用于分裂柵非易失性存儲(chǔ)器單元的自對(duì)準(zhǔn)源極的形成的制作方法
【專利說(shuō)明】用于分裂柵非易失性存儲(chǔ)器單元的自對(duì)準(zhǔn)源極的形成
[0001]相關(guān)專利申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求2013年7月5日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61 /843，189的權(quán)益，并且該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及非易失性閃存單元的制造。
【背景技術(shù)】
[0003]分裂柵非易失性閃存單元是本領(lǐng)域中已知的，包括具有選擇柵、浮柵、控制柵、和擦除柵的那些存儲(chǔ)器單元。例如，美國(guó)專利N0.7，927，994公開了此類存儲(chǔ)器單元的形成，該專利出于所有目的以引用方式并入。
[0004]’994專利的圖3L示出源極區(qū)16在兩個(gè)浮柵之間并且在擦除柵24下方的襯底中形成?！?94專利描述并示出(在圖3G中)源極區(qū)16通過(guò)一對(duì)柵堆棧之間的離子注入而形成，其中每個(gè)柵堆棧包括浮柵、控制柵、絕緣層、和側(cè)間隔物(包括用于限定浮柵的內(nèi)側(cè)壁的同一側(cè)間隔物)。到襯底中的源極區(qū)注入由相對(duì)浮柵的內(nèi)邊緣(以及在浮柵上面的用于通過(guò)多晶硅蝕刻限定那些邊緣的側(cè)間隔物)來(lái)限制和限定。
[0005]圖1為使用’994專利的技術(shù)形成的存儲(chǔ)器陣列的俯視圖。STI隔離區(qū)域10設(shè)置在包含存儲(chǔ)器單元的有源區(qū)域12的列之間?？刂茤啪€14平行于源極線16延伸?？刂茤啪€14與源極線16之間的間距18(8卩，CG至SL間距18)必須足夠?qū)捯员苊庀噜徃诺亩搪?。間距18取決于控制柵14和源極線16之間的對(duì)準(zhǔn)。如果控制柵14與源極線16在一個(gè)方向上未對(duì)準(zhǔn)，將使得間距18在一側(cè)上較大，而在另一側(cè)上較小，并且可能導(dǎo)致較小CG至SL間距的兩個(gè)相鄰浮柵之間的泄漏。必須保持足夠的CG至SL間距18以避免這種泄漏發(fā)生。由于控制柵線14和源極線16之間的未對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，這個(gè)間距難以減小。此外，源極線16的寬度取決于頸部空間24，該頸部空間可根據(jù)光刻的定義和復(fù)雜的擴(kuò)散(有源)0PC(光學(xué)鄰近校正)的圖案而改變，通常需要所述0PC以更好地限定隔離區(qū)域10的拐角區(qū)域20，從而隨著臨界尺寸縮小以受控方式更好地限定SL頸部區(qū)域22和SL頸部空間24。
[0006]需要以更好地有利于按比例減小存儲(chǔ)器單元陣列的尺寸的方式形成源極區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]上述問(wèn)題和需要由存儲(chǔ)器裝置解決，所述存儲(chǔ)器裝置具有:一對(duì)間隔開的導(dǎo)電浮柵，所述導(dǎo)電浮柵包括彼此面對(duì)的內(nèi)側(cè)壁，其中浮柵設(shè)置在第一導(dǎo)電類型的襯底上面并且與其絕緣;一對(duì)間隔開的導(dǎo)電控制柵，所述導(dǎo)電控制柵各自設(shè)置在浮柵中的一個(gè)上面并且與其絕緣，其中控制柵中的每個(gè)包括相對(duì)的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，并且其中控制柵的內(nèi)側(cè)壁彼此面對(duì);一對(duì)絕緣材料的第一間隔物，所述第一間隔物沿著控制柵的內(nèi)側(cè)壁延伸并且設(shè)置在浮柵上面，其中浮柵的內(nèi)側(cè)壁與該對(duì)第一間隔物的側(cè)表面對(duì)準(zhǔn);一對(duì)絕緣材料的第二間隔物，所述第二間隔物各自沿著第一間隔物中的一個(gè)并且沿著浮柵中的一個(gè)的內(nèi)側(cè)壁延伸;形成到襯底中的溝槽，該溝槽具有與該對(duì)第二間隔物的側(cè)表面對(duì)準(zhǔn)的側(cè)壁;設(shè)置在溝槽中的硅碳;以及注入到硅碳中的材料，該材料在硅碳中形成具有第二導(dǎo)電類型的第一區(qū)域。
[0008]形成存儲(chǔ)器單元的方法包括:形成位于具有第一導(dǎo)電類型的襯底上面并且與其絕緣的導(dǎo)電材料層;形成位于導(dǎo)電層上面并且與其絕緣的一對(duì)間隔開的導(dǎo)電控制柵，其中控制柵中的每個(gè)包括相對(duì)的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，并且其中內(nèi)側(cè)壁彼此面對(duì);形成沿著內(nèi)側(cè)壁并且位于導(dǎo)電層上面的一對(duì)絕緣材料的第一間隔物;進(jìn)行導(dǎo)電層的蝕刻以形成導(dǎo)電層的一對(duì)浮柵，其中浮柵包括內(nèi)側(cè)壁，所述內(nèi)側(cè)壁彼此面對(duì)并且與該對(duì)第一間隔物的側(cè)表面對(duì)準(zhǔn);形成一對(duì)絕緣材料的第二間隔物，所述第二間隔物各自沿著第一間隔物中的一個(gè)并且沿著浮柵中的一個(gè)的內(nèi)側(cè)壁延伸;將溝槽形成到襯底中，其中溝槽具有與該對(duì)第二間隔物的側(cè)表面對(duì)準(zhǔn)的側(cè)壁;在溝槽中形成硅碳；以及將材料注入到硅碳中以在其中形成具有第二導(dǎo)電類型的第一區(qū)域。
