閃存半導(dǎo)體器件及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及非易失性存儲半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]用于存儲數(shù)據(jù)的存儲半導(dǎo)體器件可以被分為易失性存儲半導(dǎo)體器件和非易失性存儲半導(dǎo)體器件。易失性存儲半導(dǎo)體器件通常被配置為通過對存儲單元中的電容器充電或放電來存儲數(shù)據(jù)，并且在操作中被廣泛用作各種電子裝置的主存儲器。然而，易失性存儲半導(dǎo)體器件的應(yīng)用是受限的，因為易失性存儲半導(dǎo)體器件在沒有電源的情況下會丟失所存儲的數(shù)據(jù)。
[0003]關(guān)于這點，非易失性存儲半導(dǎo)體器件(諸如閃存半導(dǎo)體器件)吸引了許多研宄機構(gòu)的注意。具體地，已經(jīng)在各個研宄中研宄了具有分柵、控制柵極和存儲柵極的結(jié)構(gòu)的閃存半導(dǎo)體器件。控制柵極選擇存儲單元陣列中的特定存儲單元。并且所選存儲單元的存儲柵極對所選的存儲單元執(zhí)行寫、擦除和讀操作。
[0004]在集成電路技術(shù)的連續(xù)發(fā)展中，具有分柵結(jié)構(gòu)的閃存半導(dǎo)體器件在持續(xù)縮小方面面臨許多問題和技術(shù)難題。在這些問題和難題中，每個存儲單元的可靠性和統(tǒng)一性缺陷是需要解決的最重要的問題。雖然以縮小的尺寸制造閃存半導(dǎo)體器件，但可靠性和統(tǒng)一性會遭受嚴(yán)重的劣化。因此，持續(xù)尋求對制造閃存半導(dǎo)體器件的方法的改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種制造閃存半導(dǎo)體器件的方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體襯底具有至少一個存儲單元陣列區(qū)域和與存儲單元陣列區(qū)域相鄰的至少一個分流區(qū)域；在半導(dǎo)體襯底上形成控制柵電極，控制柵電極形成在存儲單元陣列區(qū)域和分流區(qū)域上；沉積介電層壓膜以覆蓋控制柵電極和半導(dǎo)體襯底；沉積導(dǎo)電膜以覆蓋介電層壓膜；在分流區(qū)域上形成分別與控制柵電極的兩側(cè)相對應(yīng)的兩個凹部；圖案化導(dǎo)電膜以形成兩個側(cè)壁存儲柵電極和一個頂部存儲柵電極，其中，側(cè)壁存儲柵電極分別形成在存儲單元陣列區(qū)域和分流區(qū)域上的控制柵電極的兩個側(cè)壁處，并且頂部存儲柵電極形成在分流區(qū)域上的控制柵電極的上方；去除存儲單元陣列區(qū)域上的一個側(cè)壁存儲柵電極；以及去除從側(cè)壁存儲柵電極和頂部存儲柵電極露出的介電層壓膜。
[0006]優(yōu)選地，圖案化導(dǎo)電膜包括:形成硬掩模以在分流區(qū)域的控制柵電極的頂面上保護導(dǎo)電膜；蝕刻導(dǎo)電膜以形成側(cè)壁存儲柵電極和頂部存儲柵電極，其中，頂部存儲柵電極形成在硬掩模與分流區(qū)域上的控制柵電極的頂面之間；以及去除分流區(qū)域上的控制柵電極的頂面上的硬掩模。
[0007]優(yōu)選地，通過干蝕刻來執(zhí)行蝕刻導(dǎo)電膜。
[0008]優(yōu)選地，形成導(dǎo)電膜的兩個凹部包括:在導(dǎo)電膜上形成掩模圖案，其中，掩模圖案具有兩個開口以分別露出導(dǎo)電膜的位于分流區(qū)域的控制柵電極的兩側(cè)上方的兩個部分；通過開口蝕刻導(dǎo)電膜以形成導(dǎo)電膜的兩個凹部；以及從導(dǎo)電膜去除掩模圖案。
[0009]優(yōu)選地，通過干蝕刻來執(zhí)行穿過開口以蝕刻導(dǎo)電膜。
[0010]優(yōu)選地，凹部的深度為5nm至30nm。
[0011]優(yōu)選地，沉積介電層掩模包括:在控制柵電極和半導(dǎo)體襯底上方沉積第一氧化硅膜；在第一氧化硅膜上方沉積氮化硅膜；以及在氮化硅膜上方沉積第二氮化硅膜。
[0012]優(yōu)選地，通過濕蝕刻執(zhí)行去除介電層壓膜。
[0013]優(yōu)選地，控制柵電極包括多晶硅。
[0014]優(yōu)選地，導(dǎo)電膜電極包括多晶硅。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種閃存半導(dǎo)體器件，包括:半導(dǎo)體襯底，具有至少一個存儲單元陣列區(qū)域和與存儲單元陣列區(qū)域相鄰的至少一個分流區(qū)域；控制柵電極，設(shè)置在存儲單元陣列區(qū)域和分流區(qū)域上；單元存儲柵電極，設(shè)置在存儲單元陣列區(qū)域上的控制柵電極的一個側(cè)壁處；兩個分流側(cè)壁存儲柵電極，分別設(shè)置在分流區(qū)域上的控制柵電極的兩個側(cè)壁處；頂部存儲柵電極，設(shè)置在分流區(qū)域的控制柵電極的頂面上；以及多個介電層壓膜，分別設(shè)置在控制柵電極與單元存儲柵電極、分流側(cè)壁存儲柵電極和頂部存儲柵電極之間，其中，控制柵電極的頂面與分流側(cè)壁存儲柵電極之間的距離大于控制柵電極的頂面與單元存儲柵電極之間的距離。
[0016]優(yōu)選地，控制柵電極的頂面與分流側(cè)壁存儲柵電極之間的距離基本比控制柵電極的頂面與單元存儲柵電極之間的距離大5nm至30nm。
[0017]優(yōu)選地，控制柵電極的頂面與分流側(cè)壁存儲柵電極之間的距離基本為60nm至75nm，以及控制柵電極的頂面與單元存儲柵電極之間的距離基本為45nm至55nm。
