本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù):
以往,半導(dǎo)體中將連接設(shè)置在基板上的柵極和配置在所述柵極的上層的配線層時(shí),一般采用的結(jié)構(gòu)是,設(shè)置柱狀的接觸器并使用所述接觸器電連接?xùn)艠O和配線層(例如,參照非專利文獻(xiàn)1)。作為設(shè)置多個(gè)接觸器的半導(dǎo)體裝置,例如具有如下的結(jié)構(gòu):依次層疊下部柵絕緣膜、電荷存儲(chǔ)層、上部柵絕緣膜及存儲(chǔ)器柵極的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體和在所述存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體的側(cè)壁夾著側(cè)壁隔片設(shè)置的選擇柵構(gòu)造體設(shè)置在活性區(qū)域上(基板表面上),在各部位設(shè)置接觸器。
例如,這種半導(dǎo)體裝置中,從各種配線層通過(guò)接觸器向存儲(chǔ)器柵極、選擇柵構(gòu)造體的選擇柵極等的各部位施加規(guī)定的電壓,從而通過(guò)因基板表面與存儲(chǔ)器柵極g100的電壓差而產(chǎn)生的量子隧道效應(yīng),向電荷存儲(chǔ)層ec注入電荷。
在這種情況下,在存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體的側(cè)壁夾著側(cè)壁隔片設(shè)置的選擇柵構(gòu)造體與存儲(chǔ)器柵極不同地,從接觸器設(shè)置部向選擇柵極施加規(guī)定的電壓,由此可以對(duì)所述選擇柵極以與存儲(chǔ)器柵極獨(dú)立的方式進(jìn)行控制。
例如,如圖13所示,這種半導(dǎo)體裝置100中,在鄰接于活性區(qū)域(未示出)的元件隔離層101上,可設(shè)置與選擇柵極(未示出)一體形成的接觸器設(shè)置部102。在這種情況下,半導(dǎo)體裝置100中,存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體的電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b及存儲(chǔ)器柵極g100延設(shè)到元件隔離層101上,在所述電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b、存儲(chǔ)器柵極g100的側(cè)壁夾著側(cè)壁隔片105可形成接觸器設(shè)置部102。并且,所述存儲(chǔ)器柵極g100和接觸器設(shè)置部102等的各部位被層間絕緣層120覆蓋,在層間絕緣層120的上層的其他層間絕緣層121上設(shè)置有上層的配線層112。
接觸器設(shè)置部102中,在平坦的接觸器設(shè)置面102c上立設(shè)有接觸器c100,接觸器設(shè)置部102通過(guò)所述接觸器c100與上層的配線層112電連接。由此,接觸器設(shè)置部102可以將從上層的配線層112被施加的電壓施加到形成在活性區(qū)域的選擇柵極。
這種半導(dǎo)體裝置100中,除了接觸器設(shè)置部102與上層的一配線層112通過(guò)接觸器c100電連接之外,還可以具有例如在未示出的活性區(qū)域,形成在活性區(qū)域的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域(未示出)與上層的另一配線層113通過(guò)另一接觸器c101電連接的結(jié)構(gòu)。
并且,半導(dǎo)體裝置100中,一般情況下,在設(shè)置有配線層112、113的層間絕緣層121的上層上同樣另行形成有其他層間絕緣層123,在所述層間絕緣層123上可配置其他配線層114。在這種情況下,半導(dǎo)體裝置100中,配線層113、114之間通過(guò)接觸器c102電連接,例如施加于最上層配線層114的電壓依次通過(guò)接觸器c102、配線層113及接觸器c101被施加到基板表面的雜質(zhì)擴(kuò)散層。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)1:“制造半導(dǎo)體為止(半導(dǎo)體ができるまで)瑞莎電子”、“在線”、2014年1月8日檢索、因特網(wǎng)(url:http://japan.renesas.com/company_info/fab/line/line12.html)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
但是,制造與存儲(chǔ)器柵極g100夾著側(cè)壁隔片105鄰接的選擇柵極(未示出)和與所述選擇柵極一體形成的接觸器設(shè)置部102時(shí),首先在活性區(qū)域形成被側(cè)壁隔片105覆蓋的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體時(shí),在元件隔離層101也形成被側(cè)壁隔片105覆蓋的電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b、存儲(chǔ)器柵極g100。
接著,在所述活性區(qū)域和元件隔離層101的整個(gè)表面形成層狀的導(dǎo)電層。接著,在接觸器設(shè)置部102的形成預(yù)定位置的元件隔離層101的區(qū)域形成抗蝕劑,然后通過(guò)對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行回蝕,在活性區(qū)域沿著側(cè)壁隔片105形成側(cè)壁形狀的選擇柵極的同時(shí),使導(dǎo)電層照原樣殘留在抗蝕劑的形成區(qū)域,從而在元件隔離層101形成與選擇柵極連續(xù)設(shè)置的接觸器設(shè)置部102。
通過(guò)這種方式形成的接觸器設(shè)置部102中,形成具有能夠使接觸器c100立設(shè)的平坦的接觸器設(shè)置面102c的基臺(tái)部102a,同時(shí)形成從所述基臺(tái)部102a一直升起到存儲(chǔ)器柵極g100的頂部的升起部102b。因此,半導(dǎo)體裝置100中,形成從存儲(chǔ)器柵極g100的頂部向上突出的升起部102b,從而需要相應(yīng)地增大配置有存儲(chǔ)器柵極g100和接觸器設(shè)置部102的層間絕緣層120的膜厚度。
由此,現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置100中,由于層間絕緣層120厚,因此連接存儲(chǔ)器阱的基板表面和上層的配線層113的接觸器c101的高度也會(huì)增加,這樣會(huì)導(dǎo)致所述接觸器c101的長(zhǎng)徑比(接觸器高度÷接觸器直徑)變大,結(jié)果,導(dǎo)致接觸器的阻抗增大。
另外,為了防止接觸器c101的接觸器的阻抗值增大,如果為了降低長(zhǎng)徑比,使層間絕緣層120的膜厚度變薄,則接觸器設(shè)置部102的頂部到上層的配線層112、113的距離縮短,相應(yīng)地,在被施加不同電壓的接觸器設(shè)置部102和上層的配線層113之間有可能產(chǎn)生接觸不良。
因此,本發(fā)明是考慮以上的問(wèn)題問(wèn)題而提出的,其目的在于提供一種能夠防止接觸器的阻抗值增大的同時(shí)能夠防止與配線層的接觸不良的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
為解決課題的技術(shù)手段
用于解決的上述問(wèn)題的本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置,其特征在于,包括:柵構(gòu)造體,設(shè)置有柵極;接觸器設(shè)置構(gòu)造體,具有由與所述柵極相同層構(gòu)成的隔離柵極,并與所述柵構(gòu)造體電隔離;側(cè)壁型柵極,在所述柵構(gòu)造體的側(cè)壁夾著側(cè)壁隔片以側(cè)壁形狀形成,同時(shí)在所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體的側(cè)壁夾著所述側(cè)壁隔片以側(cè)壁形狀形成,所述側(cè)壁型柵極從所述柵構(gòu)造體到所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體連續(xù)設(shè)置;及接觸器,以從所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體的頂部跨至所述側(cè)壁隔片和所述側(cè)壁型柵極的方式立設(shè)。
另外,本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于,包括:接觸器設(shè)置構(gòu)造體形成工序,形成具有柵極的柵構(gòu)造體和接觸器設(shè)置構(gòu)造體,所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體至少包括由與所述柵極相同層構(gòu)成的隔離柵極,且與所述柵構(gòu)造體電隔離;側(cè)壁隔片形成工序,沿著所述柵構(gòu)造體和所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體的各側(cè)壁形成側(cè)壁隔片;側(cè)壁型柵極形成工序,以覆蓋側(cè)壁被所述側(cè)壁隔片覆蓋的所述柵構(gòu)造體和所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體的方式形成導(dǎo)電層后,通過(guò)對(duì)所述導(dǎo)電層回蝕,由此形成從所述柵構(gòu)造體到所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體的各側(cè)壁夾著所述側(cè)壁隔片以側(cè)壁形狀連續(xù)設(shè)置的側(cè)壁型柵極;及接觸器形成工序,形成以從所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體的頂部跨至所述側(cè)壁型柵極的方式立設(shè)的接觸器。
另外,本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于,包括:接觸器設(shè)置構(gòu)造體形成工序,通過(guò)在基板上依次將下部柵絕緣膜、電荷存儲(chǔ)層、上部柵絕緣膜及存儲(chǔ)器柵極分別以層狀層疊后對(duì)其實(shí)施圖案化處理,由此形成依次層疊所述下部柵絕緣膜、所述電荷存儲(chǔ)層、所述上部柵絕緣膜及所述存儲(chǔ)器柵極的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體,同時(shí)依次層疊至少所述電荷存儲(chǔ)層、所述上部柵絕緣膜、由與所述存儲(chǔ)器柵極相同層構(gòu)成的隔離存儲(chǔ)器柵極,形成與所述存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體電隔離的接觸器設(shè)置構(gòu)造體;側(cè)壁隔片形成工序,沿著所述存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體和所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體的各側(cè)壁形成側(cè)壁隔片;選擇柵極形成工序,以覆蓋側(cè)壁被所述側(cè)壁隔片覆蓋的所述存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體和所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體的方式形成導(dǎo)電層后,通過(guò)對(duì)所述導(dǎo)電層回蝕,由此形成在從所述存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體到所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體的各側(cè)壁夾著所述側(cè)壁隔片連續(xù)設(shè)置的側(cè)壁形狀的選擇柵極;及接觸器形成工序,形成以從所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體的頂部跨至所述選擇柵極的方式立設(shè)的接觸器。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,接觸器以從由與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體相同結(jié)構(gòu)構(gòu)成的接觸器設(shè)置構(gòu)造體的頂部跨至選擇柵極的方式設(shè)置,因此,不存在如現(xiàn)有的升起到存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體頂部的升起部,相應(yīng)地能夠縮短離上層的配線層的距離而使長(zhǎng)徑比變小,因此,能夠防止接觸器的阻抗值增大。另外,由于不存在如現(xiàn)有的升起到存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體頂部的升起部,相應(yīng)地能夠使接觸器設(shè)置構(gòu)造體和上層的配線層離遠(yuǎn),能夠防止與配線層的接觸不良。
附圖說(shuō)明
圖1是示出通過(guò)本發(fā)明的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置的平面布局的示意圖。
圖2是示出圖1的a-a′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖3是示出圖1的b-b′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4a是示出圖1的c-c′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖,圖4b是示出圖1的d-d′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖5a是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(1)的示意圖,圖5b是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(2)的示意圖,圖5c是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(3)的示意圖。
