專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與形成于襯底上的半導(dǎo)體器件有關(guān)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，已積極地開(kāi)發(fā)了用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話設(shè)備、家用電子設(shè)備、RFID等的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。特別地，主要在各自具有浮動(dòng)?xùn)艠O結(jié)構(gòu)的EEPROM和閃存上研究和開(kāi)發(fā)了各種構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。還開(kāi)發(fā)了不是在硅晶片，而是在玻璃襯底、塑料襯底以及包括絕緣層的硅晶片上形成半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的技術(shù)。這一半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件在例如參考文獻(xiàn)1(日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)平5-82787)等中公開(kāi)。參考文獻(xiàn)1等中公開(kāi)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)參考圖12A到12D來(lái)描述。
圖12A所示的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件在參考文獻(xiàn)1的圖1中公開(kāi)。圖12A的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件在其上形成絕緣膜1002的半導(dǎo)體襯底1000上具有帶溝道形成區(qū)1003a和源極或漏極區(qū)1003b的半導(dǎo)體層1003、隧道絕緣膜1004、浮動(dòng)?xùn)烹姌O1005、中間絕緣膜1006以及控制柵電極1007。
另一方面，圖12C所示的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件在參考文獻(xiàn)1和參考文獻(xiàn)2(日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)平11-87545)的圖2中公開(kāi)。此處，半導(dǎo)體層1003、隧道絕緣膜1004、浮動(dòng)?xùn)烹姌O1005、中間絕緣膜1006和控制柵電極1007形成于其上形成了絕緣膜1002的半導(dǎo)體襯底1000上。如圖12D所示，形成了半導(dǎo)體層1003、絕緣膜1004a、浮動(dòng)?xùn)艠O層1005a、絕緣膜1006a和控制柵極層1007，然后通過(guò)使用抗蝕劑掩模1008共同蝕刻它們。

發(fā)明內(nèi)容
圖12A所示的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件需要在控制柵極層1007a上形成抗蝕劑掩模1008以形成控制柵電極1007，并蝕刻抗蝕劑掩模以形成圖案。然而，難以在期望的位置處適當(dāng)?shù)匦纬煽刮g劑掩模1008，因?yàn)楫?dāng)形成抗蝕劑掩模1008時(shí)，取決于器件的對(duì)準(zhǔn)精度發(fā)生未對(duì)準(zhǔn)。因此，沒(méi)有在相對(duì)于浮動(dòng)?xùn)烹姌O1005的對(duì)稱位置或幾乎對(duì)稱位置處形成抗蝕劑掩模1008(圖12B)。
因此，其中控制柵電極1007與漏極和源極區(qū)之一彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度1009明顯不同于其中控制柵電極1007與源極和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度1010(圖12A)。
另一方面，在圖12C所示的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件中，由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O1005、絕緣膜1006和控制柵電極1007是使用圖12D所示的抗蝕劑掩模1008共同蝕刻的，因此不導(dǎo)致圖12A和12B所示的未對(duì)準(zhǔn)的問(wèn)題，但是發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)器的保持特性較差?？紤]到這是因?yàn)樵诳刂茤烹姌O1007和浮動(dòng)?xùn)烹姌O1005之間發(fā)生了泄漏。
鑒于上述情況，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，其中在不導(dǎo)致未對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題的情況下以自對(duì)準(zhǔn)方式形成控制柵電極，并且在控制柵電極和浮動(dòng)?xùn)烹姌O之間不發(fā)生泄漏。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的一個(gè)特征包括半導(dǎo)體膜、該半導(dǎo)體膜上的第一柵絕緣膜、該第一柵絕緣膜上的浮動(dòng)?xùn)烹姌O、覆蓋該浮動(dòng)?xùn)烹姌O的第二柵絕緣膜、以及該第二柵絕緣膜上的控制柵電極。形成控制柵電極以覆蓋浮動(dòng)?xùn)烹姌O，且在這兩個(gè)柵電極之間插入第二柵絕緣膜。在控制柵電極上形成側(cè)壁。側(cè)壁形成于控制柵電極中由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分上。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括設(shè)置在半導(dǎo)體膜中的溝道形成區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)?？刂茤烹姌O與源極區(qū)和漏極區(qū)重疊，并在它們之間插入第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。其中控制柵電極與源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中控制柵電極與源極區(qū)和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括設(shè)置在半導(dǎo)體膜中的溝道形成區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)?？刂茤烹姌O與源極區(qū)和漏極區(qū)重疊，且在它們之間插入第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。其中控制柵電極與源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中控制柵電極與源極區(qū)和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括設(shè)置在半導(dǎo)體膜中的溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)以及一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)。溝道形成區(qū)被設(shè)置在該對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)之間。第二雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在溝道形成區(qū)和第一雜質(zhì)區(qū)之間。控制柵電極與該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)重疊，并且它們之間插入第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。其中控制柵電極與該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中控制柵電極與該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括設(shè)置在半導(dǎo)體膜中的溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)和一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)。溝道形成區(qū)被設(shè)置在該對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)之間。第二雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在溝道形成區(qū)和第一雜質(zhì)區(qū)之間?？刂茤烹姌O與該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)重疊，并且它們之間插入第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。其中控制柵電極與該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中控制柵電極與該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的面積。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括半導(dǎo)體膜、該半導(dǎo)體膜上的第一柵絕緣膜、該第一柵絕緣膜上的浮動(dòng)?xùn)烹姌O、覆蓋該浮動(dòng)?xùn)烹姌O的第二柵絕緣膜、以及該第二柵絕緣膜上的控制柵電極。浮動(dòng)?xùn)烹姌O包括第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O和該第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O上的第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O。第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O的柵極長(zhǎng)度大于第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O的柵極長(zhǎng)度。形成控制柵電極以覆蓋浮動(dòng)?xùn)烹姌O，并在它們之間插入第二柵絕緣膜。在控制柵電極上形成側(cè)壁。側(cè)壁形成于控制柵電極中由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分上。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括設(shè)置在半導(dǎo)體膜中的溝道形成區(qū)、一對(duì)輕摻雜漏極(此處稱為L(zhǎng)DD)區(qū)、源極區(qū)以及漏極區(qū)?？刂茤烹姌O與LDD區(qū)重疊，并且它們之間插入第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。其中控制柵電極與該對(duì)LDD區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中控制柵電極和該對(duì)LDD區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括設(shè)置在半導(dǎo)體膜中的溝道形成區(qū)、一對(duì)LDD區(qū)、源極區(qū)以及漏極區(qū)?？刂茤烹姌O與LDD區(qū)重疊，并且它們之間插入第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。其中控制柵電極與該對(duì)LDD區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中控制柵電極和該對(duì)LDD區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括設(shè)置在半導(dǎo)體膜中的溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)、一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)以及一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)。溝道形成區(qū)被設(shè)置在該對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)之間。第二雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在溝道形成區(qū)和第一雜質(zhì)區(qū)之間。第三雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在第二雜質(zhì)區(qū)和第一雜質(zhì)區(qū)之間。控制柵電極與該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)重疊，并且它們之間插入第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。其中控制柵電極和該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中控制柵電極與該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括設(shè)置在半導(dǎo)體膜中的溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)、一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)以及一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)。溝道形成區(qū)被設(shè)置在該對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)之間。第二雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在溝道形成區(qū)和第一雜質(zhì)區(qū)之間。第三雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在第二雜質(zhì)區(qū)和第一雜質(zhì)區(qū)之間?？刂茤烹姌O與該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)重疊，并且它們之間插入第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。其中控制柵電極與該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中控制柵電極和該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括在半導(dǎo)體膜上形成第一柵絕緣膜、在該第一柵絕緣膜上形成浮動(dòng)?xùn)烹姌O、形成第二柵絕緣膜以覆蓋該浮動(dòng)?xùn)烹姌O、在第二柵絕緣膜上形成導(dǎo)電膜、在該導(dǎo)電膜上形成一膜、使該膜經(jīng)受各向異性蝕刻以在導(dǎo)電膜中由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分上形成側(cè)壁、在導(dǎo)電膜中由于導(dǎo)電膜上的浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分的上階梯部分上形成掩模、以及通過(guò)使用該掩模和側(cè)壁蝕刻該導(dǎo)電膜以形成控制柵電極。