專利名稱：半導(dǎo)體存儲器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體存儲器件及其制造方法，特別是，本發(fā)明涉及可以有效地減小源或漏擴散層的電阻和可以減小每個存儲單元的尺寸的半導(dǎo)體存儲器件，以及制造這種存儲器件的方法，可以減少工藝步驟的數(shù)量以簡化存儲器件的制造工藝。
為了減小如閃速存儲器件等半導(dǎo)體存儲器件的位線或源線的擴散層的電阻，公知的方法是在擴散層上形成金屬層。特別是，關(guān)于具有導(dǎo)體或布線的閃速存儲器件，其中每個導(dǎo)體或布線由掩埋擴散層構(gòu)成，在導(dǎo)體上形成金屬層有三種方法。第一種方法是，在襯底的整個表面上形成金屬層或金屬化合物層，然后使用光刻工藝和腐蝕工藝去掉金屬層或金屬化合物層不需要的部分。第二種方法是，使用自對準硅化作用(self-aligned silicidation)，接觸硅層或襯底的鈦層被硅化以形成硅化鈦層。第三種方法是，使用選擇CVD生長例如鎢層作為金屬層。
但是，當在第二種方法中使用鈦的自對準硅化作用時，在后來進行氧化處理時會出現(xiàn)在硅化鈦層中有鈦凝結(jié)物或附著物的問題。而且，在第三種方法中，當使用鎢的選擇生長時，需要在由掩埋擴散層構(gòu)成的導(dǎo)體和鎢層之間形成阻擋金屬層和使用與在第一種方法中使用的相同的工藝步驟處理阻擋金屬層。因此，通常必需使用第一種方法以在掩埋擴散層上形成金屬層。
圖5A和5B表示使用現(xiàn)有技術(shù)的方法即上述第一種方法制造的閃速存儲器件的結(jié)構(gòu)。圖5A是該閃速存儲器件的平面圖，圖5B是沿著圖5A的線A-A截取的剖面圖。
如圖5A所示，還構(gòu)成字線的多個控制柵導(dǎo)體39設(shè)置在圖中的橫向。在控制柵導(dǎo)體39下面，各由掩埋擴散層構(gòu)成的源區(qū)30和漏區(qū)31經(jīng)過層間氧化膜37等形成在垂直方向。漏區(qū)31還起位線作用。
如圖5B所示，在源區(qū)30和漏區(qū)31之間的溝道區(qū)上，從底部依次形成隧道氧化膜34、浮置柵35、ONO膜(氧化膜-氮化膜-氧化膜)38和控制柵39。為了減小掩埋擴散層的每個導(dǎo)體的電阻，在源區(qū)30和漏區(qū)31的各表面上形成氮化鈦層36作為金屬層或金屬化合物層。在浮置柵35的側(cè)表面上，形成氧化膜側(cè)壁間隔層33并把浮置柵35和氮化鈦層36互相分隔開。氮化鈦層36還從源區(qū)30和漏區(qū)31的各表面沿著側(cè)壁間隔層33的側(cè)表面延伸。
參照圖6A-6D解釋制造圖5A和5B所示的常規(guī)閃速存儲器件的方法。
首先，如圖6A，制備其中形成具有如STI(淺槽隔離)結(jié)構(gòu)的元件隔離區(qū)32和隧道氧化膜34的半導(dǎo)體襯底29。使用例如CVD(化學汽相淀積)在半導(dǎo)體襯底29上形成多晶硅層。使用光刻工藝構(gòu)圖該多晶硅層，從而由多晶硅構(gòu)成的浮置柵35設(shè)置在位線的方向。另外，在半導(dǎo)體襯底整個表面上形成氧化硅膜，并用各向異性腐蝕深腐蝕該氧化硅膜，從而在浮置柵35側(cè)表面上形成氧化膜側(cè)壁間隔層33。之后，用離子注入形成源30和漏31的掩埋擴散層。
然后，如圖6B所示，高耐熔金屬或金屬化合物，例如在這種情況下為氮化鈦，濺射在半導(dǎo)體襯底的整個表面上，從而形成氮化鈦層40。
此外如圖6C所示，使用光刻工藝和腐蝕工藝構(gòu)圖氮化鈦層40，從而去掉浮置柵35和元件隔離區(qū)32上的部分氮化鈦層40。在這種情況下，如圖6C所示，要求每個剩余的氮化鈦層40的兩端是在氧化膜側(cè)壁間隔層33上和元件隔離區(qū)32上。如果氮化鈦層40構(gòu)圖成使剩余氮化鈦層40的端部是在擴散層30和31上，則包括擴散層30和31的半導(dǎo)體襯底29暴露出來，并用構(gòu)圖氮化鈦層40的腐蝕工藝過腐蝕。