圖6a是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(4)的示意圖,圖6b是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(5)的示意圖,圖6c是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(6)的示意圖。
圖7是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(4)時(shí)的圖1的d-d′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖8a是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(7)的示意圖,圖8b是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(8)的示意圖,圖8c是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(9)的示意圖。
圖9a是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(10)的示意圖,圖9b是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(11)的示意圖。
圖10是示出相對(duì)于圖1的平面布局疊加選擇柵極,進(jìn)一步示出選擇柵極阻斷部的形成預(yù)定位置的示意圖。
圖11是示出圖10的d-d′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖12a是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(12)時(shí)的圖1的a-a′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖,圖12b是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序(12)時(shí)的圖1的b-b′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖13是示出具有接觸器設(shè)置部的現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。并且,按照以下所示的順序進(jìn)行說(shuō)明。
1.本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)
1-1.半導(dǎo)體裝置的平面布局
1-2.半導(dǎo)體裝置的各部位的剖面結(jié)構(gòu)
1-3.關(guān)于寫(xiě)入選擇存儲(chǔ)器單元中向電荷存儲(chǔ)層注入電荷的動(dòng)作原理
1-4.關(guān)于高電壓的電荷存儲(chǔ)柵電壓施加于存儲(chǔ)器柵極的寫(xiě)入非選擇存儲(chǔ)器單元中,不向電荷存儲(chǔ)層注入電荷的動(dòng)作原理
2.半導(dǎo)體裝置的制造方法
3.作用及效果
4.省略第三光掩膜加工工序的另一實(shí)施方式的制造方法
5.另一實(shí)施方式
(1)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)
(1-1)半導(dǎo)體裝置平面布局
圖1是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置1的平面布局的示意圖,圍繞形成在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b、第一選擇柵構(gòu)造體5a、5b、第二選擇柵構(gòu)造體6a、6b、接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b及選擇柵極阻斷部13、14、15、16的平面布局,和形成在周邊電路區(qū)域er2的邏輯柵構(gòu)造體7a、7b的平面布局。并且,圖1中,省略了形成在后述的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的各個(gè)側(cè)壁的側(cè)壁隔片、形成在第一選擇柵構(gòu)造體5a、5b和第二選擇柵構(gòu)造體6a、6b的側(cè)壁、存儲(chǔ)器阱w1,以及形成在邏輯阱w2、w3的元件隔離層。
本發(fā)明中,接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b具有特定的結(jié)構(gòu),但是,在此首先對(duì)形成所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的半導(dǎo)體裝置1的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明,對(duì)于接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的具體結(jié)構(gòu),將在下面的“(1-2)半導(dǎo)體裝置的各部位的剖面結(jié)構(gòu)”中進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
在這種情況下,半導(dǎo)體裝置1中,在未示出的半導(dǎo)體基板上包括存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1和周邊電路區(qū)域er2,例如,p型的存儲(chǔ)器阱w1形成在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1,p型的邏輯阱w2和n型的邏輯阱w3形成在周邊電路區(qū)域er2。
另外,存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1具有如下的結(jié)構(gòu):在柵接觸和阻斷區(qū)域er12、er13之間設(shè)置有存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11,在所述存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11以矩陣狀配置有多個(gè)存儲(chǔ)器單元3a、3b、3c、3d、3e、3f。并且,所述存儲(chǔ)器單元3a、3b、3c、3d、3e、3f全部具有相同的結(jié)構(gòu),因此,下面主要對(duì)配置在a-a′部分的存儲(chǔ)器單元3a、3b進(jìn)行說(shuō)明。
在這種情況下,存儲(chǔ)器單元3a具有在第一選擇柵構(gòu)造體5a與第二選擇柵構(gòu)造體6a之間夾著側(cè)壁隔片(未示出)配置有存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施方式中,形成第1列的存儲(chǔ)器單元3a、3c、3d的一存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a和形成另外的第2列的存儲(chǔ)器單元3b、3d、3f的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4b以直線形狀形成,并以彼此并排的方式配置。并且,在存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a(4b)立設(shè)有與存儲(chǔ)器柵線(未示出)連接的接觸器c4a(c4b),通過(guò)接觸器c4a(c4b)從所述存儲(chǔ)器柵線向存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)可被施加規(guī)定的存儲(chǔ)器柵電壓。
在存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11以直線形狀形成有包括第一選擇柵極g2a(g2b)的第一選擇柵構(gòu)造體5a(5b)和包括第二選擇柵極g3a(g3b)的第二選擇柵構(gòu)造體6a(6b),所述第一選擇柵構(gòu)造體5a(5b)和第二選擇柵構(gòu)造體6a(6b)以與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a(4b)并排的方式配置。第一選擇柵極g2a(g2b)和第二選擇柵極g3a(g3b)沿存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)的側(cè)壁的側(cè)壁隔片以側(cè)壁形狀形成,且配置在圍繞存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)的相同的圍繞線上,并通過(guò)沒(méi)有形成第一選擇柵極g2a(g2b)和第二選擇柵極g3a(g3b)的多個(gè)選擇柵極阻斷部13、14(15、16)被電隔離。
另外,在所述存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11的存儲(chǔ)器阱w1表面,以相隔規(guī)定間距并左右對(duì)稱的方式形成兩個(gè)源區(qū)域d1、d3,在所述源區(qū)域d1、d3之間形成多個(gè)漏區(qū)域d2。在這種情況下,存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11中,在一源區(qū)域d1與漏區(qū)域d2之間配置有第1列的存儲(chǔ)器單元3a、3c、3e,在所述漏區(qū)域d2與另一源區(qū)域d3之間配置有第2列的存儲(chǔ)器單元3b、3d、3f,以漏區(qū)域d2作為中心線,存儲(chǔ)器單元3a、3c、3e和存儲(chǔ)器單元3b、3d、3f左右對(duì)稱地形成。并且,一源區(qū)域d1與漏區(qū)域d2之間的存儲(chǔ)器單元3a、3c、3e中,具有在第一選擇柵構(gòu)造體5a與第二選擇柵構(gòu)造體6a之間配置有存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的結(jié)構(gòu),另外,漏區(qū)域d2與另一源區(qū)域d3之間的存儲(chǔ)器單元3b、3d、3f中,具有在第二選擇柵構(gòu)造體6b與第一柵構(gòu)造體5b之間配置有存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4b的結(jié)構(gòu)。
實(shí)際上,形成在存儲(chǔ)器阱w1表面的一源區(qū)域d1沿一個(gè)第一選擇柵構(gòu)造體5a形成,相應(yīng)于第1列的存儲(chǔ)器單元3a、3c、3d的形成位置,形成至與所述第一選擇柵構(gòu)造體5a鄰接的區(qū)域,并在一列上并排的多個(gè)存儲(chǔ)器單元3a、3c、3e中被共用。在源區(qū)域d1立設(shè)有與源線(未示出)連接的接觸器c1,通過(guò)接觸器c1從所述源線被施加規(guī)定的源電壓。
另外,形成在第二選擇柵構(gòu)造體6a、6b之間的存儲(chǔ)器阱w1表面的多個(gè)漏區(qū)域d2,相應(yīng)于彼此相鄰的存儲(chǔ)器單元3a、3b(3c、3d,3e、3f)的形成位置,在與第二選擇柵構(gòu)造體6a、6b鄰接的區(qū)域分別形成,在彼此相鄰的存儲(chǔ)器單元3a、3b(3c、3d,3e、3f)共用一個(gè)漏區(qū)域d2。在各漏區(qū)域d2立設(shè)有與位線(未示出)連接的接觸器c2,通過(guò)接觸器c2可從所述位線被施加規(guī)定的位電壓。并且,未示出的位線在圖1中被向行方向排列的每個(gè)存儲(chǔ)器單元3a、3b(3c、3d)(3e、3f)共用,對(duì)各行的存儲(chǔ)器單元3a、3b(3c、3d)(3e、3f)以行單位一律施加規(guī)定的位電壓。
并且,形成在存儲(chǔ)器阱w1表面的另一源區(qū)域d3與一源區(qū)域d1左右對(duì)稱地形成,與一源區(qū)域d1一樣,形成至與另一第一選擇柵構(gòu)造體5b鄰接的區(qū)域,并被第2列的存儲(chǔ)器單元3b、3d、3f共用。另外,在該源區(qū)域d3中立設(shè)有接觸器c3,與d1相同的源線與接觸器c3連接。這樣,在配置在存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11的存儲(chǔ)器單元3a、3b、3c、3d、3e、3f中,通過(guò)接觸器c1、c3可一律地被施加相同的源電壓。
在與存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11鄰接的一柵接觸和阻斷區(qū)域er12和同樣地與存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11鄰接的另一柵接觸和阻斷區(qū)域er13,在存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11并排的兩個(gè)存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b照原樣以直線形狀延伸而并排,所述存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b的一端配置在一柵接觸和阻斷區(qū)域er12,所述存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b的另一端配置在另一柵接觸和阻斷區(qū)域er13。