[0009]通過(guò)查看說(shuō)明書、權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的其他目的和特征將變得顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為示出常規(guī)形成的存儲(chǔ)器單元陣列的俯視圖。
[0011]圖2A和圖2B為示出在本發(fā)明的存儲(chǔ)器單元陣列中使用的介電間隔物DS和硅碳(SiC)的俯視圖。
[0012]圖3A至圖3G為有源區(qū)域的側(cè)剖視圖，其示出形成存儲(chǔ)器單元陣列的步驟。
[0013]圖4A至圖4D為隔離區(qū)域的側(cè)剖視圖，其示出形成存儲(chǔ)器單元陣列的步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明為用于形成源極區(qū)以使得使用最小CG至SL擴(kuò)散間距(這允許較小的存儲(chǔ)器單元尺寸)的改進(jìn)技術(shù)，源極線的臨界尺寸可被更好地控制，并且對(duì)于SL頸部區(qū)域無(wú)需0PC。
[0015]圖2A和圖2B示出本發(fā)明的關(guān)鍵特征，所述關(guān)鍵特征包括在形成源極線之前在控制柵和浮柵側(cè)壁上形成介電間隔物DS(不同于‘994專利中的用于限定浮柵側(cè)壁的間隔物)，以及在硅襯底和STI氧化物隔離區(qū)域中的溝槽中選擇性外延生長(zhǎng)硅碳(SiC)，在該STI氧化物隔離區(qū)域中襯底硅在底部處暴露。圖2A示出在控制柵形成之后，但在源極線形成之前的陣列。圖2B示出在控制柵側(cè)壁間隔物DS形成之后，并且在硅碳于源極線區(qū)域中的溝槽中生長(zhǎng)之后的陣列。
[0016]圖3A-圖3G為沿著線A-A(在有源區(qū)域中)截取的剖視圖，并且圖4A-圖4D為沿著線B-B(在隔離區(qū)域中)截取的剖視圖，如圖2A和圖2B所示，示出了形成存儲(chǔ)器陣列的步驟。圖3A對(duì)應(yīng)于類似于‘994專利中的圖3G的結(jié)構(gòu)，但是是在形成源極區(qū)的注入之前。浮柵30形成在硅襯底32上并且通過(guò)絕緣層34(例如，二氧化硅)與該硅襯底絕緣?？刂茤?6形成在浮柵30中的每個(gè)上面并且與其絕緣?？刂茤?6具有彼此面對(duì)的內(nèi)側(cè)壁36a。絕緣體38(也稱為硬掩模絕緣體)形成在每個(gè)控制柵36上面。二氧化硅40和氮化硅42形成在控制柵36和絕緣體38的側(cè)面上。氧化物間隔物44沿著控制柵36和絕緣體38的側(cè)面(包括內(nèi)側(cè)壁36a)形成。間隔物的形成在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，且涉及材料在結(jié)構(gòu)的輪廓上面的沉積，繼之以各向異性蝕刻過(guò)程，從而從結(jié)構(gòu)的水平表面移除該材料，而該材料在該結(jié)構(gòu)的豎直定向表面上在很大程度上保持完整(具有圓化的上表面)。已進(jìn)行了多晶蝕刻，該多晶蝕刻使用間隔物44來(lái)限定浮柵30的彼此面對(duì)的內(nèi)側(cè)壁30a。圖4A示出隔離區(qū)域10中的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形成在STI絕緣46(例如，二氧化硅)上面。該結(jié)構(gòu)在隔離區(qū)域10中沒(méi)有浮柵30。
[0017]氧化物間隔物48然后(通過(guò)氧化物沉積和氧化物各向異性蝕刻)形成在該結(jié)構(gòu)的側(cè)面上，如圖3B和圖4B所示。向內(nèi)的區(qū)域中的間隔物48沿著間隔物44并且沿著浮柵30的向內(nèi)的表面30a延伸。優(yōu)選地，在間隔物的形成中使用時(shí)間模式(固定時(shí)間)蝕刻，以在襯底3 2上留下一層氧化物47。光致抗蝕劑49通過(guò)光致抗蝕劑涂覆和光刻曝光以及顯影形成在每個(gè)結(jié)構(gòu)的外半部上面(即，在硬掩模絕緣體38的僅一部分上面)。硅、氮化物和氧化物蝕刻用于向下蝕刻硬掩模絕緣體38、間隔物44和48、氮化物42和氧化物40的暴露部分，以及將溝槽50形成到有源極區(qū)域中的硅襯底32中并且形成到隔離區(qū)域中的STI絕緣46中。例如，進(jìn)行蝕刻可實(shí)現(xiàn)所需結(jié)果，所述蝕刻在硅、氮化物和氧化物蝕刻之間部分地轉(zhuǎn)換氣體，其中在有源極區(qū)域和隔離區(qū)域兩者中的示例性溝槽深度為1000A至1500A。所得結(jié)構(gòu)示于圖3C和圖4C中