非易失性閃存存儲器單元制造技術

本公開提供了一種用于在基板上制造閃存存儲器設備的方法，該方法可包括：制備具有用于限定有源部分的淺溝槽隔離的基板；在所制備的基板上沉積浮柵氧化物層；在浮柵氧化物層上沉積浮柵多晶硅層；對浮柵多晶硅層進行拋光以隔離基板的有源部分上方的多個浮柵；在多個浮柵頂部上沉積氮化硅層；圖案化并蝕刻氮化硅層以形成氮化硅特征部；沿氮化硅特征部的側面沉積一組氧化物間隔物；在各個浮柵下方將源極結植入基板中；在除了各個氧化物間隔物下方之外的地方移除浮柵多晶硅層，然后移除一組氧化物間隔物；在剩余的浮柵頂部上沉積內多晶硅層；在內多晶硅層頂部上沉積第二多晶硅層；以及圖案化并蝕刻第二多晶硅層以將第二多晶硅層分離成字線設備和擦除柵。

Nonvolatile Flash Memory Unit

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】非易失性閃存存儲器單元相關專利申請的交叉引用本專利申請要求2017年2月14日提交的共同擁有的美國臨時專利申請62/458,856的優先權，該專利申請據此以引用的方式并入本文以用于所有目的。
本公開涉及半導體器件，并且本公開的教導內容可具體體現在非易失性閃存存儲器單元和用于制造半導體器件的工藝。
技術介紹
閃存存儲器是用作計算機存儲介質的電子部件，通常包括固態存儲器設備。NAND型閃存存儲器可以塊和/或頁的形式寫入和讀取。該NAND型閃存存儲器通常用于存儲卡、USB閃存驅動器和固態驅動器，以用于進行數據的一般存儲和傳輸。NOR型閃存存儲器可允許寫入和讀取單個機器字詞和/或字節。基于NOR的閃存設備可能需要更長的擦除時間和/或寫入時間，但提供允許隨機訪問任何存儲器位置的完整地址和數據總線。基于NOR的設備可能更適合很少更新的程序代碼，例如計算機BIOS或部件固件。閃存存儲器將數據存儲在存儲器單元陣列(包括浮柵晶體管)中。每個存儲器單元可包括兩個柵極—由氧化物層絕緣的控制柵和浮柵。圖1示出了現有技術的閃存存儲器單元1，該閃存存儲器單元包括兩個選擇柵10、控制柵20、在控制柵20下面的源極結30、漏極結40和浮柵50。存在圍繞各個部件的氧化物層。浮柵50可通過控制柵20(有時被稱為擦除柵)連接到源極結30。浮柵50可通過選擇柵10(有時被稱為字線設備)連接到漏極結40。每個特征部的各種尺寸受到所使用的制造工藝的限制。當然，尺寸越小，可排列在相同尺寸的芯片和/或設備中的存儲器單元1就越多。
技術實現思路
因此，減少閃存存儲器單元的關鍵尺寸的工藝或方法可為閃存存儲器設備提供改善的單元密度和/或降低的成本。根據本公開的教導內容的各種實施方案，制造工藝可利用字線設備和擦除柵之間的減小的浮動側壁耦合比來減小占有面積和所需的工作電壓。例如，用于在基板上制造閃存存儲器設備的方法可包括：制備具有用于限定和分離有源部分的淺溝槽隔離的基板；在所制備的基板上沉積浮柵氧化物層；在浮柵氧化物層上沉積浮柵多晶硅層；對浮柵多晶硅層進行拋光以隔離基板的有源部分上方的多個浮柵；在多個浮柵頂部上沉積氮化硅層；圖案化并蝕刻氮化硅層以形成氮化硅特征部；沿氮化硅特征部的側面沉積一組氧化物間隔物；在各個浮柵下方將源極結植入基板中；在除了各個氧化物間隔物下方之外的地方移除浮柵多晶硅層，然后移除該組氧化物間隔物；在剩余的浮柵頂部上沉積內多晶硅層；在內多晶硅層頂部上沉積第二多晶硅層；以及圖案化并蝕刻第二多晶硅層以將第二多晶硅層分離成字線設備和擦除柵。在一些實施方案中，圖案化并蝕刻氮化硅層包括：在氮化硅層上沉積光致抗蝕劑層；圖案化光致抗蝕劑層；以及蝕刻氮化硅層上被光致抗蝕劑層暴露的地方。在一些實施方案中，各個氧化物間隔物的尺寸為約120納米。在一些實施方案中，剩余的浮柵的尺寸為約120納米。在一些實施方案中，第二多晶硅層的厚度大于相鄰剩余的浮柵之間的距離的二分之一。在一些實施方案中，相鄰浮柵之間的距離為大約390納米。在一些實施方案中，字線設備的尺寸為大約0.18微米。