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于該掩模被形成為僅覆蓋導(dǎo)電膜的整個(gè)上階梯部分和側(cè)壁。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于通過(guò)使用浮動(dòng)?xùn)烹姌O作為掩模將n型或p型雜質(zhì)添加到半導(dǎo)體膜中，以在半導(dǎo)體膜中形成溝道形成區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于控制柵電極與源極區(qū)和漏極區(qū)重疊，并且它們之間插入第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。其中控制柵電極與源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中控制柵電極與源極區(qū)和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于控制柵電極與源極區(qū)和漏極區(qū)重疊，并且它們之間插入第一柵絕緣膜。其中控制柵電極與源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中控制柵電極與源極區(qū)和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于通過(guò)使用浮動(dòng)?xùn)烹姌O作為掩模將n型或p型雜質(zhì)添加到半導(dǎo)體膜中，并通過(guò)使用控制柵電極作為掩模將與該n型或p型相同的導(dǎo)電雜質(zhì)添加到半導(dǎo)體膜中，以在半導(dǎo)體膜中形成溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)和一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)，其中該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)形成于與控制柵電極重疊的區(qū)域中，并且它們之間插入了第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于其中控制柵電極與該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中控制柵電極與該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于其中控制柵電極與該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中控制柵電極與該對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征包括在半導(dǎo)體膜上形成第一柵絕緣膜、在該第一柵絕緣膜上形成第一導(dǎo)電膜、在該第一導(dǎo)電膜上形成第二導(dǎo)電膜、在該第二導(dǎo)電膜上形成掩模、通過(guò)使用該掩模進(jìn)行第一蝕刻以使第一絕緣膜成為第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O并使第二導(dǎo)電膜成為第四導(dǎo)電膜、進(jìn)行其中蝕刻第四導(dǎo)電膜的一側(cè)以形成其柵極長(zhǎng)度比第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O的長(zhǎng)度短的第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O的第二蝕刻以形成包括第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O和第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O的浮動(dòng)?xùn)烹姌O、形成第二柵絕緣膜以覆蓋浮動(dòng)?xùn)烹姌O、在該第二柵絕緣膜上形成導(dǎo)電膜、在該導(dǎo)電膜上形成一膜、使該膜經(jīng)受各向異性蝕刻以在導(dǎo)電膜中由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分上形成側(cè)壁、在導(dǎo)電膜中與導(dǎo)電膜上的浮動(dòng)?xùn)烹姌O重疊的上區(qū)域上形成掩模、以及通過(guò)使用該掩模和側(cè)壁蝕刻該導(dǎo)電膜來(lái)形成控制柵電極。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于該掩模被形成為僅覆蓋導(dǎo)電膜的整個(gè)上階梯部分和側(cè)壁。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于通過(guò)使用浮動(dòng)?xùn)烹姌O作為掩模將n型或p型雜質(zhì)添加到半導(dǎo)體膜中，以在半導(dǎo)體膜中形成溝道形成區(qū)、一對(duì)LDD區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于控制柵電極與LDD區(qū)重疊，并且它們之間插入了第一柵絕緣膜，且其中控制柵電極與該對(duì)LDD區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵電極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中控制柵電極與該對(duì)LDD區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于控制柵電極與LDD區(qū)重疊，并且它們之間插入了第一柵絕緣膜，且其中控制柵電極與該對(duì)LDD區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中控制柵電極與該對(duì)LDD區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于通過(guò)使用浮動(dòng)?xùn)烹姌O作為掩模將n型或p型雜質(zhì)添加到半導(dǎo)體膜中，并通過(guò)使用控制柵電極作為掩模將與該n型或p型雜質(zhì)相同的導(dǎo)電雜質(zhì)添加到半導(dǎo)體膜中，以在半導(dǎo)體膜中形成溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)、一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)、以及一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)，其中第二雜質(zhì)區(qū)形成于第三雜質(zhì)區(qū)和溝道形成區(qū)之間，第三雜質(zhì)區(qū)形成于第一雜質(zhì)區(qū)和第二雜質(zhì)區(qū)之間，且該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)形成于與控制柵電極重疊的區(qū)域中，并且它們之間插入了第一柵絕緣膜和第二柵絕緣膜。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于其中控制柵電極與該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中控制柵電極和該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一特征在于其中控制柵電極與該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中控制柵電極與該對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。上述短語(yǔ)“一個(gè)面積幾乎等于另一面積”意指當(dāng)一個(gè)面積定義A而另一面積定義B時(shí)，由公式1計(jì)算的值(x)在20％，較佳地在15％之內(nèi)。
公式1x=|A-B|A×100]]>另一方面，上述短語(yǔ)“一個(gè)長(zhǎng)度幾乎等于另一長(zhǎng)度”意指當(dāng)一個(gè)長(zhǎng)度定義C而另一長(zhǎng)度定義D時(shí)，由公式2計(jì)算的值(y)在20％，較佳地在15％之內(nèi)。
公式2y=|C-D|C×100]]>另外，本發(fā)明可作為其中在浮動(dòng)?xùn)烹姌O和控制柵電極(它們電連接)之間提供電導(dǎo)通，且第一柵絕緣膜用作柵絕緣膜的薄膜晶體管來(lái)應(yīng)用。
由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O被第二柵絕緣膜(控制柵絕緣膜)覆蓋，因此在不產(chǎn)生控制柵電極和浮動(dòng)?xùn)烹姌O之間的泄漏的前提下保持特性是良好的。
由于雜質(zhì)區(qū)形成于與浮動(dòng)?xùn)烹姌O重疊的區(qū)域中，且它們之間插入了第一柵絕緣膜(隧道絕緣膜)，因此可提高載流子注入效率。
其中控制柵電極與雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積等于或幾乎等于其中控制柵電極和雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積。因此，可抑制因熱載流子引起的劣化，并且可獲得具有小變異和良好特性的半導(dǎo)體器件。這可通過(guò)如下步驟來(lái)制造在要成為控制柵電極的導(dǎo)電膜中由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分上形成由絕緣體制成的側(cè)壁、在導(dǎo)電膜中由于導(dǎo)電膜上的浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分的上階梯部分上形成掩模、通過(guò)使用該掩模和側(cè)壁來(lái)蝕刻該導(dǎo)電膜以形成控制柵電極。使用這一制造方法不會(huì)在形成圖案時(shí)導(dǎo)致未對(duì)準(zhǔn)，并且可以用自對(duì)準(zhǔn)的方式在期望的位置處形成控制柵電極。
另外，通過(guò)形成其中在彼此電連接的浮動(dòng)?xùn)艠O和控制柵極之間提供電導(dǎo)通，可形成其中第一柵絕緣膜是柵絕緣膜的薄膜晶體管?？扇Q于是否在浮動(dòng)?xùn)艠O和控制柵極之間提供了電導(dǎo)通來(lái)同時(shí)形成邏輯薄膜晶體管和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
此外，可形成浮動(dòng)?xùn)烹姌O的一側(cè)與控制柵電極之間的電容器，以及浮動(dòng)?xùn)烹姌O的頂面與控制柵極之間的電容器。因此，通過(guò)形成于控制柵電極和浮動(dòng)?xùn)烹姌O以及溝道形成區(qū)和浮動(dòng)?xùn)烹姌O之間的電容性耦合，可將電場(chǎng)容易地施加在浮動(dòng)?xùn)烹姌O和溝道形成區(qū)之間。因此，可減小要施加于控制柵電極的信號(hào)的寫(xiě)電壓和擦除電壓。


圖1A到1C是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的圖。
圖2A到2D是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的圖。
圖3是示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的圖。
圖4A到4G是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程的圖。
圖5A到5E是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程的圖。
圖6是示出高密度等離子處理裝置的圖。
圖7A到7D是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程的圖。
圖8A和8B是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程的圖。
圖9A和9B是示出常規(guī)的制造過(guò)程的圖。
圖10A到10E是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程的圖。
圖11A和11B是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程的圖。
圖12A到12D是示出常規(guī)示例的圖。
圖13A到13C是示出ID芯片的制造過(guò)程的圖。
圖14A到14D是示出ID芯片的制造過(guò)程的圖。
圖15A到15C是示出ID芯片的制造過(guò)程的圖。
圖16A和16B是示出ID芯片的制造過(guò)程的圖。
圖17A和17B是示出ID芯片的制造過(guò)程的圖。
圖18A到18C是各自示出ID芯片的應(yīng)用的圖。
圖19A到19H是各自示出ID芯片的應(yīng)用的圖。
圖20A和20B是示出NOR(或非)型存儲(chǔ)器件的圖。
圖21是示出NAND(與非)型存儲(chǔ)器件的圖。
圖22是示出NAND型存儲(chǔ)器件的圖。
圖23A和23B分別是根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程中的橫截面照片和橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考附圖描述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。然而，本發(fā)明可用各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，且可以理解，各種改變和修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，除非這樣的改變和修改脫離了本發(fā)明的范圍，否則它們應(yīng)當(dāng)被解釋為被包括在其中。
(實(shí)施方式1)此處描述半導(dǎo)體器件等的結(jié)構(gòu)。
圖1A是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例方式的示例的示意性橫截面圖。參考標(biāo)號(hào)1表示襯底，2表示基絕緣膜，3表示半導(dǎo)體膜，4表示溝道形成區(qū)，5表示源極或漏極區(qū)，6表示第一柵絕緣膜(也成為隧道絕緣膜)，7表示浮動(dòng)?xùn)烹姌O，8表示第二柵絕緣膜(也成為控制絕緣膜)，9表示控制柵電極，10表示側(cè)壁，11表示電連接到源極或漏極區(qū)5的源或漏電極，12表示電連接到控制柵電極9的柵極引線，13表示鈍化絕緣膜。源或漏電極11、柵極引線12和鈍化絕緣膜13在必要時(shí)形成。
在圖1A所示的結(jié)構(gòu)中，基絕緣膜2形成于襯底1上。具有源極或漏極區(qū)5和溝道形成區(qū)4的半導(dǎo)體膜3形成于基絕緣膜2上。第一柵絕緣膜6形成于半導(dǎo)體膜3上。浮動(dòng)?xùn)烹姌O7形成于第一柵絕緣膜6上。第二柵絕緣膜8形成于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7和第一柵絕緣膜6上?？刂茤烹姌O9形成于第二柵絕緣膜8上。側(cè)壁10形成于控制柵電極9上。另外，絕緣膜13形成于第二柵絕緣膜8、控制柵電極9和側(cè)壁10上。源或漏電極11電連接到源極或漏極區(qū)5，并且在它們之間插入絕緣膜13、第二柵絕緣膜8和第一柵絕緣膜6。柵極引線12電連接到控制柵電極9，并且在它們之間插入絕緣膜13。用于平坦化的絕緣膜可形成于絕緣膜13上。
另外，形成第二柵絕緣膜8以覆蓋浮動(dòng)?xùn)烹姌O7。