如圖6D所示，使用例如CVD在半導(dǎo)體襯底的整個表面上生長氧化膜，該氧化膜被深腐蝕以形成層間氧化膜37，從而氮化鈦層40被掩埋在層間氧化膜37下面。然后，使用光刻工藝和腐蝕工藝選擇去掉浮置柵35上的部分氧化膜。
隨后在襯底的整個表面上生長ONO膜38和用于形成控制柵39的鎢多晶硅和硅化物層(tungstenpolyside)。然后使用光刻工藝和腐蝕工藝進行控制柵39、ONO膜38和浮置柵35的構(gòu)圖，從而獲得具有如圖5A和5B所示的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體存儲器件。
上述現(xiàn)有技術(shù)有如下問題。
第一個問題是，當形成如氮化鈦層36等金屬層時，需要光刻工藝，這增加了制造存儲器件的工藝步驟的數(shù)量。由于金屬層是選擇形成在掩埋擴散層上，所以需要光刻工藝。
第二個問題是，當去掉每個浮置柵上的部分層間氧化膜時，需要光刻工藝，這增加了制造存儲器件的工藝步驟的數(shù)量。如圖6C所示，如果每個金屬層如氮化鈦層40是用光刻工藝和腐蝕工藝形成的，從而氮化鈦層40的端部靠近氧化膜側(cè)壁間隔層33的上端，則氮化鈦層40的頂端部分在垂直于襯底29的方向從氧化膜側(cè)壁間隔層33的上端附近部分的表面以等于氮化鈦層40的厚度的量突出，從而氮化鈦層40的頂端部分的位置變得比浮置柵35的上表面高。在浮置柵35上形成氧化膜37之后，如果深腐蝕氧化膜37直到暴露浮置柵35為止，則也暴露了一部分氮化鈦層40。如果在暴露一部分氮化鈦層40的條件下形成ONO膜38和控制柵39，則形成在氮化鈦層40的頂端部分上的ONO膜38的厚度變得比其它部分的薄，這是因為暴露的氮化鈦層40的頂端部分是尖銳的，如從圖5和6可以看到的那樣。因此，氮化鈦層40經(jīng)過ONO膜38的相對薄的部分與控制柵39靠近且相對。在這種情況下，如果在寫操作或在擦操作中在其間施加高電壓，則在氮化鈦層40和控制柵39之間可能發(fā)生絕緣擊穿。而且，在這種情況下，如果較厚地形成ONO膜38以避免氮化鈦層40和控制柵39之間的絕緣擊穿，則ONO膜38在控制柵39和浮置柵35之間變得太厚，可能對閃速存儲器件的操作產(chǎn)生不利影響。為了暴露浮置柵35的上表面和保持一部分氧化膜37留在氮化鈦層40的頂端部分上，在深腐蝕氧化膜37到某一程度之后，需要使用光刻工藝選擇去掉只在浮置柵35上的一部分氧化膜，如圖6D所示。因此，需要另外的光刻工藝。
第三個問題是，需要以至少按照光刻工藝的誤差余量或?qū)视嗔康牧吭黾用總€側(cè)壁間隔層的寬度或厚度和浮置柵的長度，因此需要增加每個存儲單元的尺寸。換言之，由于現(xiàn)有技術(shù)使用光刻工藝以形成如氮化鈦層40等金屬層和選擇去掉浮置柵35上的層間氧化物37，所以需要保留光刻工藝的對準余量，半導(dǎo)體存儲器件的每個存儲單元的尺寸增加了相應(yīng)于對準余量的量。
因此本發(fā)明的目的是改進上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，并提供一種新的半導(dǎo)體存儲器件和制造這種半導(dǎo)體存儲器件的新方法，其中該半導(dǎo)體存儲器件可以容易地和精確地制造。
本發(fā)明的另一目的是提供一種新的半導(dǎo)體存儲器件和制造這種半導(dǎo)體存儲器件的新方法，其中通過減少光刻工藝的數(shù)量可以簡化制造工藝。