在一些實施方案中，字線設備和擦除柵之間的間隙為大約0.04微米。又如，閃存存儲器設備可包括：基板，該基板具有限定和分離有源部分的淺溝槽隔離；浮柵氧化物層，該浮柵氧化物層沉積在基板上；浮柵多晶硅層，該浮柵多晶硅層位于浮柵氧化物層上與基板相對，限定在基板的有源部分上方的多個浮柵；氮化硅層，該氮化硅層在多個浮柵頂部上限定氮化硅特征部；一組間隔物，該一組間隔物沿氮化硅特征部的多個側面；源極結，在各個浮柵下方將該源極結植入基板中；浮柵多晶硅層，該浮柵多晶硅層僅存在于該組間隔物中的各個間隔物下方；內多晶硅層，該內多晶硅層位于浮柵頂部上；第二多晶硅層，該第二多晶硅層位于內多晶硅層頂部上，該第二多晶硅層被圖案化并蝕刻以將第二多晶硅層分離成字線設備和擦除柵。在一些實施方案中，該組間隔物中的每個間隔物的尺寸為約120納米。在一些實施方案中，浮柵中的每個浮柵的尺寸為約120納米。在一些實施方案中，第二多晶硅層的厚度大于相鄰浮柵之間的距離的二分之一。在一些實施方案中，相鄰浮柵之間的距離為大約390納米。在一些實施方案中，字線設備中的每個字線設備的尺寸為大約0.18微米。在一些實施方案中，字線設備中的每一個字線設備和相鄰擦除柵之間的間隙為大約0.04微米。附圖說明圖1是示出現有技術的閃存存儲器單元的部件的圖。圖2A和圖2B是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖；圖3A和圖3B是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖；圖4A至圖4C是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖；圖5A至圖5C是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖；圖6A至圖6C是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖；圖7A至圖7C是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖；圖8A至圖8D是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖；圖9是示出根據本公開的教導內容的使用制造工藝制成的閃存存儲器單元的部分的示意圖；并且圖10是示出根據本公開的教導內容的使用制造工藝制成的閃存存儲器單元陣列的部分的示意圖。具體實施方式本公開的教導內容可具體體現在用于減小閃存存儲器單元的關鍵尺寸的各種工藝或方法。這些工藝可為閃存存儲器設備提供改善的單元密度和/或降低的成本。在一些實施方案中，制造工藝可利用字線設備和擦除柵之間的減小的浮動側壁耦合比來減小占有面積和所需的工作電壓。圖2A和圖2B是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖。制造工藝可以基板開始，該基板由用于限定和分離有源部分110的淺溝槽隔離來制備。溝槽120電隔離各種有源部件以防止寄生連接。浮柵氧化物層140可沉積在基板100頂上，并且然后浮柵多晶硅層130可沉積在浮柵氧化物層140頂上。圖2B示出了圖2A所示陣列的橫截面。圖3A和圖3B是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖。該工藝可包括對浮柵多晶硅層130進行拋光以隔離基板100的有源部分110上方的多個浮柵。圖4A至圖4C是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖。該工藝可包括：在多個浮柵頂部上沉積氮化硅層150，以及然后圖案化并蝕刻氮化硅層150以形成如圖4C所示的氮化硅特征部。可通過以下方式來形成特征部：沉積光致抗蝕劑層160；在光致抗蝕劑層160中形成圖案(例如，通過選擇性地暴露和移除光致抗蝕劑以形成所需的特征部)；以及蝕刻氮化硅層150上被所移除的光致抗蝕劑暴露的地方。