圖1B是圖1A的一部分。如圖1B所示，形成控制柵電極9以覆蓋浮動(dòng)?xùn)烹姌O7，并且在它們之間插入第二柵絕緣膜8，且控制柵電極9的柵極長(zhǎng)度22大于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的柵極長(zhǎng)度21。注意，本說(shuō)明書(shū)中的“柵極長(zhǎng)度”指的是當(dāng)晶體管工作時(shí)載流子在溝道區(qū)內(nèi)遷移的方向上柵電極的長(zhǎng)度。在由兩個(gè)不同的導(dǎo)電層構(gòu)成的柵電極中，柵極長(zhǎng)度可以在各個(gè)層中分別定義。例如，在由第一導(dǎo)電膜和形成于第一導(dǎo)電膜上的第二導(dǎo)電膜構(gòu)成的柵電極中，第一導(dǎo)電膜的柵極長(zhǎng)度被定義為上述第一導(dǎo)電膜方向的長(zhǎng)度，而第二導(dǎo)電膜的柵極長(zhǎng)度被定義為上述第二導(dǎo)電膜方向的長(zhǎng)度。
側(cè)壁10形成于控制柵電極9中由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的存在而產(chǎn)生的階梯部分23上。注意，盡管側(cè)壁10形成于階梯部分23上，但側(cè)壁10未形成于第二柵絕緣膜8上。
控制柵電極9與源極和漏極區(qū)5重疊，并且它們之間插入第一柵絕緣膜6和第二柵絕緣膜8。其中控制柵電極9與源極和漏極區(qū)5中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度24等于或幾乎等于其中控制柵電極9與源極和漏極區(qū)5中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度25。此處的長(zhǎng)度指的是柵極長(zhǎng)度方向或溝道長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
圖3是圖1B的俯視圖。圖1B是沿圖3的線X-Y所取的橫截面圖。如圖3所示，其中控制柵電極9與源極和漏極取5中的一個(gè)彼此重疊的其余的面積26等于或幾乎等于其中控制柵電極9與源極和漏極區(qū)5中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積27。
由于控制柵電極是通過(guò)使用側(cè)壁10來(lái)形成的，因此重疊區(qū)域的長(zhǎng)度或其面積彼此相等或幾乎相等。以下描述一種制造方法。
如圖1C所示，第二雜質(zhì)區(qū)34，例如低濃度雜質(zhì)區(qū)(LDD區(qū))可被設(shè)置在與半導(dǎo)體膜3中的控制柵電極9、以及溝道形成區(qū)4和源極或漏極區(qū)33重疊的區(qū)域中。
在這一情況下，其中控制柵電極9與第二雜質(zhì)區(qū)34中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積等于或幾乎等于其中控制柵電極9與第二雜質(zhì)區(qū)34中的另一個(gè)彼此重疊的其余的長(zhǎng)度和面積。
以下描述圖1A到1C所示的每一結(jié)構(gòu)元件。
(1)描述襯底和絕緣膜可使用玻璃襯底、由諸如鋁等絕緣材料形成的襯底、具有可抵抗稍后的步驟中的處理溫度的耐熱性的塑料襯底、半導(dǎo)體襯底等。在使用塑料襯底作為襯底1的情況下，可使用PC(聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)等。在使用塑料襯底的情況下，可設(shè)置無(wú)機(jī)層或有機(jī)層作為其表面上的阻氣層。在形成塑料襯底時(shí)由于塑料襯底上的灰塵等而產(chǎn)生突起的情況下，可在通過(guò)CMP等拋光并平坦化之后再使用襯底。在使用半導(dǎo)體襯底的情況下，不僅可使用硅晶片，而且還可使用經(jīng)拋光等以像薄膜襯底一樣薄的硅晶片或含有絕緣層的硅晶片。用于阻止雜質(zhì)等從襯底一側(cè)擴(kuò)散的基絕緣膜2通過(guò)CVD法、濺射法、高密度等離子處理等在襯底1上由氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)等形成。
(2)描述半導(dǎo)體膜使用硅、硅-鍺、硅-鍺-碳、ZnO等。半導(dǎo)體膜被形成為具有20到100nm的厚度?？墒褂靡阎腃VD法、濺射法等作為形成方法。可使用從上述半導(dǎo)體襯底等獲得的非晶半導(dǎo)體膜、結(jié)晶半導(dǎo)體膜或單晶半導(dǎo)體中的任一種。作為結(jié)晶方法，使用熱結(jié)晶、在添加金屬元素的狀態(tài)下通過(guò)熱處理來(lái)結(jié)晶、激光結(jié)晶、其組合等。源極或漏極區(qū)5和溝道形成區(qū)4形成于半導(dǎo)體膜3中，并且將n型或p型雜質(zhì)添加到源極或漏極區(qū)?？稍O(shè)置第二雜質(zhì)區(qū)34，例如LDD區(qū)。
(3)描述第一柵絕緣膜第一柵絕緣膜通過(guò)使用氧化硅膜、氮氧化硅膜等形成為具有5到20nm的厚度。由于第一柵絕緣膜用作隧道絕緣膜，因此需要高質(zhì)量的膜。為在低溫形成第一柵絕緣膜，使用CCP(電容耦合等離子體)等離子CVD法、ECR(電子回旋共振)等離子CVD法、通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行高密度等離子氧化處理來(lái)形成氧化膜的方法等。此外，也可使用通過(guò)用等離子CVD法形成氮氧化硅膜，然后對(duì)該氮氧化硅膜進(jìn)行高密度等離子氧化處理來(lái)形成的氧化膜?？墒褂脝螌踊虔B層膜。
(4)描述浮動(dòng)?xùn)烹姌O和控制柵電極可使用已知的導(dǎo)電膜。例如，可使用由選自鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)或硅的元素形成的膜；由元素的氮化物形成的膜(通常為氮化鉭膜、氮化鎢膜或氮化鈦膜)、與各元素組合的合金膜(通常是Mo-W合金或Mo-Ta合金)或元素的硅化物膜(通常是硅化鎢膜、硅化鈦膜或硅化鎳膜)?？蓪⒅T如磷或硼等雜質(zhì)添加到硅膜?？墒褂脝螌訉?dǎo)電膜，或者可使用兩層或三層的疊層膜。通過(guò)濺射法或CVD法形成浮動(dòng)?xùn)烹姌O和控制柵電極。
(5)描述第二柵絕緣膜可通過(guò)CVD法或?yàn)R射法使用氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜等。第二柵絕緣膜可以單層或疊層膜。此外，也可使用通過(guò)用等離子CVD法形成氮氧化硅膜，然后對(duì)該氮氧化硅膜進(jìn)行高密度等離子氧化處理形成的氧化膜。還可使用通過(guò)對(duì)第一柵絕緣膜和浮動(dòng)?xùn)烹姌O進(jìn)行高密度等離子氧化處理形成的氧化膜、通過(guò)等離子CVD法形成的氮氧化硅膜和通過(guò)對(duì)氮氧化硅膜進(jìn)行高密度等離子氧化處理形成的氧化膜的疊層。此外，還可使用通過(guò)對(duì)第一柵絕緣膜和浮動(dòng)?xùn)烹姌O進(jìn)行高密度等離子氧化處理形成的氧化膜、通過(guò)對(duì)氧化膜進(jìn)行高密度等離子氧化處理形成的氮化膜和通過(guò)等離子CVD法形成的氮氧化硅膜的疊層。
(6)描述側(cè)壁可使用諸如氧化硅膜、氮氧化硅膜或氧氮化硅膜等絕緣膜。也可使用鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)等導(dǎo)電膜?？墒褂萌魏畏N類的膜，只要膜在蝕刻控制柵電極時(shí)具有高蝕刻選擇比并且可被形成為覆蓋階梯形的一側(cè)?？墒褂脝螌踊虔B層膜。在形成控制柵電極9的導(dǎo)電膜上形成絕緣膜或?qū)щ娔?，然后進(jìn)行各向異性蝕刻，由此形成側(cè)壁10。因此，側(cè)壁10可形成于控制柵電極9中由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的存在而產(chǎn)生的階梯部分23上。
(7)描述源電極、漏電極和柵極引線可使用Al膜、諸如AlNd(鋁釹)膜等Al合金膜、Ti膜、Cu膜、Mo膜、W膜等?？墒褂迷氐锬?通常為氮化鈦膜)。可使用單層或疊層膜，且可使用例如Ti膜、Al膜或含有Ti的Al膜和Ti膜的三層結(jié)構(gòu)。源電極、漏電極和柵極引線通常通過(guò)濺射法來(lái)形成。
(8)描述絕緣膜可使用氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜、SOG(玻璃上旋涂)膜、丙烯酸的有機(jī)樹(shù)脂膜等，或它們的疊層膜。
在上述半導(dǎo)體器件中，由于控制柵電極9被第二柵絕緣膜8覆蓋，因此在不產(chǎn)生控制柵電極9和浮動(dòng)?xùn)烹姌O7之間的泄漏的情況下保持特性良好。其中控制柵電極9與源極和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積等于或幾乎等于其中控制柵電極9與源極和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積。因此，抑制了因熱載流子引起的劣化，且形成了具有小變異和良好特性的半導(dǎo)體器件。
(實(shí)施方式2)此處，描述與實(shí)施方式1不同的半導(dǎo)體器件等的結(jié)構(gòu)。與實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的不同之處在于第一雜質(zhì)區(qū)15、第二雜質(zhì)區(qū)14等被設(shè)置在半導(dǎo)體膜3中，且浮動(dòng)?xùn)烹姌O7是由第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O7a和第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O7b構(gòu)成的，等等。
圖2A是示出本發(fā)明的另一實(shí)施方式的示例的橫截面圖。圖2B和2C是圖2A的一部分。注意，相同的部分用與實(shí)施方式1相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
在圖2A中，參考標(biāo)號(hào)7表示浮動(dòng)?xùn)烹姌O，7a表示第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O，7b表示第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O，14表示第二雜質(zhì)區(qū)，15表示第一雜質(zhì)區(qū)。
在圖2A所示的結(jié)構(gòu)中，基絕緣膜2形成于襯底1上。具有第一雜質(zhì)區(qū)15、第二雜質(zhì)區(qū)14和溝道形成區(qū)4的半導(dǎo)體膜3形成于基絕緣膜2上。第一柵絕緣膜6形成于半導(dǎo)體膜3上。浮動(dòng)?xùn)烹姌O7形成于第一柵絕緣膜6上。第二柵絕緣膜8形成于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7和第一柵絕緣膜6上?？刂茤烹姌O9形成于第二柵絕緣膜8上。側(cè)壁10形成于控制電極9上。另外，絕緣膜13形成于第二柵絕緣膜8、控制柵電極9和側(cè)壁10上。源或漏電極11電連接到源極或漏極區(qū)5，并且它們之間插入絕緣膜13、第二柵絕緣膜8和第一柵絕緣膜6。柵極引線12電連接到控制柵電極9，并且它們之間插入絕緣膜13。用于平坦化的絕緣膜可形成于絕緣膜13上。源或漏電極11、柵極引線12和鈍化絕緣膜13在需要時(shí)形成。
如圖2A到2D所示，浮動(dòng)?xùn)烹姌O7是由第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O7a和第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O7b構(gòu)成的。第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O7a的柵極長(zhǎng)度28大于第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O7b的柵極長(zhǎng)度29(圖2B)。
第二雜質(zhì)區(qū)14形成于半導(dǎo)體膜3中的第一雜質(zhì)區(qū)15和溝道形成區(qū)4之間。第二雜質(zhì)區(qū)14形成于幾乎與浮動(dòng)?xùn)烹姌O7重疊的區(qū)域中，并且它們之間插入第一柵絕緣膜。
形成第二柵絕緣膜8以覆蓋浮動(dòng)?xùn)烹姌O7。
形成控制柵電極9以覆蓋浮動(dòng)?xùn)烹姌O7，并且它們之間插入第二柵絕緣膜8，且控制柵電極9的柵極長(zhǎng)度22大于第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O7a的柵極長(zhǎng)度28(圖2C)。
側(cè)壁10形成于控制柵電極9中由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的存在而產(chǎn)生的階梯部分23上。
控制柵電極9與第一雜質(zhì)區(qū)15重疊，并且它們之間插入第一柵絕緣膜6和第二柵絕緣膜8。并且這些與實(shí)施方式1相同之處表現(xiàn)在其中控制柵電極9與第一雜質(zhì)區(qū)15中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度24等于或幾乎等于其中控制柵電極9和第一雜質(zhì)區(qū)15中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度25，且其中控制柵電極9與第一雜質(zhì)區(qū)15中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中控制柵電極9與第一雜質(zhì)去15中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積(圖3)。
此外，如圖2D所示，除半導(dǎo)體膜3中的第一雜質(zhì)區(qū)32和第二雜質(zhì)區(qū)30之外，可在第二雜質(zhì)區(qū)30和第一雜質(zhì)區(qū)32之間與控制柵電極9重疊的區(qū)域中設(shè)置第三雜質(zhì)區(qū)31。
在這一情況下，其中控制柵電極9與第三雜質(zhì)區(qū)31中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積等于或幾乎等于其中控制柵電極與第三雜質(zhì)區(qū)31中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積。
以下描述圖2A到2D所示的每一結(jié)構(gòu)元件。此處可使用實(shí)施方式1中所描述的襯底1、基絕緣膜2、第一柵絕緣膜6、第二柵絕緣膜8、控制柵電極9、側(cè)壁10、源或漏電極11、柵極引線12和絕緣膜13。
(1)描述半導(dǎo)體膜可使用實(shí)施方式1中描述的半導(dǎo)體膜作為半導(dǎo)體膜3。第一雜質(zhì)區(qū)15中含有的n型或p型雜質(zhì)的濃度可以與第二雜質(zhì)區(qū)14中含有的n型或p型雜質(zhì)的濃度相同或幾乎相同。或者，第一雜質(zhì)區(qū)15中含有的n型或p型雜質(zhì)的濃度可以大于第二雜質(zhì)區(qū)14中含有的n型或p型雜質(zhì)的濃度。在這一情況下，第一雜質(zhì)區(qū)是高濃度雜質(zhì)區(qū)，而第二雜質(zhì)區(qū)是低濃度雜質(zhì)區(qū)(LDD區(qū))。
另外，如圖2D所示，可設(shè)置第三雜質(zhì)區(qū)31。可將第三雜質(zhì)區(qū)31中含有的n型或p型雜質(zhì)的濃度設(shè)為小于第一雜質(zhì)區(qū)32中含有的n型或p型雜質(zhì)的濃度，并大于第二雜質(zhì)區(qū)30中含有的n型或p型雜質(zhì)的濃度。