[0018]優(yōu)選地，介電層壓膜包括:第一氧化硅膜，設(shè)置在控制柵電極和半導(dǎo)體襯底上方；氮化硅膜，設(shè)置在第一氧化硅膜上；以及第二氮化硅膜，設(shè)置在氮化硅膜上。
[0019]優(yōu)選地，一個分流側(cè)壁存儲柵電極電連接至單元存儲柵電極。
[0020]優(yōu)選地，設(shè)置在分流區(qū)域上的控制柵電極的寬度大于設(shè)置在存儲單元陣列區(qū)域上的控制柵電極的寬度。
[0021]優(yōu)選地，控制柵電極包括多晶硅。
[0022]優(yōu)選地，單元存儲柵電極、分流側(cè)壁存儲柵電極和頂部存儲柵電極由多晶硅或摻雜多晶娃制成。
[0023]優(yōu)選地，該閃存半導(dǎo)體器件還包括:分別沿著兩個側(cè)壁存儲柵電極設(shè)置的兩個分流側(cè)壁隔離件。
[0024]優(yōu)選地，該閃存半導(dǎo)體器件還包括:沿著單元存儲柵電極設(shè)置的單元側(cè)壁隔離件。
【附圖說明】
[0025]當(dāng)閱讀附圖時，根據(jù)以下詳細(xì)的描述來更好地理解本發(fā)明的各個方面。注意，根據(jù)工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件沒有按比例繪制。實際上，為了討論的清楚，可以任意地增加或減小各個部件的尺寸。
[0026]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明各個實施例的閃存半導(dǎo)體器件的一部分的示意性頂視圖。
[0027]圖2是沿著圖1所示線2-2截取的截面圖。
[0028]圖3是沿著圖1所示線3-3截取的截面圖。
[0029]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明各個實施例的制造閃存半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。
[0030]圖5是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的閃存半導(dǎo)體器件的一部分在制造的中間階段的示意圖。
[0031]圖6是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的圖5所示的閃存半導(dǎo)體器件的一部分在制造的隨后階段的示意圖。
[0032]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的圖6的示意性頂視圖。
[0033]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一些其他實施例的圖6的示意性頂視圖。
[0034]圖9是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的圖6所示的閃存半導(dǎo)體器件的一部分在制造的隨后階段的示意圖。
[0035]圖10是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的圖9所示的閃存半導(dǎo)體器件的一部分在制造的隨后階段的示意圖。
[0036]圖11是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的圖10所示的閃存半導(dǎo)體器件的一部分在制造的隨后階段的示意圖。
[0037]圖12是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的圖11所示的閃存半導(dǎo)體器件的一部分在制造的隨后階段的示意圖。
[0038]圖13是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的圖12所示的閃存半導(dǎo)體器件的一部分在制造的隨后階段的示意圖。
[0039]圖14是根據(jù)本發(fā)明各個實施例的圖13所示的閃存半導(dǎo)體器件的一部分在制造的隨后階段的示意圖。
【具體實施方式】
[0040]應(yīng)該理解，以下公開提供了許多不同的用于實施本發(fā)明主題的不同特征的實施例或?qū)嵗?。以下描述部件或配置的具體實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實例而不用于限制。例如，在以下的描述中，在第二部件上方或之上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件被形成為直接接觸的實施例，并且也可以包括可以在第一部件和第二部件形成附件部件使得第一部件和第二部分沒有直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可以在各個實例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字母。這些重復(fù)是為了簡化和清楚，其本身并不表示所討論的各個實施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
[0041]本文所使用的單數(shù)形式“一個”包括多個所指對象，除非另有明確指定。本說明書通篇中的“一個實施例”或“實施例”是指結(jié)合實施例描述的特定部件、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，在本說明書中的各部分出現(xiàn)“一個實施例”或“實施例”不是必須參考相同的實施例。此外，在一個