在該實(shí)施方式中,構(gòu)成第1列的存儲(chǔ)器單元3a、3c、3e的第一選擇柵極g2a、存儲(chǔ)器柵極g1a及第二選擇柵極g3a和構(gòu)成第2列的存儲(chǔ)器單元3b、3d、3f的第二選擇柵極g3b、存儲(chǔ)器柵極g1b及第一選擇柵極g2b左右對(duì)稱地形成,因此,在此關(guān)注構(gòu)成第1列的存儲(chǔ)器單元3a、3c、3e的第一選擇柵極g2a、存儲(chǔ)器柵極g1a及第二選擇柵極g3a來(lái)對(duì)柵接觸和阻斷區(qū)域er12、er13進(jìn)行說(shuō)明。
在這種情況下,在一柵接觸和阻斷區(qū)域er12,設(shè)置有與存儲(chǔ)器柵極g1a分割并與所述存儲(chǔ)器柵極g1a絕緣的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a。在該實(shí)施方式中,接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a以帶狀形成,并配置在與存儲(chǔ)器柵極g1a的長(zhǎng)度方向相同的直線上。進(jìn)一步,在一柵接觸和阻斷區(qū)域er12,從存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11延伸的第一選擇柵極g2a以四邊形形成,在由所述第一選擇柵極g2a包圍的中心區(qū)域,夾著側(cè)壁隔片配置有接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a,第一選擇柵極g2a與接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a夾著側(cè)壁隔片鄰接。
其中,一柵接觸和阻斷區(qū)域er12中,在從接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a上跨著側(cè)壁隔片和第一選擇柵極g2a而到基板表面的區(qū)域,立設(shè)有接觸器c5a。由此,通過(guò)接觸器c5a從第一選擇柵線(未示出)向第一選擇柵極g2a可被施加規(guī)定的第一選擇柵電壓。
另外,進(jìn)一步,一柵接觸和阻斷區(qū)域er12中,在四邊形的第一選擇柵極g2a的一部分與從存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11延伸的直線形狀的第二選擇柵極g3a的端部之間設(shè)置有選擇柵極阻斷部13。選擇柵極阻斷部13使得四邊形的第一選擇柵極g2a的一部分與第二選擇柵極g3a的端部相隔規(guī)定距離而相對(duì)配置,使得第一選擇柵極g2a與第二選擇柵極g3a電隔離。由此,一柵接觸和阻斷區(qū)域er12中,即使通過(guò)接觸器c5a向第一選擇柵極g2a施加第一選擇柵電壓,通過(guò)選擇柵極阻斷部13阻斷電壓從第一選擇柵極g2a施加到第二選擇柵極g3a。
另外,在另一柵接觸和阻斷區(qū)域er13中也設(shè)置有與存儲(chǔ)器柵極g1a分割并與所述存儲(chǔ)器柵極g1a絕緣的接觸器設(shè)置構(gòu)造體11a。在該實(shí)施方式中,接觸器設(shè)置構(gòu)造體11a也與上述的一接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a一樣,以帶狀形成,并配置在與存儲(chǔ)器柵極g1a的長(zhǎng)度方向相同的直線上。
另外,在另一柵接觸和阻斷區(qū)域er13,從存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11延伸的第二選擇柵極g3a以四邊形形成,在由所述第二選擇柵極g3a包圍的中心區(qū)域夾著側(cè)壁隔片形成有接觸器設(shè)置構(gòu)造體11a,第二選擇柵極g3a與接觸器設(shè)置構(gòu)造體11a夾著側(cè)壁隔片鄰接。
其中,另一柵接觸和阻斷區(qū)域er13中,在從接觸器設(shè)置構(gòu)造體11a上跨著側(cè)壁隔片和第二選擇柵極g3a而到基板表面的區(qū)域,立設(shè)有接觸器c6a。由此,通過(guò)接觸器c6a從第二選擇柵線(未示出)向第二選擇柵極g3a施加規(guī)定的第二選擇柵電壓。
另外,進(jìn)一步,另一柵接觸和阻斷區(qū)域er13中,在四邊形的第二選擇柵極g3a的一部分與從存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11延伸的直線形狀的第一選擇柵極g2a的端部之間設(shè)置有選擇柵極阻斷部14。由此,另一柵接觸和阻斷區(qū)域er13中,四邊形的第二選擇柵極g3a的一部分與第一選擇柵極g2a的端部也通過(guò)選擇柵極阻斷部14電隔離。由此,選擇柵極阻斷部13使得四邊形的第一選擇柵極g2a的一部分與第二選擇柵極g3a的端部相隔規(guī)定距離而相對(duì)配置,使得第一選擇柵極g2a與第二選擇柵極g3a電隔離。由此,另一柵接觸和阻斷區(qū)域er13中,即使通過(guò)接觸器c6a向第二選擇柵極g3a施加有第二選擇柵電壓,但通過(guò)選擇柵極阻斷部14能夠阻斷電壓從第二選擇柵極g3a施加到第一選擇柵極g2a。
這樣,存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1中,與一接觸器c5a連接的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a及第一選擇柵極g2a和與另一接觸器c6a連接的接觸器設(shè)置構(gòu)造體11a及第二選擇柵極g3a,通過(guò)選擇柵極阻斷部13、14電隔離,從而可獨(dú)立地控制第一選擇柵極g2a和第二選擇柵極g3a。
順便說(shuō)一下,柵接觸和阻斷區(qū)域er12、er13的第2列側(cè)的第二選擇柵極g3b、存儲(chǔ)器柵極g1b及第一選擇柵極g2b與上述的第1列側(cè)的第一選擇柵極g2a、存儲(chǔ)器柵極g1a及第二選擇柵極g3a具有相同的結(jié)構(gòu),與第1列一樣,設(shè)置有接觸器設(shè)置構(gòu)造體10b、11b和選擇柵極阻斷部15、16。
但是,所述存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1中,第2列的第二選擇柵極g3b以與第1列的第二選擇柵極g3a彼此相鄰的方式配置,第一選擇柵極g2b和第二選擇柵極g3b左右相反地配置。
因此,與向第2列的第二選擇柵極g3b施加電壓的接觸器c6b連接的接觸器設(shè)置構(gòu)造體11b配置在一柵接觸和阻斷區(qū)域er12,另外,與向第2列的第一選擇柵極g2b施加電壓的接觸器c5b連接的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10b配置在另一柵接觸和阻斷區(qū)域er13。
另外,第二選擇柵極g3b、存儲(chǔ)器柵極g1b及第一選擇柵極g2b中,與一接觸器c5b連接的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10b及第一選擇柵極g2b和與另一接觸器c6b連接的接觸器設(shè)置構(gòu)造體11b及第二選擇柵極g3b通過(guò)選擇柵極阻斷部15、16電隔離,從而可獨(dú)立地控制第一選擇柵極g2b和第二選擇柵極g3b。
接著,對(duì)與具有這種結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1鄰接的周邊電路區(qū)域er2進(jìn)行說(shuō)明。并且,在該實(shí)施方式中,周邊電路區(qū)域er2配置在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1中鄰接于存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11的位置,但是,本發(fā)明并不限定于此,也可以設(shè)置在其他位置,如鄰接于一柵接觸和阻斷區(qū)域er12的位置、鄰接于另一柵接觸和阻斷區(qū)域er13的位置、或者鄰接于存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11與柵接觸和阻斷區(qū)域er12之間的位置等。
實(shí)際上,在周邊電路區(qū)域er2形成有多個(gè)周邊電路18、19。周邊電路18例如具有形成在p型的邏輯阱w2的n型的金屬氧化物半導(dǎo)體(metal-oxide-semiconductor;mos)晶體管結(jié)構(gòu)。在這種情況下,在邏輯阱w2形成有邏輯柵構(gòu)造體7a,通過(guò)接觸器c8向邏輯柵構(gòu)造體7a施加規(guī)定的邏輯柵電壓。
另外,所述邏輯阱w2中,在鄰接于所述邏輯柵構(gòu)造體7a的區(qū)域以?shī)A著邏輯柵構(gòu)造體7a的方式形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層d4、d5,在一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域d4立設(shè)有接觸器c9,在另一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域d5立設(shè)有另一接觸器c10。
另外,另一周邊電路19例如具有形成在n型的邏輯阱w3的p型的mos晶體管結(jié)構(gòu)。在這種情況下,在邏輯阱w3形成有邏輯柵構(gòu)造體7b,通過(guò)接觸器c12向邏輯柵構(gòu)造體7b可施加規(guī)定的邏輯柵電壓。
另外,所述邏輯阱w3中,在鄰接于所述邏輯柵構(gòu)造體7b的區(qū)域也以?shī)A著邏輯柵構(gòu)造體7b的方式形成雜質(zhì)擴(kuò)散層d6、d7,在一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域d6立設(shè)有接觸器c13,在另一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域d7立設(shè)有另一接觸器c14。
(1-2)半導(dǎo)體裝置的各部位的剖面結(jié)構(gòu)
圖2是圖1的a-a′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu),是示出設(shè)置在存儲(chǔ)器單元區(qū)域er11的存儲(chǔ)器單元3a、3b和設(shè)置在周邊電路區(qū)域er2的周邊電路18、19的側(cè)面剖結(jié)構(gòu)的剖視圖。在這種情況下,在半導(dǎo)體裝置1中設(shè)置有半導(dǎo)體基板s,在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的半導(dǎo)體基板s上形成有存儲(chǔ)器阱w1,在周邊電路區(qū)域er2的半導(dǎo)體基板s上形成有邏輯阱w2、w3。
在該實(shí)施方式中,在存儲(chǔ)器阱w1的a-a′部分配置有兩個(gè)存儲(chǔ)器單元3a、3b,在所述存儲(chǔ)器單元3a、3b之間的基板表面形成有接觸器c2立設(shè)的漏區(qū)域d2。并且,存儲(chǔ)器單元3a、3b左右對(duì)稱地形成,且具有相同的結(jié)構(gòu),因此下面主要對(duì)一存儲(chǔ)器單元3a進(jìn)行說(shuō)明。
存儲(chǔ)器單元3a中,例如形成n型的晶體管結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、形成n型的mos晶體管構(gòu)造的第一選擇柵構(gòu)造體5a及同樣地形成n型的mos晶體管結(jié)構(gòu)的第二選擇柵構(gòu)造體6a形成在存儲(chǔ)器阱w1中。
實(shí)際上,在存儲(chǔ)器阱w1表面相隔規(guī)定距離形成有源區(qū)域d1和漏區(qū)域d2,來(lái)自源線的源電壓通過(guò)接觸器c1(圖1)施加到源區(qū)域d1,來(lái)自位線的位電壓通過(guò)接觸器c2施加到漏區(qū)域d2。并且,在該實(shí)施方式中,源區(qū)域d1和漏區(qū)域d2中,雜質(zhì)濃度被選定為1.0e21/cm3以上,另外,存儲(chǔ)器阱w1中,通過(guò)在制造過(guò)程注入雜質(zhì),形成溝道層的表面區(qū)域(例如,從表面50nm深度的區(qū)域)的雜質(zhì)濃度被選定為1.0e19/cm3以下,優(yōu)選被選定為3.0e18/cm3以下。
存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a中,在源區(qū)域d1與漏區(qū)域d2之間的存儲(chǔ)器阱w1上,夾著由sio2等絕緣部件構(gòu)成的下部柵絕緣膜23a,具有例如氮化硅(si3n4)、氮氧化硅(sion)、氧化鋁(al2o3)等構(gòu)成的電荷存儲(chǔ)層ec,并且,在所述電荷存儲(chǔ)層ec上,夾著同樣地由絕緣部件構(gòu)成的上部柵絕緣膜23b,具有存儲(chǔ)器柵極g1a。由此,存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a中,具有如下結(jié)構(gòu):通過(guò)下部柵絕緣膜23a和上部柵絕緣膜23b,電荷存儲(chǔ)層ec與存儲(chǔ)器阱w1和存儲(chǔ)器柵極g1a絕緣。
存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a中,由絕緣部件構(gòu)成的側(cè)壁隔片27a沿著側(cè)壁形成,夾著所述側(cè)壁隔片27a鄰接有第一選擇柵構(gòu)造體5a。在存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a與第一選擇柵構(gòu)造體5a之間形成的所述側(cè)壁隔片27a以規(guī)定的膜厚度形成,使得存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a與第一選擇柵構(gòu)造體5a之間絕緣。
另外,第一選擇柵構(gòu)造體5a中,在側(cè)壁隔片27a與源區(qū)域d1之間的存儲(chǔ)器阱w1上形成有柵絕緣膜25a,所述柵絕緣膜25a由絕緣部件構(gòu)成,且膜厚度為9nm以下,優(yōu)選為3nm以下,在所述柵絕緣膜25a上形成有與第一選擇柵線連接的第一選擇柵極g2a。
