專利名稱：閃速存儲器件的柵極的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及閃速存儲器件，更具體而言，涉及閃速存儲器件的柵
^L的形成方法。
背景技術(shù)：
隨著閃速存儲器件的集成度的提高，替代常規(guī)反應(yīng)離子蝕刻(R正)的 采用金屬鑲嵌法的金屬線形成法得到了越來越多的使用。這是因?yàn)樵?0nm 或更小的存儲器中，鴒柵極具有小于等于60nm的窄寬度，難以采用常規(guī)R正 方法構(gòu)圖。在采用硅化鴒(WSi)的情況下，難以確保柵極線。在將目標(biāo)提 高到確保電阻的情況下，其導(dǎo)致了內(nèi)電容的增大。此外，在進(jìn)行柵極蝕刻時(shí)， 必須同時(shí)蝕刻硬掩模層、硅化鎢層、多晶硅層和氧化物層。在采用RIE法形 成鴒柵極的情況下，由于鴒氧化的原因難以形成間隔體，并且在熱預(yù)算的影 響下柵極的可靠性低。此外，在采用常規(guī)鴒(W)單金屬鑲嵌法的情況下， 必須以ISO水平形成第一多晶硅層圖案，而且在位錯(cuò)的影響下降低了耦合率 (coupling ratio )。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種閃速存儲器件的柵極的形成方法，其中，能 夠提高柵極圖案的裕量，并且能夠降低柵極之間的電容。
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種形成閃速存儲器件的柵極的方法，其 包括的步驟有在半導(dǎo)體襯底上形成柵極以及在所述柵極的整個(gè)表面上形成 氧化物層，在所述氧化物層的側(cè)壁上以間隔體的形式形成氮化物層，執(zhí)行拋 光工藝，以暴露所述柵極的頂面，之后去除所述氮化物層以形成開口 ，在所 述開口的側(cè)壁上形成阻擋金屬層，以及在所述開口內(nèi)形成鴒層。


圖1到圖11是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成閃速存儲器件的柵極的方
法的截面圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例。
圖1到11是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的形成閃速存儲器件的柵極的 方法的截面圖。
參考圖1，在限定了單元區(qū)域和選擇線區(qū)域的半導(dǎo)體襯底101上依次層 壓隧道氧化物層102、用于浮置柵極的第一多晶硅層103、電介質(zhì)層104、用 于控制柵極的第二多晶硅層105、第一氮化物層106、硬掩模層107、 SiON 層108和光致抗蝕劑109。對光致抗蝕劑109構(gòu)圖。優(yōu)選將第一氮化物層106 形成為具有500A到2000A的厚度。優(yōu)選采用a-碳形成硬掩模層107,并使 之具有500A到2000A的厚度。優(yōu)選將SiON層108形成為具有IOOA到1000 A的厚度。
參考圖2，采用已構(gòu)圖光致抗蝕劑109作為掩模蝕刻SiON層108和硬 掩模層107。去除已構(gòu)圖光致抗蝕劑109和SiON層108,由此形成硬掩模層 圖案107a。
參考圖3,采用硬掩模層圖案107a作為掩模，依次蝕刻第一氮化物層 106、第二多晶硅層105、電介質(zhì)層104、第一多晶硅層103和隧道氧化物層 102，之后剝除硬掩模層圖案107a。相應(yīng)地，形成了柵極圖案。
參考圖4，在所得物上執(zhí)行清潔工藝和離子注入工藝，之后在整個(gè)表面 上形成氧化物層IIO。相應(yīng)地，在柵極之間形成了氧化物層間隔體。
參考圖5,通過蝕刻工藝使氧化物層IIO具有預(yù)定厚度。優(yōu)選通過對氧 化物層110的蝕刻使第一氮化物層106與氧化物層IIO之間的高度為200A 到500A。
參考圖6,在整個(gè)表面上形成第二氮化物層111。優(yōu)選將第二氮化物層
m形成為具有300A到ioooA的厚度。
參考圖7，蝕刻第二氮化物層111，使用于自對準(zhǔn)觸點(diǎn)(SAC)的第二 氮化物層111以間隔體的形式保留在選擇線區(qū)域的氧化物層110的側(cè)壁上。
參考圖8，如果保留在選擇線區(qū)域的氧化物層110的側(cè)壁上的用于SAC 的第二氮化物層ill所處位置高于柵極圖案的第一氮化物層106,那么在后 續(xù)的蝕刻過程中存在暴露第二氮化物層111的可能性。因此，蝕刻第二氮化 物層111，使其位置低于第一氮化物層106。第二氮化物層111的頂面與第
一氮化物層106的頂面之間的高度優(yōu)選處于200A到500A的范圍內(nèi)。
參考圖9，在整個(gè)表面上形成作為氧化物層的層間電介質(zhì)(ILD) 112。 在形成ILD112之后，優(yōu)選在所得表面上執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)。這時(shí)， 采用第一氮化物層106作為蝕刻停止層執(zhí)行CMP工藝，直到暴露第一氮化 物層106為止(
參考圖10,采用濕法蝕刻工藝去除第一氮化物層106在這種情況下， 優(yōu)選采用磷酸溶液，通過濕法蝕刻工藝僅去除(dipout)第一氮化物層106。 如果通過去除第一氮化物層106形成了開口 (CH),那么可以通過保留CH 的內(nèi)部或在CH的側(cè)壁上形成作為間隔體Ox的氧化物層或氮化物層的形式 控制臨界尺寸(CD)。將間隔體Ox形成為具有0A到300A的厚度。(當(dāng)間 隔體Ox的厚度為OA時(shí)，是指未形成間隔體Ox。)