該工藝可包括沿剩余的氮化硅特征部的側面沉積和蝕刻氧化物間隔物170。圖5A至圖5C是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖。該工藝可包括在各個浮柵170下方將源極結180植入基板100中。該工藝可包括用于植入源極結180的任何適當的方法。圖5B和圖5C示出了在不同位置處沿基板100截取的橫截面。圖6A至圖6C是示出根據本公開的教導內容的制造工藝的部分的示意圖。該工藝可包括：在除了各個氧化物間隔物170下方之外的地方，移除氮化物層150和浮柵多晶硅130，然后移除該組氧化物間隔物170。可通過蝕刻工藝來移除浮柵多晶硅層。可通過任何適當的方法來移除該組氧化物間隔物170，從而留下如本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于在基板上制造閃存存儲器設備的方法，所述方法包括：制備具有用于限定和分離有源部分的淺溝槽隔離的基板；在所制備的基板上沉積浮柵氧化物層；在所述浮柵氧化物層上沉積浮柵多晶硅層；對所述浮柵多晶硅層進行拋光以隔離所述基板的所述有源部分上方的多個浮柵；在所述多個浮柵頂部上沉積氮化硅層；圖案化并蝕刻所述氮化硅層以形成氮化硅特征部；沿所述氮化硅特征部的側面沉積一組氧化物間隔物；在所述各個浮柵下方將源極結植入所述基板中；在除了各個氧化物間隔物下方之外的地方移除所述浮柵多晶硅層，然后移除所述一組氧化物間隔物；在剩余的浮柵頂部上沉積內多晶硅層；在所述內多晶硅層頂部上沉積第二多晶硅層；以及圖案化并蝕刻所述第二多晶硅層以將所述第二多晶硅層分離成字線設備和擦除柵。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2017.02.14 US 62/458,856;2018.02.02 US 15/887,0881.一種用于在基板上制造閃存存儲器設備的方法，所述方法包括：制備具有用于限定和分離有源部分的淺溝槽隔離的基板；在所制備的基板上沉積浮柵氧化物層；在所述浮柵氧化物層上沉積浮柵多晶硅層；對所述浮柵多晶硅層進行拋光以隔離所述基板的所述有源部分上方的多個浮柵；在所述多個浮柵頂部上沉積氮化硅層；圖案化并蝕刻所述氮化硅層以形成氮化硅特征部；沿所述氮化硅特征部的側面沉積一組氧化物間隔物；在所述各個浮柵下方將源極結植入所述基板中；在除了各個氧化物間隔物下方之外的地方移除所述浮柵多晶硅層，然后移除所述一組氧化物間隔物；在剩余的浮柵頂部上沉積內多晶硅層；在所述內多晶硅層頂部上沉積第二多晶硅層；以及圖案化并蝕刻所述第二多晶硅層以將所述第二多晶硅層分離成字線設備和擦除柵。2.根據權利要求1所述的方法，其中圖案化并蝕刻所述氮化硅層包括：在所述氮化硅層上沉積光致抗蝕劑層；圖案化所述光致抗蝕劑層；以及蝕刻所述氮化硅層上被所述光致抗蝕劑層暴露的地方。3.根據權利要求1或2中任一項所述的方法，其中所述各個氧化物間隔物的尺寸為約120納米。4.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中所述剩余的浮柵的尺寸為約120納米。5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中所述第二多晶硅層的厚度大于相鄰剩余的浮柵之間的距離的二分之一。6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中相鄰浮柵之間的距離為大約390納米。7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其中所述字線設...

【專利技術屬性】
技術研發人員：索努·達里亞納尼，博米·陳，梅爾·海馬斯，
申請(專利權)人：密克羅奇普技術公司，
類型：發明
國別省市：美國,US