另外,存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的另一側(cè)壁上也形成有由絕緣部件構(gòu)成的側(cè)壁隔片27a,夾著所述側(cè)壁隔片27a鄰接有第二選擇柵構(gòu)造體6a。在存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a與第二選擇柵構(gòu)造體6a之間形成的所述側(cè)壁隔片27a也以與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a與第一選擇柵構(gòu)造體5a之間的側(cè)壁隔片27a相同的膜厚度形成,使得存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a與第二選擇柵構(gòu)造體6a之間絕緣。
另外,第二選擇柵構(gòu)造體6a中,在側(cè)壁隔片27a與漏區(qū)域d2之間的存儲(chǔ)器阱w1上形成有柵絕緣膜25b,所述柵絕緣膜25b由絕緣部件構(gòu)成,且膜厚度為9nm以下,優(yōu)選為3nm以下,在所述柵絕緣膜25b上形成有與第二選擇柵線連接的第二選擇柵極g3a。
其中,夾著側(cè)壁隔片27a沿著存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁形成的第一選擇柵極g2a和第二選擇柵極g3a是通過(guò)在后述的制造工序中對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行回蝕來(lái)形成,并且分別形成為隨著遠(yuǎn)離存儲(chǔ)器柵極g1a其頂部朝向存儲(chǔ)器阱w1下降的側(cè)壁形狀。
在第一選擇柵構(gòu)造體5a的側(cè)壁和第二選擇柵構(gòu)造體6a的側(cè)壁,形成有由絕緣部件形成的側(cè)壁sw,在一側(cè)壁sw下部的存儲(chǔ)器阱w1表面形成有延伸區(qū)域d1a,在另一側(cè)壁sw下部的存儲(chǔ)器阱w1表面也形成有延伸區(qū)域d2a。
并且,在該實(shí)施方式中,當(dāng)使第一選擇柵極g2a與第二選擇柵極g3a之間的存儲(chǔ)器阱w1中從表面到50nm深度的區(qū)域的雜質(zhì)濃度為1e19/cm3以下時(shí),可通過(guò)后面的制造工序,將柵絕緣膜25a、25b的各膜厚度形成為9nm以下。另外,當(dāng)使第一選擇柵極g2a與第二選擇柵極g3a之間的存儲(chǔ)器阱w1中從表面到50nm深度的區(qū)域的雜質(zhì)濃度為3e18/cm3以下時(shí),可通過(guò)后面的制造工序,將柵絕緣膜25a、25b的各膜厚度形成為3nm以下。
順便說(shuō)一下,另一存儲(chǔ)器單元3b也具有與存儲(chǔ)器單元3a相同的結(jié)構(gòu),在另一源區(qū)域d3與漏區(qū)域d2之間的存儲(chǔ)器阱w1上具有第一選擇柵構(gòu)造體5b和第二選擇柵構(gòu)造體6b,在所述第一選擇柵構(gòu)造體5b與第二選擇柵構(gòu)造體6b之間夾著側(cè)壁隔片27a形成有存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4b。另外,存儲(chǔ)器單元3b中,在與第一選擇柵構(gòu)造體5b相對(duì)的側(cè)壁也分別形成有側(cè)壁sw,在所述側(cè)壁sw下部的存儲(chǔ)器阱w1表面分別形成有延伸區(qū)域d3a、d2b。
形成在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的存儲(chǔ)器阱w1與形成在周邊電路區(qū)域er2的一邏輯阱w2,通過(guò)一元件隔離層20電隔離,并且,形成在周邊電路區(qū)域er2的一邏輯阱w2與另一邏輯阱w3也通過(guò)另一元件隔離層20電隔離。其中,在該實(shí)施方式中,在一邏輯阱w2形成具有n型的mos晶體管結(jié)構(gòu)的周邊電路18,在另一邏輯阱w3形成具有p型的mos晶體管結(jié)構(gòu)的周邊電路19。
實(shí)際上,一邏輯阱w2中,在形成于基板表面的一對(duì)雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域d4、d5之間,設(shè)置有夾著柵絕緣膜29a形成邏輯柵電極g5的邏輯柵構(gòu)造體7a。并且,在邏輯柵構(gòu)造體7a的側(cè)壁形成有側(cè)壁sw,在各側(cè)壁sw下部的基板表面上形成有延伸區(qū)域d4a、d5a。
另外,導(dǎo)電型不同于一邏輯阱w2的另一邏輯阱w3也具有與一邏輯阱w2相同的結(jié)構(gòu),在形成于基板表面的一對(duì)雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域d6、d7之間,設(shè)置有夾著柵絕緣膜29b形成邏輯柵極g6的邏輯柵構(gòu)造體7b。并且,在邏輯柵構(gòu)造體7b的側(cè)壁形成有側(cè)壁sw,在各側(cè)壁sw下部的基板表面上形成有延伸區(qū)域d6a、d7a。
并且,半導(dǎo)體裝置1中,第一選擇柵構(gòu)造體5a、5b、存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b、第二選擇柵構(gòu)造體6a、6b、接觸器c2、邏輯柵構(gòu)造體7a、7b等被層間絕緣膜21覆蓋,各部位之間彼此絕緣。另外,例如源區(qū)域d1、d3、漏區(qū)域d2等其他各種的各部表面被硅化物sc覆蓋。
在此,圖3是圖1的b-b′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu),是示出存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的柵接觸和阻斷區(qū)域er12中選擇柵極阻斷部13、15的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖3所示,選擇柵極阻斷部13、15形成在存儲(chǔ)器阱w1上形成的元件隔離層20上。
例如,形成選擇柵極阻斷部15的區(qū)域中,在存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4b的一側(cè)壁夾著側(cè)壁隔片27a形成有側(cè)壁形狀的第二選擇柵極g3b,但是在所述存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4b的另一側(cè)壁沒(méi)有形成有第一選擇柵極g2b或第二選擇柵極g3b,而只是形成有側(cè)壁隔片或由側(cè)壁形成的絕緣壁27b。
另外,在該實(shí)施方式中,一存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a側(cè)的選擇柵極阻斷部13中,也在存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的一側(cè)壁夾著側(cè)壁隔片27a形成有側(cè)壁形狀的第一選擇柵極g2b,但是在所述存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的另一側(cè)壁沒(méi)有形成有第一選擇柵極g2a或第二選擇柵極g3a,而只是形成有側(cè)壁隔片或由側(cè)壁形成的絕緣壁27b。并且,形成選擇柵極阻斷部13、15的區(qū)域中,在制造過(guò)程中一部分基板表面被削掉而在元件隔離層20表面形成凹陷部30。
接著,對(duì)具有本發(fā)明的特征的結(jié)構(gòu)的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b進(jìn)行說(shuō)明,由于所述接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b全部具有相同的結(jié)構(gòu),因此,下面主要對(duì)接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a進(jìn)行說(shuō)明。圖4a是圖1的c-c′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu),是示出形成在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的柵接觸和阻斷區(qū)域er12的一接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。另外,圖4b是示出圖1中與c-c′部分垂直的d-d′部分的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
如圖4a和圖4b所示,接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a形成于存儲(chǔ)器阱w1上形成的元件隔離層20的基板表面上,具有依次層疊構(gòu)成存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b、與存儲(chǔ)器柵極g1a相同層構(gòu)成的存儲(chǔ)器柵極(隔離存儲(chǔ)器柵極)g8a的結(jié)構(gòu)。另一方面,雖然接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a具有與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a相同的電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b及存儲(chǔ)器柵極g8a,但是在存儲(chǔ)器柵極g8a下部不發(fā)生因大的電壓差而產(chǎn)生的量子隧道效應(yīng),電荷不會(huì)注入到電荷存儲(chǔ)層ec。
并且,在該實(shí)施方式中,構(gòu)成接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b及存儲(chǔ)器柵極g8a與構(gòu)成存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b及存儲(chǔ)器柵極g1a由相同的層構(gòu)成,因此各膜厚度可以形成為與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a相同的膜厚度。
在這種情況下,如圖4a所示,接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a中,沿著形成在側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c形成有側(cè)壁形狀的第一選擇柵極g2a,從存儲(chǔ)器柵極g8a的平坦的頂部的一部分跨著一方的側(cè)壁隔片27c和第一選擇柵極g2a而到基板表面的區(qū)域立設(shè)有接觸器c5a。在這種情況下,接觸器c5a的一部分立設(shè)在平坦的存儲(chǔ)器柵極g8a的頂部,還有一部分立設(shè)在平坦的元件隔離層20的基板表面,因此能夠穩(wěn)定地設(shè)置。
另外,接觸器c5a以從接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的存儲(chǔ)器柵極g8a到元件隔離層20跨著第一選擇柵極g2a的方式形成,例如,當(dāng)通過(guò)光刻法工序來(lái)形成接觸器c5a時(shí),即使對(duì)于第一選擇柵極g2a產(chǎn)生偏差,也能夠使接觸器c5a始終接觸在第一選擇柵極g2a表面。這樣,接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a與第一選擇柵極g2a電連接,其電阻不受光刻法工序的影響而穩(wěn)定。
接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a中沒(méi)有形成有如現(xiàn)有的在存儲(chǔ)器柵極的頂部升起的升起部,而是由與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a相同的電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b及存儲(chǔ)器柵極g8a層構(gòu)成,因此能夠保持與所述存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a大致相同的高度,并且,通過(guò)接觸器c5a能夠更加可靠地連接沿著存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a形成的側(cè)壁形狀的第一選擇柵極g2a和上層的配線層(圖中未示出)。
這樣,接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a中,從基板表面到上層的配線層的距離能夠以存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的高度為基準(zhǔn)選定,并且,不具有如現(xiàn)有的升起在存儲(chǔ)器柵極的頂部的升起部,從而能夠使層間絕緣膜21的厚度變薄,防止從基板表面延伸至上層的配線層的接觸器的長(zhǎng)徑比增大。
并且,如圖4b所示,在沿著存儲(chǔ)器柵極g1a的端部的側(cè)壁形成的側(cè)壁隔片27a和沿著接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的端部的側(cè)壁形成的側(cè)壁隔片27c相對(duì)配置的區(qū)域gp1也以沒(méi)有間隙地形成有第一選擇柵極g2a。由此,第一選擇柵極g2a可以從接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a到存儲(chǔ)器柵極g1a連續(xù)設(shè)置。
這樣,在向從接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a跨著側(cè)壁隔片27c和第一選擇柵極g2a的接觸器c5a上被施加第一選擇柵電壓時(shí),第一選擇柵電壓可通過(guò)存儲(chǔ)器柵極g1a和側(cè)壁隔片27a施加到側(cè)壁形狀的第一選擇柵極g2a。
