。
在本發(fā)明一些實(shí)施例中，雜質(zhì)可被摻入到非晶層150中以提高非晶層 150的非晶性能。這里，雜質(zhì)可包括具有相對(duì)高的分子量的元素。例如，雜 質(zhì)可包括氳、氖、氮等。
參考圖12，第二導(dǎo)電層160形成在非晶層150上。第二導(dǎo)電層160可采 用具有高熔點(diǎn)的金屬通過CVD工藝、PECVD工藝、ALD工藝、蒸發(fā)工藝、 濺射工藝、PLD工藝等來形成。例如，第二導(dǎo)電層160可采用鎢、鈦、鉭、 鉬等形成?？商鎿Q地，第二導(dǎo)電層160可采用包括鎢、鈦、鉭、鉬、鎳和鋁 中至少 一種的合金來形成。
參考圖13,第二導(dǎo)電層160、非晶層150、防擴(kuò)散層140、金屬歐姆層
18130和第一導(dǎo)電層120被部分地蝕刻，使得第一導(dǎo)電層圖案125、金屬歐姆 層圖案135、防擴(kuò)散層圖案145、非晶層圖案155和第二導(dǎo)電層圖案165順 序形成在柵絕緣層110上。在本發(fā)明實(shí)施例中，將掩模設(shè)置在第二導(dǎo)電層160 上之后，第二導(dǎo)電層160、非晶層150、防擴(kuò)散層140、金屬歐姆層130和第 一導(dǎo)電層120可采用該掩模來蝕刻。掩?？砂ǖ铩⒌趸?、光致抗 蝕劑等。
在一些實(shí)例實(shí)施例中，間隔體可形成在第一導(dǎo)電層圖案125、金屬歐姆 層圖案135、防擴(kuò)散層圖案145、非晶層圖案155和第二導(dǎo)電層圖案165的 側(cè)壁上。在形成間隔體時(shí)，間隔體形成層可形成在柵絕緣層IIO上以覆蓋第 二導(dǎo)電層圖案165。間隔體形成層可沿著第一導(dǎo)電層圖案145、金屬歐姆層 圖案135、防擴(kuò)散層圖案145、非晶層圖案155和第二導(dǎo)電層圖案165的輪 廓共形地形成。間隔體形成層可采用氮化物或氮氧化物通過CVD工藝、 PECVD工藝等來形成。間隔體可通過各向異性蝕刻間隔體形成層來獲得。
隨著第二導(dǎo)電層圖案165的形成，柵結(jié)構(gòu)設(shè)置在襯底100上。如上所述， 通過簡(jiǎn)單的工藝可獲得具有增強(qiáng)的電性能的4冊(cè)結(jié)構(gòu)。
圖14至圖16為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的另一制造方法的截面圖。
參考圖14,隧道絕緣層(tunnel insulation layer ) 210、下導(dǎo)電層KO和 介電層230形成在襯底200上。
隧道絕緣層210可采用氧化物、氮氧化物或低介電材料通過熱氧化工藝、 CVD工藝、ALD工藝、PECVD工藝、賊射工藝等來形成。例如，隧道絕緣 層210可采用硅氧化物、硅氮氧化物、硅酸鹽、有機(jī)硅酸鹽等來形成。
下導(dǎo)電層220可通過CVD工藝、PECVD工藝、ALD工藝、濺射工藝、 蒸發(fā)工藝等來形成。此外，下導(dǎo)電層220可采用多晶硅、具有高功函數(shù)的金 屬或金屬化合物來形成。例如，下介電層220可采用摻有雜質(zhì)的多晶硅、鎢、 鈦、鈷、鎳、鴒硅化物、鴒氮化物、鈦硅化物、鈦氮化物、鈷硅化物、鎳硅 化物等來形成。
介電層230可通過CVD工藝、PECVD工藝、濺射工藝、PLD工藝、 ALD工藝等形成在下導(dǎo)電層220上。介電層230可采用氧化物、氮化物和/ 或具有高介電常數(shù)的金屬氧化物來形成。例如，介電層230可采用硅氧化物、 硅氮化物、鉿氧化物、鋁氧化物、鉭氧化物、鋯氧化物等來形成。在本發(fā)明一些實(shí)施例中，介電層230可形成為具有多層結(jié)構(gòu)。例如，下 氧化物膜、氮化物膜和上氧化物膜可順序形成在下電極層220上，這樣便設(shè) 置了介電層230。
參考圖15,控制柵層形成在介電層230上?？刂茤艑影樞蛐纬稍诮?電層230上的第一導(dǎo)電膜240、金屬歐姆層250、防擴(kuò)散膜260、非晶膜270 和第二導(dǎo)電膜280。這里，第一導(dǎo)電膜240、金屬歐姆膜250、防擴(kuò)散膜260、 非晶膜270和第二導(dǎo)電膜280可通過與參考圖9至12描述的工藝基本相同 或基本相似的工藝來形成。