(2)描述浮動(dòng)?xùn)烹姌O第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O7a和第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O7b較佳地由不同的導(dǎo)電材料形成。第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O7a較佳地由對(duì)第一柵絕緣膜6具有良好粘附力的導(dǎo)電材料形成。例如，第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O7a較佳地由氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、鈦(Ti)、鉭(Ta)等形成。另外，第一導(dǎo)電層的厚度較佳地在25nm到35nm的范圍內(nèi)。第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O7a通過(guò)濺射法來(lái)形成。
第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O7b較佳地由具有低電阻率的導(dǎo)電材料形成；例如，第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O7b較佳地由鎢(W)、鉬(Mo)、鋁(Al)或銅(Cu)、金屬作為主要成分的合金、金屬化合物等形成。作為合金，有鋁和硅的合金、鋁和釹的合金等。作為金屬化合物，有氮化鎢等。此外，還可使用硅(Si)及其化合物(通常為硅化鈦、硅化鎳等)或向其添加了諸如P或B等雜質(zhì)的硅。第二導(dǎo)電層較佳地被形成為具有100nm到410nm范圍內(nèi)的厚度。第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O7b主要通過(guò)濺射法來(lái)形成。
在上述半導(dǎo)體器件中，由于控制柵電極9被第二柵絕緣膜8覆蓋，因此在不產(chǎn)生控制柵電極9和浮動(dòng)?xùn)烹姌O7之間的泄漏的情況下保持特性良好。另外，其中控制柵電極9與源極和漏極區(qū)15中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積等于或幾乎等于其中控制柵電極9與源極和漏極區(qū)15中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積。因此，抑制了因熱載流子引起的劣化，且可獲得具有小變異和良好特性的半導(dǎo)體器件。由于第二雜質(zhì)區(qū)14或30形成于與浮動(dòng)?xùn)烹姌O7重疊的區(qū)域中，且它們之間插入第一柵絕緣膜6，因此可提到載流子注入效率。
(實(shí)施方式3)此處描述制造實(shí)施方式1中所描述的半導(dǎo)體器件，即圖1A到1C所示的半導(dǎo)體器件的方法。
首先，如圖4A所示，通過(guò)使用氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)等，在諸如玻璃襯底或塑料襯底等具有絕緣特性的襯底1上形成厚度為10到200nm的用于阻止雜質(zhì)等從襯底1一側(cè)擴(kuò)散的絕緣膜2。
接著，通過(guò)CVD法形成厚度為40到100nm的非晶硅膜作為半導(dǎo)體膜40。由于使用結(jié)晶硅膜42作為半導(dǎo)體膜3，因此此處對(duì)非晶半導(dǎo)體膜進(jìn)行結(jié)晶。
作為使非晶硅膜結(jié)晶的方法，有用激光束41照射非晶硅膜的方法(圖4B)、通過(guò)使用提升半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度的元素來(lái)加熱以使非晶硅膜結(jié)晶的方法、通過(guò)用從燈發(fā)出的光照射來(lái)使非晶硅膜結(jié)晶的方法、或這些方法的組合。還可使用在不使用元素的情況下使非晶硅膜熱結(jié)晶的方法。然而，這一方法僅在襯底是能夠耐受高溫的石英襯底等的情況下適用。
在用激光照射的情況下，可適用連續(xù)波(CW)激光束或脈沖激光束。此處，可使用從諸如Ar激光器、Kr激光器或準(zhǔn)分子激光器等氣體激光器；使用單晶YAG、YVO4、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、YALO3或GdVO4、或摻雜有Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜物的多晶(陶瓷)YAG、Y2O3、YVO4、YALO3或GDVO4作為介質(zhì)的激光器；玻璃激光器；紅寶石激光器；紫翠玉激光器、Ti:藍(lán)寶石激光器；銅汽化激光器；以及金汽化激光器中一種或多種發(fā)出的光束作為激光束。通過(guò)用具有這些激光的基波或這些基波的二次到四次諧波中的一個(gè)的激光束來(lái)照射，可獲得具有大晶粒尺寸的晶體。例如，可使用Nd:YVO4激光器(基波為1064nm)的二次諧波(532nm)或三次諧波(355nm)。該激光可通過(guò)CW或脈沖振蕩發(fā)出。在CW照射的情況下，激光器需要約0.01MW/cm2到100MW/cm2(較佳的是0.1MW/cm2到10MW/cm2)的功率密度。掃描速率大致被設(shè)為約10cm/sec到2000cm/sec以照射半導(dǎo)體膜。
注意，使用單晶YAG、YVO4、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、YALO3或GdVO4、或摻雜有Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜物的多晶(陶瓷)YAG、Y2O3、YVO4、YALO3或GDVO4作為介質(zhì)的每一激光器；Ar離子激光器；以及Ti:藍(lán)寶石激光器能夠連續(xù)振蕩。此外，其脈沖振蕩可通過(guò)進(jìn)行Q切換操作或模式同步以10MHz或更高的重復(fù)速率來(lái)進(jìn)行。當(dāng)以10MHz或更高的重復(fù)速率發(fā)出激光時(shí)，用下一脈沖照射半導(dǎo)體膜，同時(shí)用激光束熔融半導(dǎo)體膜然后凝固。因此，不像使用具有低重復(fù)速率的脈沖激光器的情況，可在半導(dǎo)體膜中連續(xù)地移動(dòng)固-液界面，以獲得在掃描方向上連續(xù)生長(zhǎng)的晶粒。
當(dāng)將陶瓷(多晶)用作介質(zhì)時(shí)，該介質(zhì)可以最低的成本被形成為在短時(shí)間內(nèi)具有自由形狀。當(dāng)使用單晶時(shí)，通常使用直徑為幾mm且長(zhǎng)度為幾十mm的柱形介質(zhì)。在使用陶瓷的情況下，可形成比使用單晶的情況更大的介質(zhì)。
介質(zhì)中直接對(duì)發(fā)光作貢獻(xiàn)的諸如Nd或Yb等摻雜物的濃度在單晶或多晶中都會(huì)顯著改變；因此，對(duì)通過(guò)提高雜質(zhì)濃度在激光器輸出上的改善有某一限制。然而，在陶瓷的情況下，與單晶的情況相比，可顯著增大介質(zhì)尺寸，由此，可實(shí)現(xiàn)激光器輸出的顯著改善。
此外，在陶瓷的情況下，可容易地形成具有平行六面體形或長(zhǎng)方體形的介質(zhì)。在使用具有這一形狀的介質(zhì)的情況下，當(dāng)使振蕩的光以鋸齒形方式在介質(zhì)內(nèi)行進(jìn)時(shí)，可使振蕩光的路徑變長(zhǎng)。因此，提高了放大率并且能以高輸出來(lái)振蕩激光束。此外，從具有這一形狀的介質(zhì)發(fā)出的激光束的橫截面具有四邊形，這在將激光束成形為橫截面為線性形狀時(shí)與具有圓形的激光束相比是有利的。通過(guò)使用光學(xué)系統(tǒng)對(duì)以上述方式發(fā)出的激光束成形，可容易地獲得在較短側(cè)長(zhǎng)度為1mm或更短，而在較長(zhǎng)側(cè)長(zhǎng)度為幾mm到幾m的激光束。另外，當(dāng)用激發(fā)的光均勻地照射介質(zhì)時(shí)，在較長(zhǎng)側(cè)方向上激光束的能量分布是均勻的。
當(dāng)用該線性束照射半導(dǎo)體膜時(shí)，可更均勻地對(duì)半導(dǎo)體膜的整個(gè)表面進(jìn)行退火。在需要從線性束的一端到另一端的均勻退火的情況下，需要例如其中在線性束的任一端中設(shè)置狹縫的安排，由此屏蔽了削弱能量部分的光。
當(dāng)使用如此獲得的具有均勻強(qiáng)度的線性束來(lái)對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行退火且通過(guò)使用該半導(dǎo)體膜來(lái)制造電子器件時(shí)，電子器件的特性良好且均勻。
此處描述通過(guò)用提升半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度的元素加熱來(lái)使半導(dǎo)體膜結(jié)晶的方法。
將提升結(jié)晶度的元素43添加到非晶半導(dǎo)體膜(圖4C)，然后進(jìn)行熱處理，以使在將添加的區(qū)域作為核的情況下使非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶(圖4D)。
非晶半導(dǎo)體膜也可通過(guò)用強(qiáng)光進(jìn)行照射代替熱處理來(lái)結(jié)晶。在這一情況下，可使用紅外光、可見(jiàn)光和紫外光中的任一個(gè)或其組合。通常，使用從鹵素?zé)簟⒔饘冫u化物燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓納燈或高壓貢燈發(fā)出的光。燈光源照相1到60秒，或較佳地為30到60秒，且這一照亮重復(fù)1到10次，或較佳地2到6次。燈光源的發(fā)光強(qiáng)度是任意的，但是硅膜瞬間被加熱到約600℃到1000℃。注意，如有必要，可進(jìn)行熱處理以在用強(qiáng)光照射之前排出包含具有非晶結(jié)構(gòu)的非晶半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體膜40中所含的氫?；蛘?，可通過(guò)熱處理和用強(qiáng)光照射兩者來(lái)進(jìn)行結(jié)晶。
在熱處理之后，為提高結(jié)晶硅膜42的結(jié)晶率(由結(jié)晶成分占據(jù)的體積與膜的全部體積之比)并修正保留在晶粒中的缺陷，可在大氣或氧氣氛中用激光照射結(jié)晶硅膜。激光束可選擇上述幾個(gè)激光束。
在通過(guò)上述方法形成結(jié)晶硅膜的情況下，需要去除結(jié)晶硅膜42中所含的提升結(jié)晶度的元素。以下描述該方法。
首先，用含有臭氧的溶液(通常為臭氧水)處理結(jié)晶硅膜的表面，從而在結(jié)晶硅膜的表面形成厚度為1nm到10nm的由氧化膜形成的阻擋層44(稱為化學(xué)氧化物)(圖4E)。阻擋層44在稍后的步驟中僅選擇性地去除吸氣層時(shí)用作蝕刻阻止物。
然后，在阻擋層44上形成含有稀有氣體元素的吸氣層作為吸氣點(diǎn)。此處，通過(guò)CVD法或?yàn)R射法形成含有稀有氣體元素的半導(dǎo)體膜作為吸氣層45(圖4F)。當(dāng)形成吸氣層時(shí)，適當(dāng)?shù)乜刂茷R射條件以將稀有氣體元素添加到其中。稀有氣體元素可以是氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)中的一種或多種。
注意，在通過(guò)使用含有作為具有一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素的磷的喂入氣或使用含有磷的靶來(lái)形成吸氣層的情況下，除使用稀有氣體元素來(lái)吸氣之外，還可通過(guò)利用磷的庫(kù)侖力來(lái)進(jìn)行吸氣。在吸氣時(shí)，金屬元素(例如，鎳)往往移向具有高濃度氧的區(qū)域；因此，吸氣層45中所含的氧的濃度理想地被設(shè)為例如5×1018/cm3或更高。
接著，使結(jié)晶硅膜、阻擋層和吸氣層經(jīng)受熱處理(例如，加熱處理或用強(qiáng)光照射)，由此如圖4F中的箭頭所示將金屬元素(例如，鎳)吸收，以使結(jié)晶硅膜中金屬元素的濃度降低?；蛘?，去除結(jié)晶硅膜中的金屬元素。
然后，使用阻擋層44作為蝕刻阻止物來(lái)進(jìn)行已知的蝕刻方法；由此僅選擇性地去除了吸氣層45。之后，例如使用含有氫氟酸的蝕刻劑去除由氧化膜形成的阻擋層44(圖4G)。
結(jié)晶硅膜42可通過(guò)以上步驟來(lái)形成。
此處，可考慮要制造的半導(dǎo)體器件的閾值特性來(lái)添加雜質(zhì)離子。
接著，用已知的光刻工藝將結(jié)晶硅膜42形成為島形(圖5A)。此處，含有島形結(jié)晶硅的半導(dǎo)體膜3的側(cè)壁理想地具有錐形。
然后，在用含有氫氟酸的蝕刻劑清洗了含有硅膜的半導(dǎo)體膜3的表面之后，在含有硅膜的半導(dǎo)體膜3上形成厚度為5到20nm的第一柵絕緣膜6。第一柵絕緣膜6的表面清洗和形成可在不暴露到大氣中的情況下連續(xù)進(jìn)行。
此處，通過(guò)使用高密度等離子體氧化含有硅膜的半導(dǎo)體膜3的表面來(lái)形成含有氧化硅的第一柵絕緣膜6(圖5B)。通過(guò)使用例如2.45GHz的高頻微波來(lái)產(chǎn)生高密度等離子體。使用這一高密度等離子體，并且通過(guò)等離子體激活來(lái)激活氧氣(或含有氧的氣體)，且這些與硅直接反應(yīng)以使含有硅膜的半導(dǎo)體膜3的表面絕緣。
使用其電子密度為1011cm-3或更高，且電子溫度在0.2到2.0eV的范圍內(nèi)(含端點(diǎn))(更佳地在0.5到1.5eV的范圍內(nèi)，含端點(diǎn))的高密度等離子體。特征為低電子溫度的這一高密度等離子體可形成受等離子體的較少損害并與常規(guī)的等離子處理相比幾乎沒(méi)有缺陷的膜，因?yàn)榛钚孕问降膭?dòng)能較低。另外，這一絕緣膜的密度大于通過(guò)使用陽(yáng)極氧化法形成的絕緣膜的密度。
例如，使用圖6的裝置進(jìn)行上述高密度等離子處理。參考標(biāo)號(hào)61是電介質(zhì)波導(dǎo)，62是具有多個(gè)縫隙的縫隙天線，63是由石英或氧化鋁制成的介電襯底，64是用于安裝襯底的平臺(tái)。平臺(tái)64具有加熱器。微波從60中發(fā)出，且激活在等離子體產(chǎn)生區(qū)66中從箭頭65方向提供的氣體。根據(jù)從60發(fā)出的微波的波長(zhǎng)適當(dāng)?shù)剡x擇縫隙天線62中縫隙的位置和長(zhǎng)度。另外，在箭頭方向排氣。
通過(guò)使用這一裝置，可激發(fā)具有均勻性、高密度和低電子溫度的等離子體，且可實(shí)現(xiàn)低溫處理(400℃或更低的襯底溫度)。注意，被認(rèn)為是一般具有低耐熱性的塑料可用作襯底。
注意，作為要提供的氣體，氧氣(或含氧的氣體)或氮?dú)?或含氮的氣體)中含有諸如氬、氪、氦或氙等惰性氣體。因此，這些惰性氣體被混合到通過(guò)高密度等離子氧化或氮化處理形成的柵絕緣膜中。
此外，更均勻的激活氣體可通過(guò)在器件內(nèi)部67中設(shè)置淋雨盤(pán)(shower plate)來(lái)提供給處理對(duì)象。
接著，通過(guò)濺射法形成厚度為100到600nm的鎢(W)，作為在包括第一柵絕緣膜6的整個(gè)表面上形成浮動(dòng)?xùn)烹姌O的導(dǎo)電膜46(圖5C)。
將光刻膠膜涂在導(dǎo)電膜46上，并對(duì)該光刻膠膜進(jìn)行曝光和顯影以形成抗蝕劑掩模。通過(guò)使用該抗蝕劑掩模蝕刻導(dǎo)電膜46，以在第一柵絕緣膜6上形成浮動(dòng)?xùn)烹姌O7(圖5D)。然后，去除抗蝕劑掩模。
通過(guò)使用浮動(dòng)?xùn)烹姌O7作為掩模，將n型或p型雜質(zhì)47引入到半導(dǎo)體膜3中，以形成源極或漏極區(qū)5。
此處，可進(jìn)行熱處理、用諸如激光或強(qiáng)光等光照射、RTA處理以激活源極或漏極區(qū)。
通過(guò)使用氧化硅膜等形成厚度為10到250nm的第二柵絕緣膜8以覆蓋浮動(dòng)?xùn)烹姌O7。使用已知的CVD法等作為膜形成方法。
在第二柵絕緣膜8上形成厚度為100到500nm的用于形成控制柵電極的導(dǎo)電膜49。此處，通過(guò)濺射法形成TaN膜和W膜以形成兩層結(jié)構(gòu)。
通過(guò)使用氮氧化硅膜、氧化硅膜等在導(dǎo)電膜49上形成厚度為100到900nm的用于形成側(cè)壁10的絕緣膜50(圖5E)。