順便說(shuō)一下,在該實(shí)施方式中,在存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c相對(duì)配置的區(qū)域gp1,通過(guò)在制造過(guò)程中對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行回蝕來(lái)形成第一選擇柵極g2a,從而在離相對(duì)配置的各側(cè)壁隔片27a、27c最遠(yuǎn)的側(cè)壁隔片27a、27c之間的大致中心附近,第一選擇柵極g2a的膜厚度可形成得最薄。
因此,在存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁隔片27a和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的側(cè)壁隔片27c相對(duì)配置的區(qū)域gp1,隨著從所述側(cè)壁隔片27a、27c向所述側(cè)壁隔片27a、27c之間的中央附近,第一選擇柵極g2a的頂部表面逐漸地向基板表面傾斜,可以“く”狀凹陷形成。并且,在存儲(chǔ)器柵極g1a、接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、第一選擇柵極g2a等的各表面形成有硅化物sc。
在此,如圖1和圖4b所示,半導(dǎo)體裝置1中,例如,在存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c相對(duì)配置的區(qū)域gp1,當(dāng)存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁與接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的側(cè)壁的相隔距離表示為dp,進(jìn)一步,如圖1和圖4a所示,從形成在存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c到側(cè)壁sw的選擇柵極g2a的厚度表示為dsw,接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的存儲(chǔ)器柵極g8a與第一選擇柵極g2a之間的側(cè)壁隔片27c的厚度表示為dsp時(shí),將存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b、接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b、側(cè)壁隔片27a、27c、第一選擇柵極g2a、g2b及第二選擇柵極g3a、g3b形成為滿足dp<(2×dsp)﹢(2×dsw)的關(guān)系。
半導(dǎo)體裝置1中,通過(guò)滿足上述式,在存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a和與所述側(cè)壁隔片27a相對(duì)配置的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a(10b、11b)的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c之間的區(qū)域gp1,第一選擇柵極g2a(g2b)和第二選擇柵極g3a(g3b)可無(wú)間隙地形成。
并且,在該實(shí)施方式中,對(duì)存儲(chǔ)器柵極g1a和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a配置在同一直線上的情況進(jìn)行說(shuō)明,但是,本發(fā)明并不限定于此,只要在存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a和與所述側(cè)壁隔片27a相對(duì)配置的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c之間的區(qū)域gp1能夠使第一選擇柵極g1a無(wú)間隙地形成,則也可以采用其他的各種配置關(guān)系。
例如,還可以具有如下的結(jié)構(gòu):存儲(chǔ)器柵極g1a和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a相對(duì)配置,但是存儲(chǔ)器柵極g1a的中心線和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的中心線具有偏差,或者存儲(chǔ)器柵極g1a和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a沒(méi)有在同一直線上。
另外,雖然對(duì)存儲(chǔ)器柵極g1a和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的寬度做成相同,但是,本發(fā)明并不限定于此,也可以是接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的寬度小于或者大于存儲(chǔ)器柵極g1a的寬度。另外,在平面布局上,接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a以棒狀形成,但是,本發(fā)明并不限定于此,例如還可以具有l(wèi)字形狀或j字形狀等其他各種外廓形狀。
(1-3)關(guān)于寫(xiě)入選擇存儲(chǔ)器單元中向電荷存儲(chǔ)層注入電荷的動(dòng)作原理
接著,下面對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置1中,例如向存儲(chǔ)器單元3a的電荷存儲(chǔ)層ec注入電荷而向所述存儲(chǔ)器單元3a寫(xiě)入數(shù)據(jù)的情況進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。在這種情況下,如圖2所示,向電荷存儲(chǔ)層ec注入電荷的存儲(chǔ)器單元(稱為寫(xiě)入選擇存儲(chǔ)器單元)3a中,通過(guò)接觸器c4a(圖1)從存儲(chǔ)器柵線(未示出)向存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的存儲(chǔ)器柵極g1a可被施加12v的電荷存儲(chǔ)柵電壓,并沿與所述存儲(chǔ)器柵極g1a相對(duì)的存儲(chǔ)器阱w1表面可形成溝道層(未示出)。
此時(shí),第一選擇柵構(gòu)造體5a中,可以通過(guò)接觸器c5a(圖1)從第一選擇柵線(未示出)向第一選擇柵極g2a施加0v的柵截止電壓,且向源區(qū)域d1可施加0v的源截止電壓。由此,第一選擇柵構(gòu)造體5a中,能夠在與第一選擇柵極g2a相對(duì)的存儲(chǔ)器阱w1表面不形成溝道層,從而阻斷源區(qū)域d1與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的溝道層的電連接,阻止電壓從源區(qū)域d1施加到存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的溝道層。
另外,第二選擇柵構(gòu)造體6a中,通過(guò)接觸器c6a(圖1)可從第二選擇柵線(未示出)向第二選擇柵極g3a施加1.5v的第二選擇柵電壓,且向漏區(qū)域d2施加0v的電荷存儲(chǔ)位電壓。由此,第二選擇柵構(gòu)造體6a中,在與第二選擇柵極g3a相對(duì)的存儲(chǔ)器阱w1中形成溝道層而成為導(dǎo)通狀態(tài),漏區(qū)域d2與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的溝道層電連接,從而使存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的溝道層可成為0v的電荷存儲(chǔ)位電壓。并且,此時(shí),向存儲(chǔ)器阱w1可被施加與電荷存儲(chǔ)位電壓相同的0v的基板電壓。
這樣,存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a中,存儲(chǔ)器柵極g1a成為12v,溝道層成為0v,從而存儲(chǔ)器柵極g1a與溝道層之間產(chǎn)生12v的大的電壓差,通過(guò)因大的電壓差而發(fā)生的量子隧道效應(yīng),向電荷存儲(chǔ)層ec可注入電荷,使其成為寫(xiě)入數(shù)據(jù)的狀態(tài)。
(1-4)關(guān)于高電壓的電荷存儲(chǔ)柵電壓施加于存儲(chǔ)器柵極的寫(xiě)入非選擇存儲(chǔ)器單元中,不向電荷存儲(chǔ)層注入電荷的動(dòng)作原理
通過(guò)本發(fā)明的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置1中,例如不向存儲(chǔ)器單元3a的電荷存儲(chǔ)層ec注入電荷時(shí),向存儲(chǔ)器柵極g1a施加與寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)相同的高電壓的電荷存儲(chǔ)柵電壓,通過(guò)第一選擇柵構(gòu)造體5a阻斷源區(qū)域d1與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的溝道層的電連接,且通過(guò)第二選擇柵構(gòu)造體6a阻斷漏區(qū)域d2與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的溝道層的電連接,從而能夠阻止向存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的電荷存儲(chǔ)層ec的電荷注入。
實(shí)際上,此時(shí),不向電荷存儲(chǔ)層ec注入電荷的存儲(chǔ)器單元(稱為寫(xiě)入非選擇存儲(chǔ)器單元)3a的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a中,通過(guò)向存儲(chǔ)器柵極g1a施加12v的電荷存儲(chǔ)柵電壓,因此電荷存儲(chǔ)柵電壓會(huì)傳遞至存儲(chǔ)器阱w1,沿著與所述存儲(chǔ)器柵極g1a相對(duì)的存儲(chǔ)器阱w1表面可形成溝道層。
第一選擇柵構(gòu)造體5a中,通過(guò)接觸器c5a(圖1)從第一選擇柵線(未示出)向第一選擇柵極g2a可施加0v的柵截止電壓,向源區(qū)域d1可施加0v的源截止電壓。由此,存儲(chǔ)器單元3a的第一選擇柵構(gòu)造體5a中,與第一選擇柵極g2a相對(duì)的存儲(chǔ)器阱w1成為非導(dǎo)通狀態(tài),從而可阻斷源區(qū)域d1與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的溝道層的電連接。
另外,進(jìn)一步,第二選擇柵構(gòu)造體6a中,通過(guò)接觸器c6a(圖1)從第二選擇柵線(未示出)向第二選擇柵極g3a可施加1.5v的第二選擇柵電壓,向漏區(qū)域d2可施加1.5v的斷電壓。由此,所述第二選擇柵構(gòu)造體6a中,與第二選擇柵極g3a相對(duì)的存儲(chǔ)器阱w1成為非導(dǎo)通狀態(tài),從而可阻止漏區(qū)域d2與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的溝道層的電連接。
這樣,存儲(chǔ)器單元3a的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a中,在兩側(cè)的第一選擇柵構(gòu)造體5a和第二選擇柵構(gòu)造體6a的下部存儲(chǔ)器阱w1成為非導(dǎo)通狀態(tài),因此,成為通過(guò)存儲(chǔ)器柵極g1a在存儲(chǔ)器阱w1表面形成的溝道層可處于與漏區(qū)域d2和源區(qū)域d1的電連接被阻斷的狀態(tài),在所述溝道層的周邊可形成耗盡層。
在此,存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a中,上部柵絕緣膜23b、電荷存儲(chǔ)層ec及下部柵絕緣膜23a的三層結(jié)構(gòu)所得到的電容(以下,稱為柵絕緣膜電容)c2和形成在存儲(chǔ)器阱w1內(nèi)、且包圍溝道層的耗盡層的電容(以下,稱為耗盡層電容)c1可以視為串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu),因此,例如假設(shè)柵絕緣膜電容c2為耗盡層電容c1的三倍時(shí),溝道層的溝道電位vch可以通過(guò)下述式得出9v。
[數(shù)1]
由此,存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a中,即使向存儲(chǔ)器柵極g1a被施加12v的電荷存儲(chǔ)柵電壓,存儲(chǔ)器阱w1中被耗盡層包圍的溝道層的溝道電位vch成為9v,因此,存儲(chǔ)器柵極g1a與溝道層之間的電壓差成為3v而較小,結(jié)果,不會(huì)發(fā)生量子隧道效應(yīng),從而能夠阻止電荷注入到電荷存儲(chǔ)層ec。
進(jìn)一步,所述存儲(chǔ)器單元3a中,在存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a與第一選擇柵構(gòu)造體5a之間的存儲(chǔ)器阱w1的區(qū)域和存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a與第二選擇柵構(gòu)造體6a之間的存儲(chǔ)器阱w1的區(qū)域,沒(méi)有形成有雜質(zhì)濃度高的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域,因此,在形成于存儲(chǔ)器阱w1表面周邊的溝道層的周邊,能夠可靠地形成耗盡層,從而通過(guò)所述耗盡層能夠阻止溝道電位vch從溝道層到達(dá)第一選擇柵構(gòu)造體5a和第二選擇柵構(gòu)造體6a的各柵絕緣膜25a、25b。
由此,存儲(chǔ)器單元3a中,即使相應(yīng)于漏區(qū)域d2的低電壓的位電壓和源區(qū)域d1的低電壓的源電壓將第一選擇柵構(gòu)造體5a和第二選擇柵構(gòu)造體6a的柵絕緣膜25a、25b的各膜厚度形成得薄,由于可以通過(guò)耗盡層阻斷溝道層的溝道電位vch到達(dá)柵絕緣膜25a、25b,因此能夠防止基于溝道電位vch的柵絕緣膜25a、25b的絕緣被破壞。