在本發(fā)明一些實(shí)施例中，雜質(zhì)可摻入到非晶膜270中以提高非晶膜270 到非晶性能。這里，雜質(zhì)可包括具有相對(duì)高的分子量的元素，例如，氬、氖、 氮等。
參考圖16,第二導(dǎo)電膜280、非晶膜270、防擴(kuò)散膜260、金屬歐姆膜 250、第一導(dǎo)電膜240、介電層230和下導(dǎo)電層220被部分蝕刻，這樣浮置柵 極225、介電層圖案235、第一導(dǎo)電膜圖案245、金屬歐姆膜圖案255、防擴(kuò) 散膜圖案265、非晶膜圖案275和第二導(dǎo)電膜圖案285順序形成在隧道絕緣 層210上。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過利用設(shè)置在第二導(dǎo)電膜280上的掩模來 構(gòu)圖下導(dǎo)電層220、介電層230、第一導(dǎo)電膜240、金屬歐姆膜250、防擴(kuò)散 膜260、非晶膜270和第二導(dǎo)電膜280來形成浮置柵極225、介電層235、第 一導(dǎo)電膜圖案245、金屬歐姆膜圖案255、防擴(kuò)散膜圖案265、非晶膜圖案 275和第二導(dǎo)電膜圖案285。這里，掩模可包括氮化物、氮氧化物、光致抗 蝕劑等。
根據(jù)浮置柵極225、介電層圖案235、第一導(dǎo)電膜圖案245、金屬歐姆膜 圖案255、防擴(kuò)散膜圖案265、非晶膜圖案275和第二導(dǎo)電膜圖案285的形 成，柵結(jié)構(gòu)設(shè)置在襯底200上。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，柵結(jié)構(gòu)可確保增強(qiáng)的電性能，因?yàn)闁沤Y(jié)構(gòu)具有低的 薄層電阻以及在金屬歐姆膜圖案255、防擴(kuò)散膜圖案265、非晶膜圖案275 和第二導(dǎo)電膜圖案285之間的均勻分界面而不產(chǎn)生硅氮化物的凝聚。
圖17至圖19為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的另一制造方法的截面圖。
參考圖17，隧道絕緣層310、電荷俘獲層320和阻擋層330順序形成在 襯底300上。隧道絕緣層310可通過與參考圖14描述的形成隧道絕^^層210的工藝 基本相同或基本相似的工藝來形成。
電荷-f孚獲層320可通過CVD工藝、PECVD工藝、ALD工藝、賊射工 藝、蒸發(fā)工藝等來形成。電荷俘獲層320可釆用氮化物諸如硅氮化物來形成。 可替換地，電荷俘獲層320可采用至少一層氧化物膜和至少一層氮化物膜形 成。例如，電荷俘獲層320可具有多層結(jié)構(gòu)，其包括順序形成在隧道絕緣層 310上的氧化物膜和氮化物膜?？商鎿Q地，電荷俘獲層320可具有另一多層 結(jié)構(gòu)，其包括順序形成在隧道絕緣層310上的下氮化物膜、氧化物膜和上氮 化物膜。
阻擋層330可釆用氧化物通過CVD工藝、PECVD工藝、LPCVD工藝 等形成。例如，阻擋層330可包括硅氧化物?？商鎿Q地，阻擋層330可采用 具有高介電常數(shù)的金屬氧化物，例如，鉿氧化物、鈦氧化物、鉭氧化物、鋯 氧化物、鋁氧化物等來形成。這里，阻擋層330可通過CVD工藝、PECVD 工藝、ALD工藝、濺射工藝、PLD工藝、蒸發(fā)工藝等形成。
參考圖18,柵電極層形成在阻擋層330上。柵電極層可包括順序形成在 阻擋層330上的第一導(dǎo)電膜340、金屬歐姆膜350、防擴(kuò)散膜360、非晶膜 370和第二導(dǎo)電膜380。這里，.第一導(dǎo)電膜340、金屬歐姆膜350、防擴(kuò)散膜 360、非晶膜370和第二導(dǎo)電膜380可通過與參考圖9至圖12描述的形成第 一導(dǎo)電層120、金屬歐姆層130、防擴(kuò)散層140、非晶層150和第二導(dǎo)電層 160的工藝基本相同或基本相似的工藝來形成。