然后，使絕緣膜50經(jīng)受各向異性蝕刻。因此，在導(dǎo)電膜49中由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的存在而產(chǎn)生的階梯部分23上以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成側(cè)壁10(圖7A)。形成于階梯部分23上的側(cè)壁10自然形成于主要對(duì)于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的對(duì)稱位置或幾乎對(duì)稱位置上。兩個(gè)側(cè)壁10形成于其中在柵極長(zhǎng)度方向上從浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的邊緣部分開(kāi)始的各自的長(zhǎng)度57相等或幾乎相等的位置上。
接著，在導(dǎo)電膜49上形成抗蝕劑掩模53(圖7B)。由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7，導(dǎo)電膜49包括上階梯部分54和下階梯部分55。此處，形成抗蝕劑掩模53以覆蓋導(dǎo)電膜49的頂部，即上階梯部分的整個(gè)表面，而不覆蓋下階梯部分。
一般而言，在通過(guò)光刻技術(shù)形成抗蝕劑掩模的情況下，難以在期望的位置上適當(dāng)?shù)匦纬煽刮g劑掩模，因?yàn)榘l(fā)生了未對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)同時(shí)還形成抗蝕劑掩模53時(shí)，可能產(chǎn)生光刻技術(shù)的未對(duì)準(zhǔn)。因此，要求側(cè)壁10的長(zhǎng)度56(柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度)為對(duì)其而言未對(duì)準(zhǔn)和抗蝕劑尺寸變化都可接受的長(zhǎng)度。因此，在某些情況下，抗蝕劑掩模53被設(shè)置在側(cè)壁10上。因此，設(shè)置抗蝕劑掩模53以僅覆蓋導(dǎo)電膜49的整個(gè)上階梯部分和側(cè)壁10。
控制柵電極9可以通過(guò)使用抗蝕劑掩模53和側(cè)壁10作為掩模蝕刻導(dǎo)電膜49來(lái)相對(duì)于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成。接著，去除抗蝕劑掩模53(圖7C)。如上所述，側(cè)壁10形成于主要對(duì)于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的對(duì)稱位置或幾乎對(duì)稱的位置上。側(cè)壁10形成于其中在柵極長(zhǎng)度方向上從浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的邊緣部分開(kāi)始的各自的長(zhǎng)度57相等或幾乎相等的位置上。因此，其中控制柵電極9與源極和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積可以等于或幾乎等于其中控制柵電極9與源極和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度和面積。通過(guò)使用如上所述的制造方法，可在不產(chǎn)生未對(duì)準(zhǔn)的情況下在期望的位置上適當(dāng)?shù)匦纬煽刂茤烹姌O9。
另一方面，參考圖9A和9B描述其中在導(dǎo)電膜49上形成抗蝕劑掩模而不形成側(cè)壁10，并且蝕刻該抗蝕劑掩模以形成控制柵電極9的情況。
如上所述，難以在期望的位置上適當(dāng)?shù)匦纬煽刮g劑掩模，因?yàn)樵谛纬煽刮g劑掩模的過(guò)程中產(chǎn)生了未對(duì)準(zhǔn)。因此，不將抗蝕劑掩模70形成為主要相對(duì)于浮動(dòng)?xùn)烹姌O7對(duì)稱或幾乎對(duì)稱，并且在柵極長(zhǎng)度方向上從浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的邊緣部分開(kāi)始的具有不同長(zhǎng)度的位置上形成抗蝕劑掩模70的端部(圖9A)。
當(dāng)通過(guò)使用抗蝕劑掩模70來(lái)蝕刻導(dǎo)電膜49時(shí)，其中控制柵電極74與源極和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度72與其中控制柵電極74與源極和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的長(zhǎng)度73大不相同。另外，區(qū)域的面積自然也是不同的(圖9B)。
在下文中，描述圖7C之后的制造過(guò)程。
在包括第二柵絕緣膜8、控制柵電極9和側(cè)壁10的整個(gè)表面上形成絕緣膜13，并進(jìn)行氫化?？墒褂玫枘ぁ⒌趸枘せ蜓醯枘ぷ鳛榻^緣膜13。在不進(jìn)行早先描述的激活等的情況下，可進(jìn)行熱處理、用諸如激光或強(qiáng)光等光來(lái)照射、RTA處理，以在此階段激活源極或漏極區(qū)。
接著，在絕緣膜13上形成抗蝕劑掩模，并且通過(guò)使用該抗蝕劑掩模來(lái)蝕刻絕緣膜13。由此，形成位于源極和漏極區(qū)5和控制柵電極9上的接觸孔。
在去除抗蝕劑掩模并形成導(dǎo)電膜之后，通過(guò)使用另一抗蝕劑掩模進(jìn)行蝕刻，由此形成源電極、漏電極、柵極引線或另一引線(源極引線等)(圖7D)。盡管此處整體地形成電極和引線，但是電極和引線可單獨(dú)形成并電連接。作為導(dǎo)電膜，可使用Ti、TiN、Al、Al合金膜或通過(guò)組合它們的層疊膜。
此處，較佳地引出電極或引線以從垂直方向(即，頂面方向)看襯底1時(shí)具有圓角。通過(guò)使角變圓，可防止灰塵等殘留在引線的拐角上；由此，可減少由于灰塵引起的缺陷并可提高成品率。
當(dāng)通過(guò)如上所述的制造方法形成源極或漏極區(qū)5時(shí)，添加n型或p型雜質(zhì)一次；然而，可通過(guò)多次添加n型或p型雜質(zhì)來(lái)形成LDD區(qū)。以下描述該制造方法。
在圖5D的狀態(tài)添加n型或p型雜質(zhì)，以形成低濃度雜質(zhì)區(qū)。并且在形成第二柵絕緣膜8、側(cè)壁10和控制柵極9之后，在圖7C的狀態(tài)添加n型或p型雜質(zhì)59(圖8A)。n型或p型雜質(zhì)59提供了與n型或p型雜質(zhì)47相同的導(dǎo)電性。因此，不將n型或p型雜質(zhì)59添加到其上形成控制柵電極9的部分中，且該部分變?yōu)樽鳛長(zhǎng)DD區(qū)的第二雜質(zhì)區(qū)34。另一方面，其上未形成控制柵電極9的部分變?yōu)楦邼舛入s質(zhì)區(qū)，即源極和漏極區(qū)。因此，可形成圖8B所示的結(jié)構(gòu)。注意，該實(shí)施方式可與上述實(shí)施方式自由組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(實(shí)施方式4)描述制造實(shí)施方式2中所述的半導(dǎo)體器件，即圖2A到2D所示的半導(dǎo)體器件的方法。然而，此處所述的制造方法的一部分類似于實(shí)施方式3中所描述的方法。因此，此處描述與實(shí)施方式3不同的步驟、形成浮動(dòng)?xùn)烹姌O7的步驟以及形成第一雜質(zhì)區(qū)的步驟等。
在半導(dǎo)體膜3上形成第一柵絕緣膜6之后(圖10A)，形成第一導(dǎo)電層91，并在第一導(dǎo)電層91上形成第二導(dǎo)電層92。第一導(dǎo)電層91和第二導(dǎo)電層92較佳地由不同的導(dǎo)電材料形成。第一導(dǎo)電層91較佳地由其對(duì)第一柵絕緣膜6的粘附力高的導(dǎo)電材料形成，例如較佳地使用氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、硅(Si)等。第一導(dǎo)電層較佳地被形成為具有25到35nm范圍內(nèi)的厚度。
第二導(dǎo)電層92較佳地由其電阻率低的導(dǎo)電材料形成，例如較佳地使用鎢(W)、鉬(Mo)、鋁(Al)或銅(Cu)、金屬作為主要成分的合金、金屬化合物等。作為合金，有鋁和硅的合金、鋁和釹的合金等。作為金屬化合物，有氮化鎢等。第二導(dǎo)電層較佳地被形成為具有100到600nm范圍內(nèi)的厚度。
形成第一導(dǎo)電層91和第二導(dǎo)電層92的方法未具體限定，且可使用諸如濺射法或蒸鍍法等任何方法。在本實(shí)施方式中，對(duì)第一導(dǎo)電層91使用氮化鈦，而對(duì)第二導(dǎo)電層92使用鎢(圖10B)。
接著，在第二導(dǎo)電層92上形成掩模93。然后，蝕刻第一導(dǎo)電層91和第二導(dǎo)電層92，并且將第一導(dǎo)電層91和第二導(dǎo)電層92a形成為使各導(dǎo)電層的側(cè)壁具有相對(duì)于各導(dǎo)電層的水平面的傾角(圖10C)。
接著，在保留掩模93的情況下，選擇性地蝕刻第二導(dǎo)電層92a以形成第二導(dǎo)電層94。此時(shí)，較佳的是在具有高各向異性特性的條件下進(jìn)行蝕刻，以使第二導(dǎo)電層94的側(cè)壁垂直于水平面。因此，去除第二導(dǎo)電層92a的側(cè)壁的傾斜部分。以此方式，在第一導(dǎo)電層91a上形成具有比第一導(dǎo)電層91a更短的寬度(即，柵極長(zhǎng)度較短)的第二導(dǎo)電層94，以形成由第一導(dǎo)電層91a和第二導(dǎo)電層94構(gòu)成的浮動(dòng)?xùn)烹姌O7(圖10D)。
接著，通過(guò)使用浮動(dòng)?xùn)烹姌O7作為掩模添加n型或p型雜質(zhì)95，并設(shè)置第一雜質(zhì)區(qū)15和第二雜質(zhì)區(qū)14(圖10E)。第二雜質(zhì)區(qū)14是第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O7a的低濃度雜質(zhì)區(qū)。
在形成圖10E的結(jié)構(gòu)之后，通過(guò)實(shí)施方式3所述的方法形成第二柵絕緣膜，形成側(cè)壁10，形成控制柵電極9，形成絕緣膜13，并形成源或漏電極11和柵極引線12，由此完成圖2A所示的結(jié)構(gòu)。
在下文中，描述形成圖2D所示的第三雜質(zhì)區(qū)的方法。
通過(guò)實(shí)施方式3所述的方法形成圖10E的結(jié)構(gòu)，形成第二柵絕緣膜，形成側(cè)壁10，并形成控制柵電極9(圖11A)。
接著，添加n型或p型雜質(zhì)。n型或p型雜質(zhì)96提供了與n型或p型雜質(zhì)95相同的導(dǎo)電性。在柵電極9的控制下不添加n型或p型雜質(zhì)96，以形成第一雜質(zhì)區(qū)32、第二雜質(zhì)區(qū)30和第三雜質(zhì)區(qū)31(圖11B)。在這一情況下，第一雜質(zhì)區(qū)32中所含的n型或p型雜質(zhì)的濃度高于第三雜質(zhì)區(qū)31中所含n型或p型雜質(zhì)的濃度，且第三雜質(zhì)區(qū)31中所含的n型或p型雜質(zhì)的濃度高于第二雜質(zhì)區(qū)30中所含的n型或p型雜質(zhì)的濃度。
形成絕緣膜13、源或漏電極11和柵極引線12，由此完成圖2D所示的結(jié)構(gòu)。注意，本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(實(shí)施方式5)此處描述使用本發(fā)明的形成可通過(guò)例如IC標(biāo)簽或RFID等非接觸來(lái)交換數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件的方法。首先，在襯底100的一個(gè)表面上形成釋放層101(圖13A)。襯底100由玻璃襯底、石英襯底、金屬襯底或在其一個(gè)表面上形成絕緣層不銹鋼襯底、抵抗該步驟的處理溫度的塑料襯底等形成。對(duì)這一襯底的大小或形狀沒(méi)有特別限制。因此，作為襯底100，例如當(dāng)使用具有長(zhǎng)度為1米或更長(zhǎng)的矩形的襯底時(shí)，可顯著提高生產(chǎn)率。這一優(yōu)勢(shì)對(duì)于從圓形硅襯底中取出無(wú)線芯片的情況是很大一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
注意，在該步驟中，盡管將釋放層101設(shè)置在襯底100的整個(gè)表面上，但是釋放層101可以在被設(shè)置在襯底100的整個(gè)表面上之后通過(guò)光刻法來(lái)選擇性地設(shè)置。另外，盡管釋放層101被形成為與襯底100接觸，但是可形成將成為基底的絕緣膜以與襯底100接觸，并且釋放層101可被形成為與該絕緣膜適當(dāng)?shù)亟佑|。
釋放層101使用選自鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)或硅(Si)的元素或含有這些元素作為主要成分的合金材料或化合物材料，通過(guò)已知的方法(例如濺射法或等離子CVD法)被形成為單層或多層。含硅的層可具有非晶結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)和多晶結(jié)構(gòu)中的任一種。
如果釋放層101具有單層結(jié)構(gòu)，則它較佳地使用鎢層、鉬層或含有鎢和鉬的混合的層形成?；蛘撸尫艑?01使用含有鎢的氧化物的層、含有氮氧化鎢的層、含有氧化鋁的層、含有氮氧化鉬的層、或含有鎢和鉬的混合的氧化物或氮氧化物的層來(lái)形成。注意，鎢和鉬的混合對(duì)應(yīng)于例如鎢和鉬的合金。另外，鎢的氧化物在某些情況下被稱為氧化鎢。
如果釋放層101具有層疊結(jié)構(gòu)，則較佳的是其第一層由鎢層、鉬層或含有鎢和鉬的混合的層形成，而其第二層由鎢、鉬或鎢和鉬的混合的氧化物、氮化物、氮氧化物或氧氮化物形成。
在釋放層101由含有鎢的層和其上的含有氧化物的層的疊層結(jié)構(gòu)形成的情況下，可首先形成含有鎢的層，并且可在其上形成氧化硅層，以在鎢層和氧化硅層之間的界面上形成氧化鎢層。這也適用于形成含有鎢的氮化物、氮氧化物或氧氮化物的層的情況。例如，在形成鎢層之后，在其上形成氮化硅層、氮氧化硅層或氧氮化硅層。注意，形成于鎢層上的氧化硅層、氮氧化硅層、氧氮化硅層等稍后用作基絕緣層。
氧化鎢用WOx表示，其中x為2到3。存在x為2(氧化物為WO2)、x為2.5(氧化物為W2O5)，x為2.75(氧化物為W4O11)，x為3(氧化物為WO3)等的情況。在形成鎢氧化物時(shí)，x值不特別限于某一值，而是可以基于蝕刻速率等來(lái)確定。注意，通過(guò)濺射法在氧氣氛中形成的含有氧化鎢的層具有最佳蝕刻速率(WOx，0＜x＜3)。由此，為減少制造時(shí)間，釋放層較佳地使用含有氧化鎢的層，通過(guò)濺射法在氧氣氛中形成。
然后，形成要成為基底的基絕緣膜102以覆蓋釋放層101。要成為基底的絕緣膜使用含有硅氧化物的層或含有硅氮化物的層，通過(guò)已知方法(例如，濺射法或等離子CVD法)被形成為單層或多層。氧化硅材料是含有硅(Si)和氧(O)的物質(zhì)，這對(duì)應(yīng)于氧化硅、氮氧化硅、氧氮化硅等。氮化硅材料是含有硅和氮(N)的物質(zhì)，這對(duì)應(yīng)于氮化硅、氮氧化硅、氧氮化硅等。
接著，在絕緣膜102上，形成非晶半導(dǎo)體膜103(例如，非晶硅膜)。非晶半導(dǎo)體膜103通過(guò)濺射法、LPCVD法、等離子CVD法等被形成為具有25到200nm(較佳的是30到150nm)的厚度。隨后，通過(guò)激光結(jié)晶法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶法、使用提升結(jié)晶度的金屬元素的熱結(jié)晶法、組合了激光結(jié)晶法和使用提升結(jié)晶度的金屬元素的熱結(jié)晶法的方法等使非晶半導(dǎo)體膜103結(jié)晶以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。然后，將所獲得的結(jié)晶半導(dǎo)體膜成形為期望的形狀，以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜103a到103f(圖13B)。結(jié)晶半導(dǎo)體膜103a形成邏輯電路部分的p溝道薄膜晶體管，而結(jié)晶半導(dǎo)體膜103b形成邏輯電路部分的n溝道薄膜晶體管。結(jié)晶半導(dǎo)體膜103c和103d各自形成半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。結(jié)晶半導(dǎo)體膜103c形成具有高耐受電壓的n溝道薄膜晶體管，它形成于由天線產(chǎn)生的電源部分中。n溝道薄膜晶體管或p溝道薄膜晶體管的任一個(gè)可用作設(shè)置在結(jié)晶半導(dǎo)體膜103e中的具有高耐受電壓的薄膜晶體管。此處，描述了其中結(jié)晶半導(dǎo)體膜103e形成具有高耐受電壓的n溝道薄膜晶體管的一個(gè)例子。