參考圖11，在CH的側(cè)壁上形成阻擋金屬層113。在整個(gè)表面上淀積鴒。 采用CMP對鉤拋光，直到暴露阻擋金屬層113為止，由此形成鴒層114。優(yōu) 選采用Ti和TiN、 Ta和TaN以及WN中的任何一種形成阻擋金屬層113。 可以采用鋁(Al)或銅(Cu)替代鴒層114。接下來形成帽蓋層，由此完成 線工藝。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的閃速存儲器件的柵極的形成方法具有如下優(yōu)點(diǎn)。
第一，在第二多晶硅層上形成鴒層。相應(yīng)地，能夠提高柵極圖案裕量。 第二，能夠提高第一和第二多晶硅層的界面之間的耦合比。 第三，無需在形成間隔體之前形成鴒層。因此，能夠降低后續(xù)的熱預(yù)算。 第四，由于采用a-碳作為硬掩模，因此能夠使鴒層的電阻保持恒定。 第五，由于對SAC氮化物層部分蝕刻，因此能夠防止SAC氮化物層暴露。
第六，可以通過在開口的側(cè)壁上形成氧化物層或氮化物層控制柵極之間 的CD。
第七，可以通過降低第二多晶硅層和鴒層的高度控制柵極之間的電容。 第八，由于降低了柵極的高度，因此在形成開口時(shí)能夠確保蝕刻工藝裕量。
盡管已經(jīng)參考各實(shí)施例做出了上述說明，但是在不背離本發(fā)明的精神和 范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種形成閃速存儲器件的柵極的方法，所述方法包括的步驟有在半導(dǎo)體襯底上形成柵極；在所述柵極的整個(gè)表面上形成具有側(cè)壁的氧化物層；在所述氧化物層的側(cè)壁上以間隔體的形式形成氮化物層；執(zhí)行拋光工藝，以暴露所述柵極的頂面；剝離所述氮化物層，以形成具有側(cè)壁的開口；在所述開口的側(cè)壁上形成阻擋金屬層；以及在所述開口內(nèi)形成鎢層。
2. 根椐權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的柵極的形成包括 在所述半導(dǎo)體襯底上依次層壓隧道氧化物層、第一多晶硅層、電介質(zhì)層、第二多晶硅層、第一氮化物層、硬掩模層、SiON層和光致抗蝕劑； 對所述光致抗蝕劑構(gòu)圖；采用所述已構(gòu)圖光致抗蝕劑作為掩模蝕刻所述SiON層和所述硬掩模層；去除所述已構(gòu)圖光致抗蝕劑和所述SiON層，由此形成硬掩模層圖案； 采用所述硬掩模層圖案作為掩模蝕刻所述第 一 氮化物層、第二多晶硅 層、電介質(zhì)層、第一多晶硅層和隧道氧化物層；以及 剝離所述硬掩模層圖案。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其包括將所述第二氮化物層形成為具 有500A到2000A的厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其包括采用a-碳將所述硬掩模層形成 為具有500A到2000A的厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其包括將所述SiON層形成為具有100A到ioooA的厚度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在對所述氧化物層蝕刻之后， 所述第二氮化物層與所述氧化物層之間的高度為200A到500A。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包括將所述第一氮化物層形成為具 有300A到1000A的厚度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述氮化物層的頂面與所述 第二氮化物層的頂面之間的高度設(shè)為處于200A到500A的范圍內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，將所述氮化物層的頂面與所述 第二氮化物層的頂面之間的高度設(shè)為處于200A到500A的范圍內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所迷的方法，其包括采用磷酸在所迷第二氮化物層 上^l行濕法蝕刻工藝，以形成開口。
11. 根椐權(quán)利要求1所述的方法，其包括采用W、 Ti和TiN、 Ta和TaN 以及WN之一形成所述阻擋金屬層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在形成所述阻擋金屬層之前在 所述開口的所述側(cè)壁上形成氧化物層或氮化物層的步驟。
全文摘要
一種形成閃速存儲器件的柵極的方法，包括的步驟有在半導(dǎo)體襯底上形成柵極以及在所述柵極的整個(gè)表面上形成氧化物層，在所述氧化物層的側(cè)壁上以間隔體的形式形成氮化物層，執(zhí)行拋光工藝，以暴露所述柵極的頂面，之后去除所述氮化物層以形成開口，在所述開口的側(cè)壁上形成阻擋金屬層，以及在所述開口內(nèi)形成鎢層。
文檔編號H01L21/336GK101097859SQ20071000773
公開日2008年1月2日 申請日期2007年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者明成桓, 趙揮元, 鄭哲謨, 金正根 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司