(2)半導(dǎo)體裝置的制造方法
對(duì)于具有上述的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置1,通過(guò)下面所述的制造工序,將接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b和能夠獨(dú)立地控制的第一選擇柵極g2a、g2b及第二選擇柵極g3a、g3b至少可通過(guò)光掩膜工序來(lái)制造。圖5示出圖1的a-a′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)。在這種情況下,首先,如圖5a所示,準(zhǔn)備半導(dǎo)體基板s,然后通過(guò)淺溝道隔離(shallowtrenchisolation;sti)法等,在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1及周邊電路區(qū)域er2的境界等其他預(yù)定位置形成由絕緣部件構(gòu)成的元件隔離層20。
接著,為了注入雜質(zhì),通過(guò)熱氧化法等在半導(dǎo)體基板s表面形成犧牲氧化膜30a,然后例如通過(guò)離子注入法向周邊電路區(qū)域er2注入p型雜質(zhì)或者n型雜質(zhì),由此形成p型邏輯阱w2和n型邏輯阱w3。
接著,使用專門用于存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1加工的第一光掩膜(未示出),利用光刻法技術(shù)和蝕刻技術(shù)對(duì)抗蝕劑實(shí)施圖案化處理,如與圖5a對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖5b所示,形成使存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1露出、且覆蓋周邊電路區(qū)域er2的抗蝕劑rm1。
接著,通過(guò)經(jīng)圖案化處理的抗蝕劑rm1,只向存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1注入p型雜質(zhì),形成存儲(chǔ)器阱w1。進(jìn)一步,向存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1表面注入n型雜質(zhì),在與之后形成的存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b和側(cè)壁隔片27a(圖2)相對(duì)的基板表面形成溝道形成層(未示出),然后將所述抗蝕劑rm1照原樣使用,利用氟酸等來(lái)去除存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的犧牲氧化膜30a(第一光掩膜加工工序)。
并且,第一光掩膜加工工序中,作為半導(dǎo)體基板s使用p型基板的情況下,可以省略通過(guò)向半導(dǎo)體基板s注入p型雜質(zhì)來(lái)形成存儲(chǔ)器阱w1的工序。
接著,在去除抗蝕劑rm1后,如與圖5b對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖5c所示,在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1和周邊電路區(qū)域er2的整個(gè)表面,形成依次將下部柵絕緣膜23a、電荷存儲(chǔ)層ec及上部柵絕緣膜23b以層狀層疊的ono膜,然后在上部柵絕緣膜23b上形成將成為存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b的層狀的存儲(chǔ)器柵極用導(dǎo)電層35。接著,利用熱氧化法或化學(xué)氣相沉積(chemicalvapordeposition;cvd)法等,在存儲(chǔ)器柵極用導(dǎo)電層35上形成由絕緣部件構(gòu)成的保護(hù)絕緣膜30b。
接著,使用專門用于存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1加工的第二光掩膜(未示出),利用光刻法技術(shù)和蝕刻技術(shù)對(duì)抗蝕劑實(shí)施圖案化處理,如與圖5c對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖6a所示,僅在存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b的形成預(yù)定位置和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的形成預(yù)定位置形成抗蝕劑rm2,通過(guò)利用所述抗蝕劑rm2對(duì)存儲(chǔ)器柵極用導(dǎo)電層35實(shí)施圖案化處理,形成存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b和與所述存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b分割的小片的存儲(chǔ)器柵極g8a、g9a、g8b,g9b(第二光掩膜加工工序)。
在該實(shí)施方式中,存儲(chǔ)器柵極用導(dǎo)電層35通過(guò)抗蝕劑rm2可被圖案化處理為使得存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)和與所述存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)分割的小片的存儲(chǔ)器柵極g8a、g9a(g8b、g9b)配置在同一直線上。
另外,如圖7所示,此時(shí),在利用抗蝕劑rm2形成的存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)的側(cè)壁與小片的存儲(chǔ)器柵極g8a、g9a(g8b、g9b)的側(cè)壁之間,形成相隔規(guī)定距離且相對(duì)配置的電極間區(qū)域gp2。
接著,去除抗蝕劑rm2后,如與圖6a對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖6b所示,將存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b和小片的存儲(chǔ)器柵極g8a、g9a、g8b,g9b的各形成位置以外露出的上部柵絕緣膜23b和電荷存儲(chǔ)層ec依次去除(去除on膜),形成與經(jīng)圖案化處理的存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b和小片的存儲(chǔ)器柵極g8a、g9a、g8b,g9b一同殘留的上部柵絕緣膜23b和電荷存儲(chǔ)層ec。
由此,在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1可形成依次層疊下部柵絕緣膜23a、電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b及存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a(4b),另外,柵接觸和阻斷區(qū)域er12、er13中,在元件隔離層20上可形成與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a(4b)一樣電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b及存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)依次層疊的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a(10b、11b)(接觸器構(gòu)造體形成工序)。
接著,如與圖6b對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖6c所示,在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1和周邊電路區(qū)域er2的整個(gè)表面形成保護(hù)絕緣膜30c。順便說(shuō)一下,雖然在該實(shí)施方式中對(duì)在整個(gè)表面形成一層保護(hù)絕緣膜30c的情況進(jìn)行說(shuō)明,但是,本發(fā)明并不限定于此,例如,還可以在整個(gè)表面形成依次層疊氧化膜系絕緣膜和氮化膜系絕緣膜的兩層保護(hù)絕緣膜。
在此形成的保護(hù)絕緣膜30c將成為之后形成在存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a(4b)和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a(10a、11b)的各側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a、27c,因此,其厚度相當(dāng)于上述的式dp<(2×dsp)﹢(2×dsw)中表示的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的存儲(chǔ)器柵極g8a與第一選擇柵極g2a之間的側(cè)壁隔片27c的厚度的dsp。因此,保護(hù)絕緣膜30c形成為滿足上述的式dp<(2×dsp)﹢(2×dsw)。
接著,通過(guò)對(duì)保護(hù)絕緣膜30c實(shí)施回蝕處理,如與圖6c對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖8a所示,形成覆蓋存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b的周邊的側(cè)壁隔片27a,同時(shí)形成覆蓋圖中未示出的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的周邊的側(cè)壁隔片27c(側(cè)壁隔片形成工序)。接著,使用專門用于存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的加工的第三光掩膜(圖中未示出),利用光刻法技術(shù)和蝕刻技術(shù)對(duì)抗蝕劑實(shí)施圖案化處理,如與圖8a對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖8b所示,形成覆蓋周邊電路區(qū)域er2的整個(gè)表面且使存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1露出的抗蝕劑rm3。
接著,利用所述抗蝕劑rm3,向成為第一選擇柵構(gòu)造體5a、5b(圖2)的形成預(yù)定位置和第二選擇柵構(gòu)造體6a、6b(圖2)的形成預(yù)定位置的存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1注入雜質(zhì),在之后形成的第一選擇柵極g2a、g2b和第二選擇柵極g3a、g3b相對(duì)的基板表面上形成溝道形成層(圖中未示出)(第三光掩膜加工工序)。
接著,去除抗蝕劑rm3,然后利用氟酸等來(lái)去除周邊電路區(qū)域er2的犧牲氧化膜30a,如與圖8b對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖8c所示,通過(guò)熱氧化法等,在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的第一選擇柵極g2a、g2b(圖1)和第二選擇柵極g3a、g3b(圖1)的形成預(yù)定位置形成柵絕緣膜25a、25b的同時(shí),在周邊電路區(qū)域er2的邏輯柵極g5、g6(圖1)的形成預(yù)定位置形成柵絕緣膜29a、29b。
接著,如與圖8c對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖9a所示,在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1和周邊電路區(qū)域er2,通過(guò)之后的加工形成將成為第一選擇柵極g2a、g2b、第二選擇柵極g3a、g3b及一邏輯柵極g5的、層狀的例如n型的導(dǎo)電層37,同時(shí)在周邊電路區(qū)域er2形成將成為另一邏輯柵極g6的層狀的p型反向?qū)щ妼?8。
接著,使用專門用于存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1加工的第四光掩膜(圖中未示出),利用光刻法技術(shù)和蝕刻技術(shù)對(duì)抗蝕劑實(shí)施圖案化處理,利用所述抗蝕劑加工存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的導(dǎo)電層37(第四光掩膜加工工序(選擇柵極形成用光掩膜加工工序))。如與圖9a對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖9b所示,通過(guò)抗蝕劑rm4,覆蓋周邊電路區(qū)域er2的整個(gè)表面,并對(duì)露出于存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的導(dǎo)電層37(圖9a)進(jìn)行回蝕。由此,周邊電路區(qū)域er2中,被抗蝕劑rm4覆蓋的導(dǎo)電層37和反向?qū)щ妼?8照原樣殘留。另外,存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1中,露出的導(dǎo)電層37被回蝕,沿著存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c形成側(cè)壁形狀的選擇柵極ga、gb。
并且,圖10是相對(duì)于圖1所示的完成時(shí)的半導(dǎo)體裝置1的存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的平面布局,疊加沿著各存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的周邊形成的側(cè)壁形狀的選擇柵極ga、gb時(shí)的示意圖。