接著，形成覆蓋結(jié)晶半導(dǎo)體膜103a到103e的第一柵絕緣膜104a到104e。結(jié)晶半導(dǎo)體膜經(jīng)受高密度等離子氧化處理以形成厚度為8到20nm的氧化膜，由此形成第一柵絕緣膜104a到104e(圖13B)。然后，可使第一柵絕緣膜104a到104e經(jīng)受高密度等離子氮化處理或等離子CVD以層疊氮化膜。
接著，將第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜層疊在第一柵絕緣膜104a到104e上。第一導(dǎo)電膜通過(guò)等離子CVD法或?yàn)R射法被形成為具有25到35nm的厚度。第二導(dǎo)電膜被形成為具有100到600nm的厚度。第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜由選自鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)等的元素或含有上述元素作為主要成分的合金材料或化合物材料形成?；蛘撸鼈兛梢杂梢蕴砑恿酥T如磷等雜質(zhì)元素的多晶硅為代表的半導(dǎo)體材料形成。作為第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜的組合的示例，有氮化鉭(TaN)膜和鎢(W)膜、氮化鎢(WN)膜和鎢膜、氮化鉬(MoN)膜和鉬(Mo)膜等。由于鎢和氮化鉭具有高耐熱性，因此可在形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜之后進(jìn)行用于熱激活的熱處理。
接著，通過(guò)光刻法形成抗蝕劑掩模，并且對(duì)第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻處理，以形成各自用于邏輯TFT的第一柵電極105a和105b以及浮動(dòng)?xùn)烹姌O105c和105d(圖13C)。
接著，通過(guò)光刻法形成抗蝕劑掩模108，并通過(guò)離子摻雜法或離子注入法以低濃度將n型雜質(zhì)添加到結(jié)晶半導(dǎo)體膜103b、103c和103d中，以形成n型雜質(zhì)區(qū)107b、107c和107d以及溝道形成區(qū)201b、201c和201d(圖14A)。然后，去除抗蝕劑掩模108。
接著，形成第二柵絕緣膜109?？赏ㄟ^(guò)CVD法或?yàn)R射法形成氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜等?？墒褂茂B層膜或單層。
接著，形成用于形成控制柵電極的導(dǎo)電膜110。導(dǎo)電膜110可由所描述的用于形成浮動(dòng)?xùn)烹姌O的導(dǎo)電膜的材料形成。
在導(dǎo)電膜110上形成層111(圖14B)。此處，層111可被形成為用于在稍后的步驟中形成側(cè)壁的絕緣膜。作為絕緣膜，可使用氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜等。另外，層111可以是導(dǎo)電膜，并且此時(shí)可以用作控制柵電極的一部分。然后，進(jìn)行各向異性蝕刻以在導(dǎo)電膜110的階梯部分上形成側(cè)壁113a到113d。注意，在未形成浮動(dòng)?xùn)烹姌O的結(jié)晶半導(dǎo)體膜103e中，不產(chǎn)生階梯部分，且不形成側(cè)壁。
接著，在導(dǎo)電膜110上形成抗蝕劑掩模112(圖14C)。此處，形成抗蝕劑掩模112以覆蓋導(dǎo)電膜110的頂部，即上階梯部分的整個(gè)表面，而不覆蓋下階梯部分。抗蝕劑掩模112也可形成于側(cè)壁113a到113d上。另外，在結(jié)晶半導(dǎo)體膜103e上形成用于形成柵電極的抗蝕劑掩模112。
接著，通過(guò)使用抗蝕劑掩模112和側(cè)壁113a到113d作為掩模，進(jìn)行蝕刻以形成各自用于邏輯TFT的第二柵電極114a和114b、控制柵電極114c和114d、以及用于具有高耐受電壓的TFT的柵電極114e(圖14D)。然后，去除抗蝕劑掩模112。
在形成引線的步驟中，用于邏輯TFT的第一柵電極105a和第二柵電極114a彼此電連接以形成TFT，而用于邏輯TFT的第一柵電極105b和第二柵電極114b彼此電連接以形成TFT。
另外，用于具有高耐受電壓的TFT的柵電極114e成為其中第一柵絕緣膜104e和第二柵絕緣膜109的疊層膜是柵絕緣膜的TFT的柵電極。通過(guò)使用第一柵絕緣膜104e和第二柵絕緣膜109的疊層膜作為柵絕緣膜，柵絕緣膜的耐受電壓變高，因此可提高源極和漏極區(qū)之間的耐受電壓。
接著，通過(guò)光刻法形成抗蝕劑掩模116，并以高濃度將p型雜質(zhì)115(例如，硼離子)添加到結(jié)晶半導(dǎo)體膜103中，以形成p型雜質(zhì)區(qū)117和溝道形成區(qū)201a(圖15A)。然后，去除抗蝕劑掩模116。
接著，通過(guò)光刻法形成抗蝕劑掩模119，并以高濃度將n型雜質(zhì)添加到結(jié)晶半導(dǎo)體膜103b、103c、103d、103e中，以形成n型雜質(zhì)區(qū)和溝道形成區(qū)(圖15B)。相應(yīng)地，去除抗蝕劑掩模119。因此，在結(jié)晶半導(dǎo)體膜103a中形成p型雜質(zhì)區(qū)132和溝道形成區(qū)131。在結(jié)晶半導(dǎo)體膜103b中形成n型低濃度雜質(zhì)區(qū)121、n型高濃度雜質(zhì)區(qū)120和溝道形成區(qū)122。在結(jié)晶半導(dǎo)體膜103c中形成n型低濃度雜質(zhì)區(qū)124、n型高濃度雜質(zhì)區(qū)123和溝道形成區(qū)125。在結(jié)晶半導(dǎo)體膜103d中形成第一n型雜質(zhì)區(qū)127、第二n型雜質(zhì)區(qū)126和溝道形成區(qū)128。在結(jié)晶半導(dǎo)體膜103e中形成n型雜質(zhì)區(qū)129和溝道形成區(qū)130。
接著，形成絕緣膜202以覆蓋第二柵絕緣膜109、第二柵電極114a和114b、控制柵電極114c和114d、柵電極114e和側(cè)壁113a到113d。絕緣膜202使用諸如硅氧化物或硅氮化物等無(wú)機(jī)材料、或諸如聚酰亞胺、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸、環(huán)氧樹(shù)脂或硅氧烷等有機(jī)材料，通過(guò)等離子CVD法、濺射法、SOG法、微滴排放法等或這些方法的組合被形成為單層或多層。另外，也可使用噁唑樹(shù)脂，并且可使用例如光敏聚苯并噁唑。光敏聚苯并噁唑具有低介電常數(shù)(室溫下1MHz時(shí)介電常數(shù)2.9)、高熱阻(溫度上升5℃/分鐘時(shí)550℃的熱分解溫度，這是通過(guò)熱重量分析儀(TGA)來(lái)測(cè)量的)、以及低吸水率(24小時(shí)室溫下為0.3％)。與聚酰亞胺相比具有較低的介電常數(shù)的噁唑樹(shù)脂適用作層間絕緣膜。
注意，在形成絕緣膜202之前或形成用于形成絕緣膜202的一個(gè)或多個(gè)薄膜之后，較佳地進(jìn)行用于恢復(fù)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度、用于激活添加到半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)元素、或用于氫化半導(dǎo)體膜的熱處理。對(duì)于熱處理，較佳地適用熱退火法、激光退火法、RTA法等。
接著，通過(guò)光刻法蝕刻絕緣膜202、第一柵絕緣膜104a到104e以及第二柵絕緣膜109以形成露出n型高濃度雜質(zhì)區(qū)120、123、126和129以及p型雜質(zhì)區(qū)132的接觸孔。此時(shí)，形成接觸孔以使第一柵電極105a和第二柵電極114a可彼此連接，并且第一柵電極105b和第二柵電極114b可彼此連接。隨后，在接觸孔上形成導(dǎo)電膜，并對(duì)其形成圖案以形成各自用作源極引線或漏極引線的導(dǎo)電膜140到144。此時(shí)，將用于邏輯電路部分的第一柵電極105a和第二柵電極114a彼此電連接以形成其一個(gè)柵電極由第一柵電極和第二柵電極構(gòu)成的TFT，并且用于邏輯電路部分的第一柵電極105b和第二柵電極114b彼此電連接以形成其一個(gè)柵電極由第一柵電極和第二柵電極構(gòu)成的TFT。
導(dǎo)電膜140到144適用選擇鈦(Ti)、鋁(Al)和釹(Nd)的元素或含有上述元素作為主要成分的合金材料或化合物材料，通過(guò)等離子CVD法或?yàn)R射法被形成為單層或多層。含有鋁作為主要成分的合金材料對(duì)應(yīng)于例如其主要成分為鋁的含鎳材料或含有鎳以及其主要成分為鋁的碳和硅中的一個(gè)或兩者的合金材料。導(dǎo)電膜140到144的每一個(gè)較佳地采用例如阻擋膜、鋁-硅(Al-Si)膜以及阻擋膜的疊層結(jié)構(gòu)，或者阻擋膜、鋁-硅(Al-Si)膜、氮化鈦(TiN)膜和阻擋膜的疊層結(jié)構(gòu)。
注意，阻擋膜對(duì)應(yīng)于由鈦、鈦氮化物、鉬或鉬氮化物形成的薄膜。具有低電阻且廉價(jià)的鋁和鋁-硅是用于形成導(dǎo)電膜140到144的最優(yōu)材料。另外，當(dāng)設(shè)置上阻擋膜和下阻擋膜時(shí)，可防止產(chǎn)生鋁或鋁-硅的小丘。此外，當(dāng)阻擋膜由作為高度可還原的元素的鈦形成時(shí)，即使在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上形成自然氧化物薄膜，也可還原自然氧化物膜以獲得與結(jié)晶半導(dǎo)體膜的較佳接觸。
通過(guò)上述步驟，完成了包括在邏輯電路部分中的p溝道TFT 210和n溝道TFT211、包括在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件部分中的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件212和213、以及具有高耐受電壓的n溝道TFT 214。
接著，形成絕緣層145以覆蓋絕緣膜202和導(dǎo)電膜140到144。絕緣層145使用無(wú)機(jī)材料或有機(jī)材料通過(guò)已知的方法(例如，SOG法或微滴排放法)被形成為單層或多層。絕緣層145較佳地被形成為具有0.75到3μm的厚度。隨后，通過(guò)光刻法蝕刻絕緣層145，以形成露出導(dǎo)電膜144的接觸孔。隨后，在接觸孔上形成導(dǎo)電膜，并對(duì)其形成圖案以形成連接到稍后的步驟中形成的導(dǎo)電膜的引線146。
接著，形成與導(dǎo)電膜146接觸的用作天線的導(dǎo)電膜147(圖15C)。導(dǎo)電膜147是通過(guò)等離子CVD法、濺射法、印刷法或微滴排放法使用導(dǎo)電材料來(lái)形成的。較佳地，導(dǎo)電膜147使用選自鋁(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、鈦(Ti)的元素或含有上述元素作為主要成分的合金材料或化合物材料被形成為單層或多層。特別地，導(dǎo)電膜147通過(guò)使用含銀漿料的絲網(wǎng)印刷，然后在50℃到350℃進(jìn)行熱處理來(lái)形成。或者，鋁膜通過(guò)濺射法來(lái)形成，并且被形成圖案以形成導(dǎo)電膜147。鋁膜較佳地通過(guò)濕法蝕刻來(lái)形成圖案，并且200℃到300℃的熱處理較佳地在濕法蝕刻之后進(jìn)行。
接著，通過(guò)SOG法、微滴排放法等形成用作保護(hù)膜的絕緣膜150，以覆蓋邏輯電路部分、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器部分和用作天線的導(dǎo)電膜147(圖16A)。絕緣膜150由含有諸如DLC(金剛石型碳)等碳的膜、含有氮化硅的膜、含有氧氮化硅的膜或有機(jī)材料形成，或較佳地由環(huán)氧樹(shù)脂形成。
接著，從襯底100剝離包括用作基膜的絕緣膜102、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件、薄膜晶體管等的層(下文稱為“層203”)。此處，通過(guò)用激光束(例如，UV光)照射形成開(kāi)口151和152，然后可通過(guò)使用物理能量從襯底100剝離層203(圖17A)。或者，在從襯底100剝離層203之前，可將蝕刻劑引入到開(kāi)口151和152中以去除釋放層101。作為蝕刻劑，使用含有鹵化氫或鹵間化合物的氣體或液體；例如，使用三氟化氯(ClF3)作為含有鹵化氫的氣體。因此，從襯底100剝離了層203。注意，可部分地留下釋放層101而非完全去除。通過(guò)留下釋放層101的一部分，可減少蝕刻劑的消耗，并可縮短用于去除釋放層的時(shí)間。另外，即使在去除了釋放層101之后，層202也可被留在襯底100上。此外，為降低成本，較佳的是在剝離了層203之后重復(fù)使用襯底101。
接著，將層203的一個(gè)表面附著到第一基底204，然后從襯底100完全剝離層203。隨后，將層203的另一表面附著到第二基底205，然后進(jìn)行熱處理和壓力處理中的一個(gè)或兩者以用第一基底204和第二基底205來(lái)密封層203(圖17B)。作為第一基底204和第二基底205，可使用由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、聚氯乙烯等形成的層；纖維材料紙；基膜(聚酯、聚酰胺、無(wú)機(jī)汽相沉積膜、紙等)的疊層以及粘性合成樹(shù)脂膜(基于丙烯酸的合成樹(shù)脂、基于環(huán)氧樹(shù)脂的合成樹(shù)脂等)等等。
膜被附著到要通過(guò)進(jìn)行熱處理和壓力處理來(lái)處理的對(duì)象，并且用以下方式來(lái)進(jìn)行處理通過(guò)熱處理熔化設(shè)置在膜的最外表面上的粘性層或設(shè)置在其最外層上的層(不是粘性層)，然后施壓，由此附著膜。粘性層可被設(shè)置在第一基底204和第二基底205的表面上，但不是必定要設(shè)置該層。粘性層對(duì)應(yīng)于含有諸如熱固樹(shù)脂、紫外線可固化樹(shù)脂、基于環(huán)氧樹(shù)脂的粘合劑或樹(shù)脂添加劑等粘合劑的層。
通過(guò)上述步驟，可制造具有存儲(chǔ)元件部分和天線的半導(dǎo)體器件。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件能夠在沒(méi)有接觸的情況下交換數(shù)據(jù)。此外通過(guò)上述步驟，可獲得柔性半導(dǎo)體器件。注意，本實(shí)施方式可與上述實(shí)施方式自由組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(實(shí)施方式6)以下參考附圖描述可在沒(méi)有接觸的情況下交換數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用。取決于使用方式，能夠在沒(méi)有接觸的情況下交換數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件也稱為RFID(射頻識(shí)別)、ID標(biāo)簽、IC標(biāo)簽、IC芯片、RF(射頻)標(biāo)簽、無(wú)線標(biāo)簽、電子標(biāo)簽或無(wú)線芯片。