參考圖19,第二導(dǎo)電膜380、非晶膜370、防擴(kuò)散膜360、金屬歐姆膜 350、第一導(dǎo)電膜340、阻擋層330和電荷俘獲層320被部分蝕刻，由此在隧 道絕緣層310上形成電荷俘獲層圖案325、阻擋層圖案335、第一導(dǎo)電膜圖 案345、金屬歐姆膜圖案355、防擴(kuò)散膜圖案365、非晶膜圖案375和第二導(dǎo) 電膜圖案385。
在本發(fā)明一些實(shí)施例中，間隔體可形成在電荷俘獲層圖案325、阻擋層 335、第一導(dǎo)電膜圖案345、金屬歐姆膜圖案355、防擴(kuò)散膜圖案365、非晶 膜圖案375和第二導(dǎo)電膜圖案385的側(cè)壁上。間隔體可采用氮化物或氮氧化 物形成。例如，間隔體可采用硅氮化物或硅氮氧化物形成。此外，間隔體可 通過各向異性蝕刻工藝來獲得。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，柵結(jié)構(gòu)可具有低的薄層電阻以及在柵結(jié)構(gòu)的膜圖案之間的均勻分界面而不產(chǎn)生氮化物的凝聚。
圖20為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有柵結(jié)構(gòu)的易失性半導(dǎo)體器件的截面
圖。雖然圖20中說明DRAM器件，但是柵結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于其他易失性半導(dǎo)體 器件，例如，SRAM器件。
參考圖20，半導(dǎo)體器件包括設(shè)置在襯底400上的柵結(jié)構(gòu)475、第一雜質(zhì) 區(qū)407、第二雜質(zhì)區(qū)409和電容器580。
隔離層(isolation layer) 405位于襯底400上以限定有源區(qū)和場(chǎng)區(qū)。隔 離層405可包括氧化物，諸如，旋涂玻璃(SOG )、未4參雜硅化物玻璃(USG )、 高密度等離子體-化學(xué)氣相沉積(HDP - CVD )氧化物、正硅酸乙酯(TEOS )、 等離子體增強(qiáng)-TEOS ( PE-TEOS )、易流動(dòng)氧化物(FOX, flowable oxide )、 東燃硅氮烷(Tonen silazane, TOSZ )等。絕緣層405可通過CVD工藝、PECVD 工藝、HDP-CVD工藝、旋涂工藝等形成。
柵結(jié)構(gòu)475包括介電層圖案415、第一導(dǎo)電層圖案425、金屬歐姆層圖 案435、防擴(kuò)散層圖案445、非晶層圖案455和第二導(dǎo)電層圖案465。
在本發(fā)明實(shí)施例中，多個(gè)柵結(jié)構(gòu)可沿第一方向形成在襯底400上，然而 每個(gè)柵結(jié)構(gòu)可沿第二方向延伸。這里，第二方向可基本垂直于第一方向。
柵掩模485形成在柵結(jié)構(gòu)475上，間隔體495設(shè)置在柵結(jié)構(gòu)475和柵掩 模485的側(cè)壁上。柵掩模485可包括關(guān)于柵結(jié)構(gòu)475具有蝕刻選擇性的材料。 例如，柵掩模485可采用硅氮化物、硅氮氧化物、石圭氧化物等形成。間隔體 495可采用關(guān)于柵結(jié)構(gòu)475也具有蝕刻選擇性的材料形成。例如，間隔體495 可采用硅氮化物、硅氮氧化物等形成。
第一雜質(zhì)區(qū)407和第二雜質(zhì)區(qū)409位于襯底400的靠近才冊(cè)結(jié)構(gòu)475的部 分處。第一雜質(zhì)區(qū)407和第二雜質(zhì)區(qū)409可通過將N型或P型雜質(zhì)摻入襯底 400的該部分而形成。第一雜質(zhì)區(qū)407和第二雜質(zhì)區(qū)409可用作晶體管中的 源才及區(qū)禾口漏4及區(qū)。