如圖10所示,未分割狀態(tài)的選擇柵極ga中,圍繞存儲(chǔ)器柵極g1a的周邊的區(qū)域和圍繞與存儲(chǔ)器柵極g1a電隔離的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a的周邊的區(qū)域一體地形成,存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a與接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c相對(duì)的區(qū)域gp1可無(wú)間隙地形成。
并且,在該實(shí)施方式中,非隔離狀態(tài)的選擇柵極ga中,存儲(chǔ)器柵極ga以直線形狀形成,因此,以包圍向一方向延伸的存儲(chǔ)器柵極g1a的周邊的方式圍繞的長(zhǎng)四邊形的區(qū)域和以包圍接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a的各周邊的方式圍繞的短四邊形的各區(qū)域具有一體地形成的形狀。
其中,形成在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的導(dǎo)電層37和通過(guò)對(duì)所述導(dǎo)電層37實(shí)施回蝕來(lái)形成的選擇柵極ga、gb中,導(dǎo)電層37的膜厚度和所述導(dǎo)電層37的回蝕條件被設(shè)定為滿足上述式dp<(2×dsp)﹢(2×dsw)。
通過(guò)將各工序的制造條件設(shè)定為滿足所述式,如示出圖10的d-d′部分的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)的圖11所示,在存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a與接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c相對(duì)配置的區(qū)域gp1,即使對(duì)導(dǎo)電層37實(shí)施回蝕處理后,所述導(dǎo)電層37仍然無(wú)間隙地殘留,結(jié)果,從存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a到接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c可形成選擇柵極ga。
并且,形成在存儲(chǔ)器柵極g1a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a與接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的側(cè)壁的側(cè)壁隔片27c之間的選擇柵極ga是通過(guò)導(dǎo)電層37被回蝕處理來(lái)形成,因此,在離相對(duì)配置的各側(cè)壁隔片27a、27c最遠(yuǎn)的、側(cè)壁隔片27a、27c之間的大致中心附近上,選擇柵極ga的膜厚度形成為最薄,在側(cè)壁隔片27a、27c之間的中心附近頂部表面朝向基板表面以“く”狀凹陷。
并且,此時(shí),如圖9b所示,向沒(méi)有被抗蝕劑rm4覆蓋的存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1,可以通過(guò)離子注入法等注入低濃度的n型雜質(zhì),在向外部露出的存儲(chǔ)器阱w1的表面形成延伸區(qū)域eta,然后,去除抗蝕劑rm4。
接著,在該實(shí)施方式中,使用光掩膜(圖中未示出),利用光刻法技術(shù)和蝕刻技術(shù)對(duì)抗蝕劑實(shí)施圖案化處理,利用所述抗蝕劑對(duì)周邊電路區(qū)域er2的導(dǎo)電層37和反向?qū)щ妼?8實(shí)施圖案化處理,在柵絕緣膜29a、29b上形成邏輯柵極g5、g6,此時(shí)可以照原樣利用在形成邏輯柵極g5、g6時(shí)使用的抗蝕劑,同時(shí)去除存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的選擇柵極ga、gb的一部分。
在該實(shí)施方式中,如與圖9a對(duì)應(yīng)的部分使用相同符號(hào)的圖12a所示,周邊電路區(qū)域er2中,在邏輯柵構(gòu)造體7a、7b的形成預(yù)定位置配置以與之后形成的所述邏輯柵構(gòu)造體7a、7b的外廓形狀匹配地形成的抗蝕劑rr1a。由此,周邊電路區(qū)域er2中,向外部露出的導(dǎo)電層37和反向?qū)щ妼?8被去除,而被抗蝕劑rr1a覆蓋的導(dǎo)電層37和反向?qū)щ妼?8將殘留。這樣,在周邊電路區(qū)域er2形成與抗蝕劑rr1a的外廓形狀匹配的邏輯柵極g5、g6,在柵絕緣膜29a、29b上形成層疊邏輯柵極g5、g6的邏輯柵構(gòu)造體7a、7b。
此時(shí),存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1中,整個(gè)表面幾乎都被抗蝕劑rr1b覆蓋,其中只有在選擇柵極阻斷部13、14、15、16的形成預(yù)定位置,以與所述柵極切斷部13、14、15、16的外廓形狀匹配地在抗蝕劑rr1b形成開(kāi)口部。
在此,圖10示出選擇柵極ga、gb的一部分被去除而形成選擇柵極阻斷部13、14、15、16的形成預(yù)定位置pf1、pf2、pf3、pf4。配置在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的抗蝕劑rr1b中,只有在這些形成預(yù)定位置pf1、pf2、pf3、pf4形成開(kāi)口部,通過(guò)去除從所述抗蝕劑rr1b的開(kāi)口部露出的選擇柵極ga、gb的導(dǎo)電層,以與所述抗蝕劑rr1b的開(kāi)口部的外廓形狀匹配的方式形成分割選擇柵極ga、gb的選擇柵極阻斷部13、14、15、16。
例如,圖12b示出在圖1的b-b′部分形成選擇柵極阻斷部13、15時(shí)的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)。抗蝕劑rr1b的開(kāi)口部h1、h3中,去除露出的選擇柵極ga、gb,形成具有如圖12b所示的所述抗蝕劑rr1b的開(kāi)口部h1、h3的外廓形狀的選擇柵極阻斷部13、15。
并且,此時(shí),抗蝕劑rr1b的開(kāi)口部h1、h3中除了露出選擇柵極gb之外,還露出側(cè)壁隔片27a和柵絕緣膜29b。因此,此時(shí),從抗蝕劑rr1b的開(kāi)口部h1、h3露出的側(cè)壁隔片27a和柵絕緣膜25a也可被去除一部分。由此,從開(kāi)口部h1、h3露出的區(qū)域因側(cè)壁隔片27a被去除而在側(cè)壁隔片27a的頂部附近可形成缺損部40的同時(shí),通過(guò)去除柵絕緣膜25a以及元件隔離層20的一部分表面來(lái)在所述元件隔離層20上可形成塌陷的凹陷部30。
如此,存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1中,在選擇柵極ga(gb)的多個(gè)位置,通過(guò)去除所述選擇柵極ga(gb)來(lái)分割選擇柵極ga(gb)。這樣,能夠從一體的選擇柵極ga(gb)設(shè)置第一選擇柵極g2a(g2b)和第二選擇柵極g3a(g3b),所述第一選擇柵極g2a(g2b)包圍一接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a(10b),且沿著存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)的一側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a以側(cè)壁形狀形成,所述第二選擇柵極g3a(g3b)包圍另一接觸器設(shè)置構(gòu)造體11a(11b),且沿著存儲(chǔ)器柵極g1a(g1b)的另一側(cè)壁的側(cè)壁隔片27a以側(cè)壁形狀形成。
然后,例如通過(guò)灰化等來(lái)去除抗蝕劑rr1a、rr1b后,使用被圖案化為n型用或p型用的抗蝕劑,在周邊電路區(qū)域er2,通過(guò)離子注入法等注入n型雜質(zhì)或者p型雜質(zhì),如圖12a(然而,在圖12a中照樣示出利用該工序應(yīng)被去除的抗蝕劑rr1a、rr1b)所示,在向外部露出的一邏輯阱w2的基板表面形成有n型延伸區(qū)域eta的同時(shí),在同樣地向外部露出的另一邏輯阱w3的基板表面形成有p型延伸區(qū)域etb。
接著,去除所述抗蝕劑后,經(jīng)過(guò)形成側(cè)壁sw的工序和其他工序,如通過(guò)離子注入法等向所需的位置注入高濃度的n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì)來(lái)形成源區(qū)域d1、d3和漏區(qū)域d2的工序、形成硅化物sc的工序等后,以覆蓋所述存儲(chǔ)器單元3a、3b、3c、3d、3e、3f和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b、周邊電路18、19的方式形成層間絕緣層21。
接著,從一接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a(10b)的頂部跨著第一選擇柵極g2a(g2b)而到基板表面,在層間絕緣層21形成接觸器孔。另外,從另一接觸器設(shè)置構(gòu)造體11a(11b)的頂部跨著第二選擇柵極g3a(g3b)而到基板表面,在層間絕緣膜21形成接觸器孔。進(jìn)一步,此時(shí),在其他所需的位置的層間絕緣層21也形成接觸器孔。
接著,通過(guò)向各接觸器孔注入導(dǎo)電部件來(lái)在各接觸器孔形成柱狀的接觸器c1、c2、c3、…等。此時(shí),例如,關(guān)注接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、11b、11b中的一個(gè)接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a時(shí),可以形成從接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的平坦的頂部跨著第一選擇柵極g2a而到基板表面立設(shè)的具有長(zhǎng)方形剖面的接觸器c5a。通過(guò)依次實(shí)施所述各工序,可以制造具有如圖1、圖2、圖3及圖4所示結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置1。
(3)作用及效果
對(duì)于以上結(jié)構(gòu),半導(dǎo)體裝置1中,設(shè)置接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a(10b、11b),其具有與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a(4b)一樣的依次層疊電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b及存儲(chǔ)器柵極g8a、g9a(g8b、g9b)的結(jié)構(gòu),且與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a(4b)電隔離。另外,半導(dǎo)體裝置1中,設(shè)置有從存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a(4b)到一接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a(10b、11b)連續(xù)設(shè)置的側(cè)壁形狀的第一選擇柵極g2a(g2b)和第二選擇柵極g3a(g3b)。
另外,半導(dǎo)體裝置1中,設(shè)置有一接觸器c5a(c5b)和另一接觸器c6a(c6b),所述一接觸器c5a(c5b)立設(shè)在從一接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a(10b)的頂部跨著側(cè)壁隔片27c和第一選擇柵極g2a(g2b)而到基板表面的區(qū)域,所述另一接觸器c6a(c6b)立設(shè)在從另一接觸器設(shè)置構(gòu)造體11a(11b)的頂部跨著側(cè)壁隔片27c和第二選擇柵極g3a(g3b)而到基板表面的區(qū)域,并且,通過(guò)一接觸器c5a(c5b)電連接第一選擇柵極g2a(g2b)與上層的一配線層,通過(guò)另一接觸器c6a(c6b)電連接第二選擇柵極g3a(g3b)與上層的另一配線層。
因此,半導(dǎo)體裝置1中,例如從與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a一樣由電荷存儲(chǔ)層ec、上部柵絕緣膜23b及存儲(chǔ)器柵極g8a的層構(gòu)成的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的平坦的頂部跨至第一選擇柵極g2a設(shè)置了接觸器c5a,因此,不具有如現(xiàn)有的升起到存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體110的頂部的升起部102b(圖13),相應(yīng)地可縮短離上層的配線層的距離,能夠降低接觸器c2等的長(zhǎng)徑比,從而能夠防止接觸器的阻抗增大。另外,半導(dǎo)體裝置1中,由于不具有如現(xiàn)有的升起到存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體110的頂部的升起部102b,因此,能夠相應(yīng)地使接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a和上層的配線層離遠(yuǎn),因此能夠防止與上層的配線層的接觸不良。