RFID 80具有在沒(méi)有接觸的情況下交換數(shù)據(jù)的功能，并包括電源電路81、時(shí)鐘生成電路82、數(shù)據(jù)解調(diào)電路83、數(shù)據(jù)調(diào)制電路84、用于控制其它電路的控制電路85、存儲(chǔ)器電路86以及天線87(圖18A)。注意，存儲(chǔ)器電路的數(shù)量不限于一個(gè)，并且可設(shè)置多個(gè)存儲(chǔ)器電路。作為存儲(chǔ)器電路，可使用SRAM、閃存、EEPROM、ROM、FeRAM等，或者具有由有機(jī)化合物層形成的存儲(chǔ)元件部分的存儲(chǔ)器。
作為電磁波從讀/寫(xiě)器88發(fā)射的信號(hào)通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換成天線87中的AC電信號(hào)。在電源電路81中，使用AC電信號(hào)生成電源電壓，并使用電源引線將電源電壓提供給每一電路。在時(shí)鐘生成電路82中，基于從天線87輸入的AC信號(hào)生成各種時(shí)鐘信號(hào)，并將這些信號(hào)提供給控制電路85。在數(shù)據(jù)解調(diào)電路83中，將AC電信號(hào)解調(diào)并提供給控制電路85。在控制電路85中，根據(jù)所輸入的信號(hào)執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算。存儲(chǔ)器電路86儲(chǔ)存控制電路85中使用的程序、數(shù)據(jù)等，并用作用于算術(shù)運(yùn)算的工作區(qū)。然后，數(shù)據(jù)從控制電路85發(fā)送到數(shù)據(jù)解調(diào)電路84，并且可借助從數(shù)據(jù)調(diào)制電路84發(fā)送的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)天線87的負(fù)載調(diào)制。讀/寫(xiě)器88接收作為電磁波的天線87的負(fù)載調(diào)制，由此讀取數(shù)據(jù)。
另外，RFID可以是在不安裝電源(電池)的情況下通過(guò)電波將電源電壓提供給每一電路的一種類型，或者可以是在安裝了電源(電池)的情況下通過(guò)電波和電源(電池)將電源電壓提供給每一電路的一種類型。
采用上述實(shí)施方式中所述的結(jié)構(gòu)，可制造柔性RFID。由此，可將這一RFID附著到具有彎曲表面的物體。
接著，描述柔性RFID的使用方式的一個(gè)示例。讀/寫(xiě)器320被設(shè)置在包括顯示部分321的便攜式終端的一側(cè)，并且RFID 323被設(shè)置在物品322的一側(cè)(圖18B)。當(dāng)將讀/寫(xiě)器320靠近物品322中包括的RFID 323時(shí)，與產(chǎn)品有關(guān)的信息，諸如原材料和物品的發(fā)源地、每一生產(chǎn)過(guò)程中的測(cè)試結(jié)果、分銷過(guò)程歷史、或者還有對(duì)產(chǎn)品的描述被顯示在顯示部分321上。另外，產(chǎn)品326可在用傳送帶傳送產(chǎn)品326期間通過(guò)使用讀/寫(xiě)器324和為產(chǎn)品326設(shè)置的RFID 325來(lái)檢查(圖18C)。以此方式，可容易地獲得信息，并且通過(guò)對(duì)系統(tǒng)利用RFID實(shí)現(xiàn)了高功能和高增值。此外，如上述實(shí)施方式中所描述的，即使RFID被附著到具有彎曲表面的物體，也可防止RFID中包括的晶體管等受到損壞，以提供高度可靠的RFID。
除上述之外，柔性RFID的應(yīng)用范圍如此之廣，以使它可應(yīng)用于在不接觸的情況下弄清對(duì)象的歷史并在生產(chǎn)、管理等過(guò)程中使用的任何產(chǎn)品。例如，RFID可被提供給票據(jù)、硬幣、有價(jià)證券、證書(shū)、不記名債券、用于包裝的容器、書(shū)、記錄媒體、個(gè)人所屬物、交通工具、食品、服裝、保健物品、生活用品、醫(yī)藥、電子裝置等。其示例參考圖19A到19H來(lái)描述。
票據(jù)和硬幣包括市場(chǎng)上的貨幣并包括在特定區(qū)域流通的作為錢(qián)幣(現(xiàn)金收據(jù))、紀(jì)念幣等的紙幣。有價(jià)證券包括支票、證書(shū)、本票等(見(jiàn)圖19A)。證書(shū)包括駕駛執(zhí)照、居住卡等(見(jiàn)圖19B)。不記名債券包括郵票、大米優(yōu)惠券、各種禮物優(yōu)惠券等(見(jiàn)圖19C)。用于包裝的容器包括用于將盒飯等打包的紙、塑料瓶等(見(jiàn)圖19D)。書(shū)包括文檔等(見(jiàn)圖19E)。交通工具包括諸如自行車(chē)等有輪子的交通工具、船等(見(jiàn)圖19G)。個(gè)人所屬物品包括包、眼鏡等(見(jiàn)圖19H)。食品包括食物物品、飲料等。服裝包括衣服、鞋襪等。保健物品包括醫(yī)療設(shè)備、健康設(shè)備等。生活用品包括家具、照明裝置等。醫(yī)藥包括藥品、農(nóng)藥等。電子裝置包括液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視機(jī)(電視接收器或薄型電視接收器)、移動(dòng)電話裝置等。
當(dāng)為票據(jù)、硬幣、有價(jià)證券、證書(shū)、不記名債券等設(shè)置RFID 2000時(shí)，可防止它們的偽造。當(dāng)為用于包裝的容器、書(shū)、記錄媒體、個(gè)人所屬物品、食品、生活用品、電子裝置等設(shè)置RFID時(shí)，可更有效地執(zhí)行檢查系統(tǒng)、租借系統(tǒng)等。當(dāng)為交通工具、保健物品、醫(yī)藥等設(shè)置RFID時(shí)，可防止它們的偽造和盜竊并可防止藥品以不正當(dāng)?shù)姆绞较?。RFID可被附著到產(chǎn)品的表面或結(jié)合在產(chǎn)品中。例如，RFID可被結(jié)合到書(shū)的紙中或包裝的有機(jī)樹(shù)脂中。通過(guò)使用柔性RFID，即使在為紙等設(shè)置其中使用了具有在上述實(shí)施方式中描述的這一結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體期間的RFID時(shí)也能防止對(duì)RFID中包括的元件的損壞等。
以此方式，當(dāng)為用于包裝的容器、記錄媒體、個(gè)人所屬物、食品、服裝、生活用品、電子裝置等設(shè)置RFID時(shí)，可更有效地執(zhí)行檢查系統(tǒng)、租借系統(tǒng)等。RFID還防止交通工具被偽造或盜竊。另外，當(dāng)將RFID植入諸如動(dòng)物等生物中時(shí)，可容易地標(biāo)識(shí)每一生物。例如，當(dāng)將設(shè)有傳感器的RFID植入諸如家畜等生物中時(shí)，不僅可容易地控制出生年份、性別、品種等，而且還可容易地控制諸如當(dāng)前體溫等健康狀況。
注意，本實(shí)施方式可與上述實(shí)施方式自由組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。即，本實(shí)施方式和自由組合的上述實(shí)施方式中所描述的所有結(jié)構(gòu)都被包括在本發(fā)明中。
(實(shí)施方式7)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件可用于已知的NOR(或非)型存儲(chǔ)器件或NAND(與非)型存儲(chǔ)器件。
圖20A示出了每一單元具有一個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的NOR型存儲(chǔ)器件。參考標(biāo)號(hào)W1、W2和W3表示字線，而B(niǎo)1、B2和B3表示位線。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件300被設(shè)置在每一位線和每一地線之間。字線電連接到半導(dǎo)體器件300的控制柵電極。
圖20B示出了每一單元具有一選擇薄膜晶體管和一半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的NOR型存儲(chǔ)器件。參考標(biāo)號(hào)W1、W2和W3表示字線，B1、B2和B3表示位線，而S1、S2和S3表示選擇線。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件300和選擇薄膜晶體管301被設(shè)置在每一位線和每一地線之間。
選擇薄膜晶體管301的柵電極電連接到選擇線。選擇薄膜晶體管301將位線電連接到本發(fā)明的半導(dǎo)體器件300。盡管選擇薄膜晶體管301的結(jié)構(gòu)并不特別限定，但是例如可使用上述實(shí)施方式中所描述的薄膜晶體管。
圖21和22各自示出了NAND型存儲(chǔ)器件。圖21示出了具有一個(gè)選擇晶體管的NAND型存儲(chǔ)器件。圖22示出了具有兩個(gè)選擇晶體管的NAND型存儲(chǔ)器件。
在圖21中，參考標(biāo)號(hào)401是選擇薄膜晶體管，且其柵電極電連接到選擇線S1。選擇薄膜晶體管401將由B1(或B2)表示的位線電連接到本發(fā)明的半導(dǎo)體器件402到404。盡管選擇薄膜晶體管401的結(jié)構(gòu)并不特別限定，但是例如可使用上述實(shí)施方式中所描述的薄膜晶體管。
半導(dǎo)體器件402到404串聯(lián)連接。半導(dǎo)體器件的數(shù)目并不特別限定。最后一級(jí)的半導(dǎo)體器件404的一個(gè)端子電連接到電源線等，或者當(dāng)然也可連接接地。
另外，選擇薄膜晶體管405可連接到最后一級(jí)的半導(dǎo)體器件404(圖22)。選擇薄膜晶體管405的一個(gè)端子電連接到電源線等，或者當(dāng)然可連接接地。選擇薄膜晶體管405的柵電極電連接到選擇線S2。類似于選擇薄膜晶體管401，選擇薄膜晶體管405的結(jié)構(gòu)并不特別限定。
無(wú)需多言，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件適用于除此處所述的之外的存儲(chǔ)器件的結(jié)構(gòu)。
參考圖23A和23B描述其中實(shí)際通過(guò)實(shí)施方式3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法形成的控制柵電極的一個(gè)示例。
圖23A是通過(guò)掃描發(fā)射電子顯微鏡(STEM)觀察到的橫截面照片，而圖23B是示出圖23A的照片的示意圖。注意，與在上述實(shí)施方式中描述的那些相同的部分用相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
此處，由厚度為50nm的氧氮化硅膜和厚度為100nm的氮氧化硅膜的疊層膜構(gòu)成的基絕緣膜2形成于玻璃襯底1上。在基絕緣膜2上形成厚度為60nm的由硅形成的半導(dǎo)體膜3。在半導(dǎo)體膜3上形成厚度為10nm的氮氧化硅膜的第一柵絕緣膜6。在第一柵絕緣膜6上形成厚度為200nm的由鎢形成的浮動(dòng)?xùn)烹姌O7。在浮動(dòng)?xùn)烹姌O7上形成厚度為60nm的氮氧化硅膜的第二柵絕緣膜8。在第二柵絕緣膜8上形成由厚度為30nm的氮化鎢和厚度為170nm的鎢的疊層構(gòu)成的控制柵電極9。在控制柵電極9的階梯部分上形成氮氧化硅膜的側(cè)壁10?？刮g劑掩模53保留在控制柵電極9和側(cè)壁10的上部而不被去除。注意，形成由導(dǎo)電材料形成的層500以制造通過(guò)STEM觀察的樣品。注意，使用Pt(鉑)形成由導(dǎo)電材料形成的層500。
通過(guò)使用這一結(jié)構(gòu)，可形成具有極佳保持特性的半導(dǎo)體器件而不會(huì)在控制柵電極和浮動(dòng)?xùn)烹姌O之間產(chǎn)生泄漏。此外，通過(guò)使用本發(fā)明，可在形成圖案時(shí)不產(chǎn)生未對(duì)準(zhǔn)的情況下以自對(duì)準(zhǔn)的方式在期望的位置上形成控制柵電極。
本申請(qǐng)基于2005年12月26日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)?005-373010，該專利的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體；所述半導(dǎo)體上的第一柵絕緣膜；所述第一柵絕緣膜上的浮動(dòng)?xùn)烹姌O；覆蓋所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O的第二柵絕緣膜；以及所述第二柵絕緣膜上的控制柵電極；以及所述控制柵電極上的側(cè)壁，其中所述控制柵電極被形成為覆蓋所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O，并且它們之間插入所述第二柵絕緣膜，以及所述側(cè)壁形成于所述控制柵電極中由于所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分上。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于在所述半導(dǎo)體中設(shè)置溝道形成區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)，所述控制柵電極與所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述源極區(qū)和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于在所述半導(dǎo)體中設(shè)置溝道形成區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)，所述控制柵電極與所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述源極區(qū)和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于在所述半導(dǎo)體中設(shè)置溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)以及一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)，所述第二雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在所述第一雜質(zhì)區(qū)和所述溝道形成區(qū)之間，所述控制柵電極與所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于在所述半導(dǎo)體中設(shè)置溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)以及一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)，所述第二雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在所述第一雜質(zhì)區(qū)和所述溝道形成區(qū)之間，所述控制柵電極與所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