第一絕緣層500形成在襯底400上以覆蓋對(duì)冊(cè)結(jié)構(gòu)475。第一絕緣層500 可包括氧化物諸如硅氧化物。例如，第一絕緣層500可采用硼-磷硅酸鹽玻 璃(BPSG)、 USG、 SOG、 TEOS、 PE-TEOS、 TOSZ、 FOX等形成。第一絕 緣層500可被平坦化以具有水平上表面。例如，第一絕緣層500可通過化學(xué) 機(jī)械拋光(CMP)工藝和/或回蝕工藝被部分去除直到暴露出柵掩模485。
第一接觸507和第二接觸509穿過第一絕緣層500而形成在第一雜質(zhì)區(qū)407和第二雜質(zhì)區(qū)409上。第一接觸507和第二接觸509可包括金屬、金屬 化合物和/或摻雜的多晶硅。例如，第一接觸507和第二接觸509的每個(gè)可采 用鴒、鴒氮化物、鋁、鋁氮化物、銅、鈦、鈦氮化物、鉭、鉭氮化物等形成。 這些可單獨(dú)使用或組合使用。
位線(未示出)設(shè)置在第一絕緣層500上。位線與第一接觸507接觸。 位線可包括金屬、金屬化合物和/或摻雜的多晶硅。例如，位線可采用鴒、鎢 氮化物、鋁、鋁氮化物、銅、鈦、鈦氮化物、鉭、鉭氮化物等形成。在本發(fā) 明實(shí)施例中，多條位線可沿著第二方向形成。每條位線可具有多層結(jié)構(gòu)，該 多層結(jié)構(gòu)具有位線電極、位線掩沖莫和位線間隔體。
第二絕緣層510位于第一絕緣層500上以覆蓋位線。第二絕緣層510可 包括氧化物，諸如，BPSG、 USG、 TEOS、 PE-TEOS、 FOX、 TOSZ、 SOG、 HDP-CVD氧化物等。第二絕緣層510可通過CVD工藝、旋涂工藝、PECVD 工藝、HDP-CVD工藝等形成。第二絕緣層510可通過CMP工藝和/或回蝕 工藝被部分去除直到暴露出位線，這樣第二絕緣層510可具有平坦上表面。
第三絕緣層520形成在第二絕緣層510上。第三絕緣層520可包括氧化 物，例如，BPSG、 FOX、 USG、 TEOS、 PE-TEOS、 TOSZ、 SOG、 HDP-CVD 氧化物等?？商鎿Q地，第三絕緣層520可通過CVD工藝、旋涂工藝、PECVD 工藝、HDP-CVD工藝等形成。
第三接觸530穿過第二絕緣層510和第三絕緣層520設(shè)置在第二接觸 509上。第三接觸530可包括金屬、金屬化合物和/或摻雜的多晶硅。例如， 第三接觸530可采用鴒、鴒氮化物、鋁、鋁氮化物、銅、鈦、鈦氮化物、鉭、 鉭氮化物等形成。這些可單獨(dú)使用或以混合物使用。
電容器580位于第三絕緣層520上以與第三接觸530相接觸。電容器580 包括下電極550、介電層560和上電極570。下電極550和上電極570的每 個(gè)可包括金屬、金屬化合物和/或摻雜的多晶硅。例如，下電極550和上電極 570的每個(gè)可采用鎢、鴒氮化物、鎢硅化物、鋁、鋁氮化物、銅、鈦、鈦氮 化物、鈦硅化物、鉭、鉭氮化物、鉭硅化物、鈷硅化物、鎳硅化物等形成。 這些可單獨(dú)使用或以混合物使用。
介電層560可采用氧化物、氮化物和/或具有高介電常熟的金屬化合物形 成。例如，介電層可包括硅氧化物、硅氮化物、鉭氧化物、鉿氧化物、鋁氧 化物、鋯氧化物等?？商鎿Q地，介電層560可具有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括至少 一層氧化物膜、至少 一層氮化物膜和/或至少 一層金屬化合物膜。
在本發(fā)明實(shí)施例中，蝕刻停止層540設(shè)置在第三絕緣層520上。蝕刻停 止層540可采用氮化物通過CVD工藝、PECVD工藝、LPCVD工藝等來形 成。例如，蝕刻停止層540可包括石圭氮化物。
柵結(jié)構(gòu)475可具有低的薄層電阻和良好的熱穩(wěn)定性，使得包括柵結(jié)構(gòu) 475的易失性半導(dǎo)體器件可確保高響應(yīng)速度和提高的可靠性。例如，當(dāng)易失 性半導(dǎo)體器件具有低于約70納米的臨界尺寸時(shí)，包括柵結(jié)構(gòu)475的易失性 半導(dǎo)體器件可具有增強(qiáng)的電性能。