另外,本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置1的制造方法中,通過(guò)在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1依次對(duì)層狀的存儲(chǔ)器柵極用導(dǎo)電層35、層狀的上部柵絕緣膜23b及層狀的電荷存儲(chǔ)層ec實(shí)施圖案化處理來(lái)形成由存儲(chǔ)器柵極g1a、上部柵絕緣膜23b、電荷存儲(chǔ)層ec、下部柵絕緣膜23a構(gòu)成的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b時(shí),形成借用與所述存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b相同的層而形成且與存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b電隔離的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b(圖6a和圖7)。
另外,半導(dǎo)體裝置1的制造方法中,在形成有由側(cè)壁隔片27a、27c覆蓋的存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1(圖8a)和周邊電路區(qū)域er2形成柵絕緣膜25a、25b、25c、29a、29b,然后在所述柵絕緣膜25a、25b、25c、29a、29b上形成導(dǎo)電層37和反向?qū)щ妼?8(圖9a),然后使周邊電路區(qū)域er2的導(dǎo)電層37和反向?qū)щ妼?8照原樣殘留,而對(duì)存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的導(dǎo)電層37實(shí)施回蝕處理。
由此,半導(dǎo)體裝置1的制造方法中,可以形成在存儲(chǔ)器柵極4a、4b和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的周邊連續(xù)設(shè)置、且沿著側(cè)壁隔片27a、27c以側(cè)壁形狀形成的選擇柵極ga、gb(圖9b、圖10及圖11)。
進(jìn)一步,在該半導(dǎo)體裝置1的制造方法中,利用通過(guò)光掩膜被圖案化處理的抗蝕劑rr1a來(lái)對(duì)周邊電路區(qū)域er2的導(dǎo)電層37和反向?qū)щ妼?8實(shí)施圖案化處理,由此在柵絕緣膜29a、29b上形成邏輯柵極g5、g6,并且照原樣利用形成所述邏輯柵極g5、g6時(shí)使用的抗蝕劑rr1a、rr1b,來(lái)去除存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的選擇柵極ga、gb的一部分,使得所述選擇柵極ga、gb分割。
由此,半導(dǎo)體裝置1的制造方法中,可以形成包圍一接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a(10b)的周邊的第一選擇柵極g2a(g2b)和與所述第一選擇柵極g2a(g2b)電隔離且包圍另一接觸器設(shè)置構(gòu)造體11a(11b)的周邊的第二選擇柵極g3a(g3b)(圖12、圖13)。
這樣,半導(dǎo)體裝置1的制造方法中,在實(shí)施形成周邊電路區(qū)域er2的邏輯柵極g5、g6的光掩膜工序時(shí),同時(shí)分割存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的選擇柵極ga、gb,從而可以形成沿著存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b相對(duì)配置且電隔離的第一選擇柵極g2a、g2b和第二選擇柵極g3a、g3b。
另外,半導(dǎo)體裝置1的制造方法中,在以覆蓋存儲(chǔ)器單元3a、3b、3c、3d、3e、3f和接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b等的方式形成層間絕緣層21后,從接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的頂部跨著第一選擇柵極g2a、g2b或第二選擇柵極g3a、g3b的任一方而穿設(shè)接觸器孔,在所述接觸器孔中填充導(dǎo)電部件。
由此,本發(fā)明中,可以形成從接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的頂部跨著第一選擇構(gòu)造體5a、5b或第二選擇柵構(gòu)造體6a、6b的任一方的接觸器c5a、c5b、c6a、c6b,可以通過(guò)所述接觸器c5a、c5b、c6a、c6b,連接位于存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、5b上層的配線層與第一選擇柵極g2a、g2b或第二選擇柵極g3a、g3b。
(4)省略第三光掩膜加工工序的另一實(shí)施方式的制造方法
上述的實(shí)施方式中,關(guān)注利用專門用于存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的加工的專用光掩膜對(duì)抗蝕劑實(shí)施圖案化處理的專用光掩膜工序,總共實(shí)施第一光掩膜加工工序、第二光掩膜加工工序、第三光掩膜加工工序及用于形成選擇柵極的第四光掩膜加工工序(用于形成選擇柵極的光掩膜加工工序)四個(gè)工序,但是,本發(fā)明并不限定于此,也可以總共實(shí)施第一光掩膜加工工序、第二光掩膜加工工序及用于形成選擇柵極的光掩膜加工工序(對(duì)應(yīng)于所述第四光掩膜加工工序),而不實(shí)施第三光掩膜加工工序的雜質(zhì)注入。
即,即使不實(shí)施第三光掩膜工序的雜質(zhì)注入也最終形成的第一選擇柵構(gòu)造體5a、5b和第二選擇柵構(gòu)造體6a、6b的閾值電壓(vth)達(dá)到期望的值時(shí),無(wú)需進(jìn)行第三光掩膜加工工序,因此可以省略所述第三光掩膜加工工序。
實(shí)際上,省略所述第三光掩膜加工工序的制造方法中,如圖8a所示,在形成覆蓋存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a、4b(圖6b)的周邊的側(cè)壁隔片27a(側(cè)壁隔片形成工序)后,利用氟酸等來(lái)去除周邊電路區(qū)域er2的犧牲氧化膜30a,如圖8c所示,通過(guò)熱氧化法等,在存儲(chǔ)器電路區(qū)域er1的第一選擇柵極g2a、g2b(圖1)和第二選擇柵極g3a、g3b(圖1)的形成預(yù)定位置上形成柵絕緣膜25a、25b的同時(shí),在周邊電路區(qū)域er2的邏輯柵極g5、g6(圖1)的形成預(yù)定位置上也形成柵絕緣膜29a、29b。然后,與上述的實(shí)施方式的制造方法一樣,可以經(jīng)過(guò)圖9~圖12所示的制造工序制造圖1所示的半導(dǎo)體集成電路裝置1。
省略第三光掩膜加工工序的所述實(shí)施方式中,對(duì)于一般的周邊電路的制造工序,可以僅增加相當(dāng)于3個(gè)光掩膜的制造工序,能夠組裝存儲(chǔ)器單元3a、3b、3c、3d、3e、3f,其中,以?shī)A住存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b的方式配置有第一選擇柵極g2a、g2b和第二選擇柵極g3a、g3b,且能夠獨(dú)立地控制第一選擇柵極g2a、g2b和第二選擇柵極g3a、g3b。
(5)其他實(shí)施方式
并且,本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式,在本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形實(shí)施,例如,存儲(chǔ)器單元3a、3b、3c、3d、3e、3f的數(shù)量、周邊電路18、19的數(shù)量、接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、10b、11b的數(shù)量、選擇柵極阻斷部13、14、15、16的數(shù)量等可以采用各種數(shù)量,另外,存儲(chǔ)器阱w1和邏輯阱w2、w3的導(dǎo)電型也可以是n型或p型的任何一種。進(jìn)一步,可以設(shè)置三個(gè)以上的接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a、…,或者可以設(shè)置三個(gè)以上的選擇柵極阻斷部。
另外,上述的實(shí)施方式中,作為選擇柵極對(duì)適用了通過(guò)選擇柵極阻斷部13、14、15、16來(lái)分割未分割的選擇柵極ga、gb且能夠獨(dú)立地進(jìn)行控制的第一選擇柵極g2a、g2b和第二選擇柵極g3a、g3b的情況進(jìn)行了說(shuō)明。
但是,本發(fā)明并不限定于此,也可以將未分割而一體形成的選擇柵極ga、gb無(wú)需分割,而是可以將包圍存儲(chǔ)器柵極g1a、g1b狀態(tài)的選擇柵極ga、gb作為側(cè)壁型柵極來(lái)照原樣使用。在這種情況下,圖10中,例如兩個(gè)接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a中,一個(gè)接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a可以設(shè)置在選擇柵極ga中。這樣的半導(dǎo)體裝置中,通過(guò)將接觸器c5a以從接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a的頂部跨著側(cè)壁隔片27a和選擇柵極ga的方式立設(shè),由此從一個(gè)接觸器c5a向選擇柵極ga施加電壓,從而能夠與存儲(chǔ)器柵極g1a不同地獨(dú)立地控制選擇柵極ga,能夠得到與上述的實(shí)施方式相同的效果。
并且,上述的實(shí)施方式中,說(shuō)明了如下的情況:作為選擇柵極阻斷部,通過(guò)去除選擇柵極ga的一部分來(lái)進(jìn)行了物理性阻斷,由此從選擇柵極ga形成第一選擇柵極g2a和第二選擇柵極g3a。但是,本發(fā)明并不限定于此,例如,也可以在選擇柵極ga上設(shè)置具有反向?qū)щ娦偷姆聪驅(qū)щ娦碗姌O阻斷層或者本征半導(dǎo)體層的選擇柵極阻斷部,通過(guò)選擇柵極阻斷部,在選擇柵極形成pin接合結(jié)構(gòu)、nin接合結(jié)構(gòu)、pip接合結(jié)構(gòu)、npn接合結(jié)構(gòu)或pnp接合結(jié)構(gòu),使選擇柵極電隔離而形成第一選擇柵極g2a和第二選擇柵極g3a。
另外,上述的實(shí)施方式中,說(shuō)明了如下的情況:作為選擇柵極,設(shè)置了選擇性地向與存儲(chǔ)器柵極g1a相對(duì)的基板表面的溝道層施加電壓的第一選擇柵極g2a和第二選擇柵極g3a。但是,本發(fā)明并不限定于此,也可以是,對(duì)于存儲(chǔ)器柵極g1a,設(shè)置具有選擇所述存儲(chǔ)器柵極g1a的功能的第一選擇柵極g2a或第二選擇柵極g3a中的任何一個(gè)。
進(jìn)一步,上述的實(shí)施方式中,首先對(duì)形成存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a的半導(dǎo)體裝置1進(jìn)行說(shuō)明,但是,本發(fā)明并不限定于此,也可以適用于形成柵極和在所述柵極夾著側(cè)壁隔片形成側(cè)壁型柵極的各種半導(dǎo)體裝置中。
雖然例如,在存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體4a設(shè)置電荷存儲(chǔ)層ec,但是半導(dǎo)體裝置還可以是:柵構(gòu)造體中沒(méi)有設(shè)置電荷存儲(chǔ)層,而是在基板上夾著柵絕緣膜具有柵極,并且設(shè)置具有由與所述柵極相同層形成的隔離柵極并與柵構(gòu)造體電隔離的接觸器設(shè)置構(gòu)造體。在這種情況下,半導(dǎo)體裝置中,設(shè)置有從柵構(gòu)造體到接觸器設(shè)置構(gòu)造體連續(xù)設(shè)置的側(cè)壁型柵極,以從接觸器設(shè)置構(gòu)造體的頂部跨著側(cè)壁隔片和側(cè)壁型柵極的方式立設(shè)有接觸器。
進(jìn)一步,在其他實(shí)施方式中,也可以從柵構(gòu)造體到接觸器設(shè)置構(gòu)造體連續(xù)設(shè)置的側(cè)壁型柵極與基板表面之間夾著柵絕緣膜設(shè)置電荷存儲(chǔ)層。在這種情況下,具有側(cè)壁型柵極的側(cè)壁型柵構(gòu)造體具有依次層疊下部柵絕緣膜、電荷存儲(chǔ)層、上部柵絕緣膜及存儲(chǔ)器柵極的結(jié)構(gòu)。另外,在側(cè)壁夾著側(cè)壁隔片形成有側(cè)壁型柵構(gòu)造體的柵構(gòu)造體中,在基板上夾著柵絕緣膜配置有柵極,接觸器設(shè)置構(gòu)造體的結(jié)構(gòu)可以是具有與柵極相同層的隔離柵極的結(jié)構(gòu)。
另外,上述的實(shí)施方式中,可以使接觸器設(shè)置構(gòu)造體10a、11a和選擇柵極阻斷部13、14等形成在各種不同的位置。
順便說(shuō)一下,上述的實(shí)施方式中,作為周邊電路18、19,除了適用于形成在與存儲(chǔ)器單元3a、3b、3c、3d、3e、3f相同區(qū)域的讀出放大器、列譯碼器、行譯碼器等其他各種周邊電路(直接周邊電路)之外,還可以適用于形成在與存儲(chǔ)器單元3a、3b、3c、3d、3e、3f不同區(qū)域的cpu(centralprocessingunit)、asic(application-specificintegratedcircuit)、輸入輸出電路等其他各種周邊電路。
附圖標(biāo)記的說(shuō)明
1:半導(dǎo)體裝置
3a、3b、3c、3d、3e、3f:存儲(chǔ)器單元
4a、4b:存儲(chǔ)器柵構(gòu)造體(柵構(gòu)造體)
5a、5b:第一選擇柵構(gòu)造體
6a、6b:第二選擇柵構(gòu)造體
10a、11a、10b、11b:接觸器設(shè)置構(gòu)造體
ga、gb:選擇柵極(側(cè)壁型柵極)
g1a、g1b:存儲(chǔ)器柵極(柵極)
g2a、g2b:第一選擇柵極(側(cè)壁型柵極)
g3a、g3b:第二選擇柵極(側(cè)壁型柵極)
g8a、g8b、g9a、g9b:存儲(chǔ)器柵極(隔離存儲(chǔ)器柵極)
ec:電荷存儲(chǔ)層
20:元件隔離層(基板)
23a:下部柵絕緣膜
23b:上部柵絕緣膜
rrla、rrlb:抗蝕劑
w1:存儲(chǔ)器阱(基板)
w2、w3:邏輯阱(基板)