6.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體；所述半導(dǎo)體上的第一柵絕緣膜；所述第一柵絕緣膜上的浮動(dòng)?xùn)烹姌O；覆蓋所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O的第二柵絕緣膜；所述第二柵絕緣膜上的控制柵電極；以及所述控制柵電極上的側(cè)壁，其中所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O包括第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O和所述第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O上的第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O，所述第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O的柵極長(zhǎng)度大于所述第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O的柵極長(zhǎng)度，所述控制柵電極被形成為覆蓋所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O，并且它們之間插入所述第二柵絕緣膜，以及所述側(cè)壁形成于所述控制柵電極中由于所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分上。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，在所述半導(dǎo)體中設(shè)置溝道形成區(qū)、一對(duì)LDD區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)，所述控制柵電極與所述LDD區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述一對(duì)LDD區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)LDD區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于在所述半導(dǎo)體中設(shè)置溝道形成區(qū)、一對(duì)LDD區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)，所述控制柵電極與所述LDD區(qū)重疊，并且在它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述一對(duì)LDD區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)LDD區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
9.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于在所述半導(dǎo)體中設(shè)置溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)、一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)和一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)，所述第二雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在所述第一雜質(zhì)區(qū)和所述溝道形成區(qū)之間，所述第三雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在所述第一雜質(zhì)區(qū)和所述第二雜質(zhì)區(qū)之間，所述控制柵電極與所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
10.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于在所述半導(dǎo)體中設(shè)置溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)、一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)和一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)，所述第二雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在所述第一雜質(zhì)區(qū)和所述溝道形成區(qū)之間，所述第三雜質(zhì)區(qū)被設(shè)置在所述第一雜質(zhì)區(qū)和所述第二雜質(zhì)區(qū)之間，所述控制柵電極與所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
11.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在半導(dǎo)體上形成第一柵絕緣膜；在所述第一柵絕緣膜上形成浮動(dòng)?xùn)烹姌O；形成第二柵絕緣膜以覆蓋所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O；在所述第二柵絕緣膜上形成導(dǎo)電膜；在所述導(dǎo)電膜上形成一膜；使所述膜經(jīng)受蝕刻以在所述導(dǎo)電膜中由于所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分上形成側(cè)壁；在所述導(dǎo)電膜上的階梯部分的上階梯部分上形成掩模；以及通過(guò)使用所述掩模和所述側(cè)壁蝕刻所述導(dǎo)電膜以形成控制柵電極。
12.如權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于所述掩模被形成為不延伸超過(guò)所述側(cè)壁的外側(cè)邊緣。
13.如權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于通過(guò)使用所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O作為掩模將n型或p型雜質(zhì)添加到所述半導(dǎo)體中，以在所述半導(dǎo)體中形成溝道形成區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)。
14.如權(quán)利要求13所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于所述控制柵電極與所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述源極區(qū)和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
15.如權(quán)利要求13所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于所述控制柵電極與所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述源極區(qū)和漏極區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述源極區(qū)和漏極區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
16.如權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于通過(guò)使用所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O作為掩模將n型或p型雜質(zhì)添加到所述半導(dǎo)體中，并且通過(guò)使用所述控制柵電極作為掩模將與所述n型或p型雜質(zhì)相同的導(dǎo)電雜質(zhì)添加到所述半導(dǎo)體中，以在所述半導(dǎo)體中形成溝道形成區(qū)，一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)和一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)，以及所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)形成于與所述控制柵電極重疊的區(qū)域中，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜。
17.如權(quán)利要求16所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
18.如權(quán)利要求16所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
19.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在半導(dǎo)體上形成第一柵絕緣膜；在所述第一柵絕緣膜上形成第一導(dǎo)電膜；在所述第一導(dǎo)電膜上形成第二導(dǎo)電膜；在所述第二導(dǎo)電膜上形成第一掩模；通過(guò)使用所述第一掩模進(jìn)行第一蝕刻，以使所述第一導(dǎo)電膜成為第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O，并使所述第二導(dǎo)電膜成為第四導(dǎo)電膜；進(jìn)行其中蝕刻所述第四導(dǎo)電膜的一側(cè)的第二蝕刻，以形成其柵極長(zhǎng)度比所述第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O的柵極長(zhǎng)度短的第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O，從而形成包括所述第一浮動(dòng)?xùn)烹姌O和所述第二浮動(dòng)?xùn)烹姌O的浮動(dòng)?xùn)烹姌O；形成第二柵絕緣膜以覆蓋所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O；在所述第二柵絕緣膜上形成導(dǎo)電膜；在所述導(dǎo)電膜上形成一膜；使所述膜經(jīng)受蝕刻以在所述導(dǎo)電膜中由于所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分上形成側(cè)壁；在所述導(dǎo)電膜上的階梯部分的上階梯部分上形成第二掩模；以及通過(guò)使用所述第二掩模和所述側(cè)壁蝕刻所述導(dǎo)電膜以形成控制柵電極。
20.如權(quán)利要求19所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于所述第二掩模被形成為不延伸超過(guò)所述側(cè)壁的外側(cè)邊緣。
21.如權(quán)利要求19所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于通過(guò)使用所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O作為掩模將n型或p型雜質(zhì)添加到所述半導(dǎo)體中，以在所述半導(dǎo)體中形成溝道形成區(qū)、一對(duì)LDD區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)。
22.如權(quán)利要求21所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于所述控制柵電極與所述LDD區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述一對(duì)LDD區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)LDD區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
23.如權(quán)利要求21所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于所述控制柵電極與所述LDD區(qū)重疊，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜和所述第二柵絕緣膜，以及其中所述控制柵電極與所述一對(duì)LDD區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)LDD區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
24.如權(quán)利要求19所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于通過(guò)使用所述浮動(dòng)?xùn)烹姌O作為掩模將n型或p型雜質(zhì)添加到所述半導(dǎo)體中，并通過(guò)使用所述控制柵電極作為掩模將與所述n型或p型雜質(zhì)相同的導(dǎo)電雜質(zhì)添加到所述半導(dǎo)體中，以在所述半導(dǎo)體中形成溝道形成區(qū)、一對(duì)第一雜質(zhì)區(qū)、一對(duì)第二雜質(zhì)區(qū)和一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)，所述第二雜質(zhì)區(qū)形成于所述第三雜質(zhì)區(qū)和所述溝道形成區(qū)之間，所述第三雜質(zhì)區(qū)形成于所述第一雜質(zhì)區(qū)和所述第二雜質(zhì)區(qū)之間，以及所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)形成于與所述控制柵電極重疊的區(qū)域中，并且它們之間插入所述第一柵絕緣膜。
25.如權(quán)利要求24所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域中柵極長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。
26.如權(quán)利要求24所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積等于或幾乎等于其中所述控制柵電極與所述一對(duì)第三雜質(zhì)區(qū)中的另一個(gè)彼此重疊的區(qū)域的面積。
27.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體是形成于絕緣表面上的結(jié)晶半導(dǎo)體膜。
28.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體是形成于絕緣表面上的結(jié)晶半導(dǎo)體膜。
29.如權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體是形成于絕緣表面上的結(jié)晶半導(dǎo)體膜。
30.如權(quán)利要求19所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體是形成于絕緣表面上的結(jié)晶半導(dǎo)體膜。
全文摘要
提供了這樣一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，它在不導(dǎo)致形成控制柵電極過(guò)程中的未對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題并且不產(chǎn)生控制柵電極與浮動(dòng)?xùn)烹姌O之間的泄漏的情況下以自對(duì)準(zhǔn)方式形成。該半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體膜、該半導(dǎo)體膜上的第一柵絕緣膜、該第一柵絕緣膜上的浮動(dòng)?xùn)烹姌O、覆蓋該浮動(dòng)?xùn)烹姌O的第二柵絕緣膜、以及該第二柵絕緣膜上的控制柵電極。該控制柵電極被形成為覆蓋該浮動(dòng)?xùn)烹姌O，并且它們之間插入第二柵絕緣膜，該控制柵電極設(shè)有側(cè)壁，且該側(cè)壁形成于控制柵電極中由于浮動(dòng)?xùn)烹姌O而產(chǎn)生的階梯部分上。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1992351SQ20061016759
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者淺見(jiàn)良信 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所