圖21為說明具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的非易失性半導(dǎo)體器件的 截面圖。圖21可說明浮置柵型閃存器件。
參考圖21,非易失性半導(dǎo)體器件包括設(shè)置在襯底600上的柵結(jié)構(gòu)695、 第一雜質(zhì)區(qū)605、第二雜質(zhì)區(qū)607、第三雜質(zhì)區(qū)609、公共源極線(CSL ) 730 和位線760。
柵結(jié)構(gòu)695具有隧道絕緣層615、浮置柵625、介電層圖案635、第一導(dǎo) 電多晶硅層圖案645、金屬歐姆層圖案655、防擴(kuò)散層圖案665、非晶層圖案 675和第二導(dǎo)電層圖案685。 4冊(cè)結(jié)構(gòu)695可沿第二方向延伸，然而，多個(gè)柵 結(jié)構(gòu)可沿著基本垂直于第二方向的第一方向形成。在本發(fā)明實(shí)施例中，柵結(jié) 構(gòu)可用作非易失性半導(dǎo)體器件中的字線、串選擇線(SSL, string selection line ) 和接地選4奪線(GSL)。
間隔體705形成在柵結(jié)構(gòu)695的側(cè)壁上，保護(hù)層710位于4冊(cè)結(jié)構(gòu)695和 間隔體705上。間隔體705和保護(hù)層710的每個(gè)可包括氮化物，例如，硅氮 化物。
第一至第三雜質(zhì)區(qū)605、607和609通過將N型或P型雜質(zhì)摻入襯底600 的預(yù)定部分來形成。第一雜質(zhì)區(qū)605可設(shè)置于在一行中的字線、SSL和GSL 之間。第二雜質(zhì)區(qū)607和第三雜質(zhì)區(qū)609可位于兩行之間。
第一絕緣層740設(shè)置在襯底600上以覆蓋柵結(jié)構(gòu)695和保護(hù)層710。第 一絕緣層740可采用氧化物來形成，例如，硅氧化物。CSL730穿過第一絕 緣層740形成在第二雜質(zhì)區(qū)607上。CSL 730可包括金屬、金屬化合物和/ 或摻雜的多晶硅。
第二絕緣層750位于第一絕緣層740和GSL 730上。第二絕緣層750可 包括氧化物，諸如，BPSG、 USG、 SOG、 TEOS、 PE國TEOS、 FOX、 TOSZ、
24HDP-CVD氧化物等。
位線接觸720穿過第一絕緣層740和第二絕緣層750形成在第二雜質(zhì)區(qū) 607上。位線接觸750可包括金屬、金屬化合物和/或摻雜的多晶硅。例如， 位線接觸750可采用鴒、鎢氮化物、鎢硅化物、鋁、鋁氮化物、銅、鈦、鈦 氮化物、鈦硅化物、鉭、鉭氮化物、鉭硅化物、鈷硅化物、鎳硅化物等形成。 這些可單獨(dú)4吏用或以混合物4吏用。
位線760設(shè)置在第二絕緣層750上以與位線接觸720相接觸。位線760 可沿著第一方向延伸。位線760可包括金屬、金屬化合物和/或摻雜的多晶硅。
由于柵結(jié)構(gòu)695可具有低的薄層電阻和期望的熱穩(wěn)定性，因此具有柵結(jié) 構(gòu)695的非易失性半導(dǎo)體器件可確保增強(qiáng)的電性能，諸如，高響應(yīng)速度、提 高的可靠性、低的運(yùn)行能耗等。
圖22為說明具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的另一非易失性半導(dǎo)體器 件的截面圖。圖22可說明電荷俘獲型閃存器件。
參考圖22，非易失性半導(dǎo)體器件包括設(shè)置在襯底800上的柵結(jié)構(gòu)895、 第一雜質(zhì)區(qū)805、第二雜質(zhì)區(qū)807、第三雜質(zhì)區(qū)809、公共源極線(common source line, CSL ) 930和位線960。
柵結(jié)構(gòu)895包括隧道絕緣層815、浮置柵極825、介電層圖案835、第一 導(dǎo)電層圖案845、金屬歐姆層圖案855、防擴(kuò)散層圖案865、非晶層圖案875 和第二導(dǎo)電層圖案885。