本發(fā)明的又一目的是提供一種新的半導(dǎo)體存儲器件和制造這種半導(dǎo)體存儲器件的新方法，其中可以通過減少光刻工藝的數(shù)量取消氧化膜側(cè)壁間隔層的寬度或厚度和浮置柵的長度所需要的對準余量，由此可以減小每個存儲單元的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種半導(dǎo)體存儲器件。該半導(dǎo)體存儲器件包括半導(dǎo)體襯底，如硅襯底；形成在所述半導(dǎo)體襯底中的元件隔離區(qū)；在所述元件隔離區(qū)之間的有源區(qū)；掩埋擴散層，其每個構(gòu)成至少漏區(qū)或源區(qū)；浮置柵，其每個經(jīng)過絕緣膜形成在所述漏區(qū)和所述源區(qū)之間的溝道區(qū)上；形成在所述浮置柵的側(cè)表面上并且由絕緣材料構(gòu)成的側(cè)壁間隔層。該半導(dǎo)體存儲器件還包括形成在所述掩埋擴散層和所述側(cè)壁間隔層上并包括高耐熔金屬或金屬化合物如氮化鈦的第一層；形成在所述第一層上并由不同于所述第一層的材料如氧化物或鎢構(gòu)成的第二層；形成在所述第二層上并包括絕緣材料如氧化物的第三層；形成在所述浮置柵和所述第三層上并包括絕緣材料如氧化物或氮化物的第四層；和形成在所述第四層上的控制柵。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供制造半導(dǎo)體存儲器件的方法。該方法包括提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底中形成元件隔離區(qū)，并在所述元件隔離區(qū)之間確定有源區(qū)；在所述有源區(qū)內(nèi)形成浮置柵，在所述元件隔離區(qū)上形成虛擬浮置柵；形成掩埋擴散層，其每個構(gòu)成至少漏區(qū)或源區(qū)；在所述浮置柵上和所述虛擬浮置柵的側(cè)表面上形成由絕緣材料構(gòu)成的側(cè)壁間隔層。該方法還包括在所述襯底表面上形成包括高耐熔金屬或金屬化合物如氮化鈦的第一層；在所述第一層上形成由不同于所述第一層的材料如氧化物或鎢構(gòu)成的第二層；深腐蝕所述第二層以暴露所述浮置柵和所述虛擬浮置柵上的部分所述第一層，并且在所述有源區(qū)內(nèi)的所述浮置柵和所述元件隔離區(qū)上和所述第一層上的所述虛擬浮置柵之間留下部分所述第二層；使用留下的部分所述第二層作掩模，深腐蝕所述第一層，從而暴露所述浮置柵和所述虛擬浮置柵的上表面，并在所述有源區(qū)內(nèi)的所述浮置柵和所述元件隔離區(qū)上的所述虛擬浮置柵之間留下部分所述第一層。
從下面結(jié)合附圖的詳細說明使本發(fā)明的這些和其它特點和優(yōu)點更清楚，附圖中相同的參考標記表示相同或相應(yīng)的部分，其中


圖1A是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例半導(dǎo)體存儲器件的結(jié)構(gòu)的部分平面圖；圖1B表示沿著圖1A的線A-A截取的部分剖面圖，表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導(dǎo)體存儲器件；圖2A-2D是表示制造圖1A和1B所示的半導(dǎo)體存儲器件的工藝的部分剖面圖；圖3A是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導(dǎo)體存儲器件的結(jié)構(gòu)的部分平面圖；圖3B是沿著圖3A的線A-A截取的部分剖面圖，表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的半導(dǎo)體存儲器件；圖4A-4D是表示制造圖3A和3B所示的半導(dǎo)體存儲器件的工藝的部分剖面圖；圖5A是表示常規(guī)半導(dǎo)體存儲器件的結(jié)構(gòu)的部分剖面圖；圖5B是沿著圖5A的線A-A截取的部分剖面圖，表示常規(guī)半導(dǎo)體存儲器件；圖6A-6D是表示制造圖5A和5B所示的半導(dǎo)體存儲器件的工藝的部分剖面圖。
下面參照附圖介紹本發(fā)明的實施例。