間隔體905附加地設(shè)置在柵結(jié)構(gòu)895的側(cè)壁上，保護(hù)層910形成在4冊(cè)結(jié) 構(gòu)895和間隔體905上。第一絕纟彖層940、第二絕纟彖層950和位線接觸920 形成在襯底800、 4冊(cè)結(jié)構(gòu)895和保護(hù)層910上。
在本發(fā)明實(shí)施例中，多個(gè)柵結(jié)構(gòu)可形成在非易失性半導(dǎo)體器件的單元區(qū) 域中，可設(shè)置在非易失性半導(dǎo)體器件的外圍高壓區(qū)域中。
圖23為說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例包括柵結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的方框圖。
參考圖23,存儲(chǔ)系統(tǒng)1000可包括存儲(chǔ)器件1010和電連接到存儲(chǔ)器件 1010的控制器1020。
存儲(chǔ)器件1010可包括具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的易失性半導(dǎo)體
器件和/或包括具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的非易失性半導(dǎo)體器件。非易
控制器1020可提供輸入信號(hào)以控制存儲(chǔ)器件1010的運(yùn)行。當(dāng)控制器1020如圖21和圖22所示應(yīng)用于NAND型閃存器件時(shí)，控制器1020可提供 命令信號(hào)(CMD)和尋址信號(hào)(ADD)。當(dāng)控制器1020用在NOR型閃存器 件時(shí)，控制器1020可提供命令信號(hào)、尋址信號(hào)、輸入/輸出信號(hào)(DQ)和高 電壓(VPP)。也就是，控制器1020可提供各種信號(hào)以控制存儲(chǔ)器件1010。 圖24為說明包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方框圖。 參考圖24，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1100可包括存儲(chǔ)器件1120和電連接到存儲(chǔ)器件 1120的中央處理器(CPU)。例如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1100可包括個(gè)人計(jì)算機(jī)或個(gè) 人數(shù)據(jù)助理。存儲(chǔ)器件1120可直接連接到CPU 1110或通過BUS連接到CPU 1110。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，柵結(jié)構(gòu)可包括在上導(dǎo)電層圖案和防擴(kuò)散層圖案之間 的非晶層圖案。因此，柵結(jié)構(gòu)可具有低的薄層電阻以及在上導(dǎo)電層圖案與防 擴(kuò)散層圖案之間的均勻分界面。當(dāng)柵結(jié)構(gòu)應(yīng)用于半導(dǎo)體器件中時(shí)，半導(dǎo)體器 件可具有期望的電性能，例如，高響應(yīng)速度、提高的可靠性、低能耗等。此 外，金屬歐姆層圖案包括具有高熔點(diǎn)的金屬并且具有期望的厚度，使得柵結(jié) 構(gòu)可確保良好的熱和電穩(wěn)定性。
明的一些示范性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以在在不脫離本發(fā)明 的發(fā)明教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的情況下，在實(shí)施例中可以進(jìn)行各種改進(jìn)。因此，所有這 些改進(jìn)都包括在由權(quán)利要求界定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。在權(quán)利要求中，裝置加 功能的條款旨在覆蓋這里描述的結(jié)構(gòu)且執(zhí)行所描述的功能，而不僅僅是結(jié)構(gòu) 的等同物還是等同結(jié)構(gòu)。因此，可以理解的是，上文是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的說 明并非將本發(fā)明限定為公開的特定實(shí)施例，對(duì)公開對(duì)實(shí)施例的改進(jìn)以及其他 實(shí)施例都包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
本發(fā)明要求于2008年4月23日提交的韓國專利申請(qǐng)No. 2008-37556的 優(yōu)先權(quán)，這里將其公開的內(nèi)容引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種柵結(jié)構(gòu)，包括在襯底上的絕緣層；在所述絕緣層上的第一導(dǎo)電層圖案；在所述第一導(dǎo)電層圖案上的金屬歐姆層圖案；在所述金屬歐姆層圖案上的防擴(kuò)散層圖案；在所述防擴(kuò)散層圖案上的非晶層圖案；和在所述非晶層圖案上的第二導(dǎo)電層圖案。
2. 如權(quán)利要求1所述的柵結(jié)構(gòu)，其中所述第一導(dǎo)電層圖案包括多晶硅， 所述第二導(dǎo)電層圖案包括金屬。
3. 如權(quán)利要求2所述的柵結(jié)構(gòu)，其中所述第二導(dǎo)電層圖案、所述非晶層 圖案、所述防擴(kuò)散層圖案和所述金屬歐姆層圖案分別包括鴒(W)、金屬硅 化物(MSix)、鴒氮化物(WNx)和鈦(Ti)。
4. 如權(quán)利要求3所述的柵結(jié)構(gòu)，其中所述防擴(kuò)散層圖案的氮含量大于以 重量計(jì)約20%。
5. 如權(quán)利要求3所述的柵結(jié)構(gòu)，其中所述防擴(kuò)散層圖案中的x值在0.2 至0.9的范圍內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求3所述的柵結(jié)構(gòu)，其中所述非晶層圖案包括鎢硅化物 (WSix)、鈦硅化物(TiSix)、鉬硅化物(MoSix)或鉭硅化物(TaSix)。
7. 如權(quán)利要求3所述的柵結(jié)構(gòu)，其中所述金屬歐姆層的厚度小于約50A。
8. —種柵結(jié)構(gòu)，包括 在襯底上的隧道絕緣層；在所述隧道絕緣層上的浮置柵極； 在所迷浮置柵極上的介電層圖案；和 在所述介電層圖案上的控制柵，該控制柵包括在所述介電層圖案上的第一導(dǎo)電層圖案；在所述第一導(dǎo)電層圖案上的金屬歐姆層圖案；在所述金屬歐姆層圖案上的防擴(kuò)散層圖案；在所述防擴(kuò)散層圖案上的非晶層圖案；和在所述非晶層圖案上的第二導(dǎo)電層圖案。
9. 如權(quán)利要求8所述的柵結(jié)構(gòu)，其中所述第一導(dǎo)電層圖案包括多晶硅， 所述第二導(dǎo)電層圖案包括鴒，所述非晶層圖案包括鎢硅化物，防所述擴(kuò)散層 圖案包括鴿氮化物。
10. 如權(quán)利要求8所述的柵結(jié)構(gòu)，其中所述浮置柵極包括 在所述隧道絕緣層上的附加第 一導(dǎo)電層圖案； 在所述附加第 一導(dǎo)電層圖案上的附加金屬歐姆層圖案； 在所述附加金屬歐姆層圖案上的附加防擴(kuò)散層圖案； 在所述附加防擴(kuò)散層圖案上的附加非晶層圖案；和 在所述附加非晶層圖案上的附加第二導(dǎo)電層圖案。
11. 如權(quán)利要求9所述的柵結(jié)構(gòu)，其中所述附加第一導(dǎo)電層圖案包括多晶 硅，所述附加第二導(dǎo)電層圖案包括鴒，所述附加非晶層圖案包括鎢硅化物， 所述附加防擴(kuò)散層圖案包括鴒氮化物。
12. —種4冊(cè)結(jié)構(gòu)，包括 在襯底上的隧道絕緣層； 在所述隧道絕緣層上的電荷俘獲層圖案； 在所述電荷俘獲層圖案上的阻擋層圖案；和 在所述阻擋層圖案上的柵電極，該柵電極包括在所述阻擋層圖案上的第一導(dǎo)電層圖案； 在所述第一導(dǎo)電層圖案上的金屬歐姆層圖案； 在所述金屬歐姆層圖案上的防擴(kuò)散層圖案； 在所述防擴(kuò)散層圖案上的非晶層圖案；和 在所述非晶層圖案上的第二導(dǎo)電層圖案。
13. —種柵結(jié)構(gòu)的形成方法，包括 在襯底上形成絕緣層； 在所述絕緣層上形成第一導(dǎo)電層圖案； 在所述第一導(dǎo)電層圖案上形成金屬歐姆層圖案； 在所述金屬歐姆層圖案上形成防擴(kuò)散層圖案； 在所述防擴(kuò)散層圖案上形成非晶層圖案；和 在所述非晶層圖案上形成第二導(dǎo)電層圖案。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第二導(dǎo)電層圖案采用鎢形成， 所述非晶.層圖案采用鴒硅化物形成，所述防擴(kuò)散層圖案采用鎢氮化物形成。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述金屬歐姆層圖案采用鈦形成。
16. 如權(quán)利要求13所述的方法，還包括將雜質(zhì)注入到所述非晶層圖案中 以改善所述非晶層圖案的非晶特性。
17. —種4冊(cè)結(jié)構(gòu)的形成方法，包括 在襯底上形成隧道絕緣層； 在所述隧道絕緣層形成浮置柵極； 在所述浮置柵極上形成介電層圖案；和通過在所述介電層圖案上形成第一導(dǎo)電層圖案、通過在所述第一導(dǎo)電層 圖案上形成金屬歐姆層圖案、通過在所述金屬歐姆層圖案上形成防擴(kuò)散層圖 案、通過在所述防擴(kuò)散層圖案上形成非晶層圖案以及通過在所述非晶層圖案 上形成第二導(dǎo)電層圖案而在所述介電層圖案上形成控制柵。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第二導(dǎo)電層圖案采用鎢形成， 所述非晶層圖案采用鴒硅化物形成，所述防擴(kuò)散層圖案采用鎢氮化物形成， 所述金屬歐姆層圖案采用鈦形成。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中形成所述浮置柵極還包括 在所述隧道絕緣層上形成附加第一導(dǎo)電層圖案； 在所述附加第一導(dǎo)電層圖案上形成附加金屬歐姆層圖案； 在所述附加金屬歐姆層圖案上形成附加防擴(kuò)散層圖案； 在所述附加防擴(kuò)散層圖案上形成附加非晶層圖案；和 在所述附加非晶層圖案上形成附加第二導(dǎo)電層圖案。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述附加第一導(dǎo)電層圖案采用多晶 硅形成，所述附加第二導(dǎo)電層圖案采用鎢形成，所述附加非晶層圖案采用鎢 硅化物形成，所述附加防擴(kuò)散層圖案采用鎢氮化物形成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種柵結(jié)構(gòu)及柵結(jié)構(gòu)的形成方法。該柵結(jié)構(gòu)包括在襯底上的絕緣層，在絕緣層上的第一導(dǎo)電層圖案，在第一導(dǎo)電層圖案上的金屬歐姆層圖案，在金屬歐姆層圖案上的防擴(kuò)散層圖案，在防擴(kuò)散層圖案上的非晶層圖案，和在非晶層圖案上的第二導(dǎo)電層圖案。該柵結(jié)構(gòu)可具有低的薄層電阻和期望的熱穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01L21/336GK101567382SQ20091013540
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日
發(fā)明者崔吉鉉, 樸嬉淑, 白宗玟, 車泰昊, 鄭圣熙, 金秉熙 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社