在本發(fā)明中，為了減小由如閃速存儲器件等的半導(dǎo)體存儲器件的掩埋擴散層形成的每個導(dǎo)體或布線的電阻，在導(dǎo)體或布線表面上形成具有高耐熔性的金屬或金屬化合物的導(dǎo)體層，如氮化鈦。這種導(dǎo)體層是用小數(shù)量的工藝步驟形成的，而沒有使用光刻工藝。例如，在用每個浮置柵作掩模通過離子注入形成用于源和漏區(qū)的掩埋擴散層之后，在整個襯底上淀積氮化鈦。再使用氧化膜生長和深腐蝕工藝，制造留在在浮置柵和虛擬柵之間的氮化鈦層上的氧化膜層。隨后，用該留下的氧化膜層作掩模，而不是使用光刻工藝，去掉浮置柵上和虛擬柵上的氮化鈦層。
下面介紹本發(fā)明的實施例。第一實施例圖1A和1B表示作為本發(fā)明的第一實施例的閃速存儲器件的部分結(jié)構(gòu)。圖1A是閃速存儲器件的部分平面圖，圖1B是沿著圖1A的線A-A截取的部分剖面圖。如圖中所示，在如硅襯底的半導(dǎo)體襯底1上形成元件隔離區(qū)4，確定有源區(qū)。就是說，有源區(qū)位于元件隔離區(qū)4之間并用于形成存儲單元等。在這種情況下存儲單元是浮置柵晶體管。浮置柵晶體管包括各由掩埋擴散層形成的源區(qū)2和漏區(qū)3。在源區(qū)2和漏區(qū)3之間的溝道區(qū)上，從底部依次形成隧道氧化膜7、浮置柵8、ONO膜(氧化膜-氮化膜-氧化膜)12、和控制柵導(dǎo)體13。而且，在元件隔離區(qū)4上形成虛擬柵或虛擬浮置柵5。虛擬柵5具有與浮置柵8相同的結(jié)構(gòu)。在浮置柵8和虛擬柵5的側(cè)表面上形成氧化膜側(cè)壁間隔層6。
為了減小掩埋擴散層的每個導(dǎo)體的電阻，在源區(qū)2和漏區(qū)3各表面上并沿著每個側(cè)壁間隔層6的側(cè)表面形成氮化鈦層9作為金屬層或金屬化合物層。氧化膜側(cè)壁間隔層6將浮置柵8和虛擬柵5與氮化鈦層9分隔開。
在氮化鈦層9上有第一層間氧化膜10和形成在第一層間氧化膜10上的第二層間氧化膜11。這些第一和第二層間氧化膜10和11分隔在控制柵13和氮化鈦層9之間。在第二層間氧化膜11、浮置柵8和虛擬柵5上形成ONO膜12。在ONO膜12上形成控制柵導(dǎo)體13。控制柵導(dǎo)體13還用作半導(dǎo)體存儲器件的字線。
如圖1A所示，多個控制柵導(dǎo)體13即字線在圖中橫向設(shè)置。在控制柵導(dǎo)體13下面，形成第二層間氧化膜11、和各由設(shè)置在圖中的垂直方向的掩埋擴散層構(gòu)成的源區(qū)2和漏區(qū)3。漏區(qū)3還用作位線。
下面參照圖2A-2D介紹制造圖1A和1B中所示的閃速存儲器件的方法。
首先，如圖2A所示，制備其中形成具有如STI(淺槽隔離)結(jié)構(gòu)的元件隔離區(qū)4和隧道氧化膜7的半導(dǎo)體襯底1。在半導(dǎo)體襯底1上，用例如CVD(化學汽相淀積)形成多晶硅層。然后使用光刻工藝和腐蝕工藝構(gòu)圖該多晶硅層，從而由多晶硅構(gòu)成的浮置柵8和虛擬柵5分別在位線方向設(shè)置。
另外，在其上形成浮置柵8和虛擬柵5的半導(dǎo)體襯底整個表面上形成氧化硅膜，用各向異性腐蝕深腐蝕該氧化硅膜，從而在浮置柵8和虛擬柵5的側(cè)表面上形成氧化膜側(cè)壁間隔層6。隨后，用浮置柵8作掩模，用離子注入形成源區(qū)2和漏區(qū)3的掩埋擴散層。在這種情況下，在形成氧化膜側(cè)壁間隔層6之前，還可以用浮置柵8作掩模，通過離子注入形成源區(qū)2和漏區(qū)3的掩埋擴散層。
之后，如圖2B所示，在半導(dǎo)體襯底整個表面上濺射高熔點金屬或金屬化合物，例如在這種情況下為氮化鈦，從而形成氮化鈦層9。此后，在半導(dǎo)體襯底整個表面上，用例如CVD生長氧化膜，該氧化膜后來用于形成第一層間氧化膜10。然后用氧化膜的腐蝕率比氮化鈦層9的腐蝕率高的選擇腐蝕工藝深腐蝕該氧化膜，從而浮置柵8和虛擬柵5上的氮化鈦層9暴露出來，并且第一層間氧化膜10留在浮置柵8和虛擬柵5之間的氮化鈦層9上。在這種情況下，應(yīng)該注意，如圖2B所示，剩余第一層間氧化膜10的上表面的高度比浮置柵8的上表面的低。
然后，如圖2C所示，使用氮化鈦層9的腐蝕率比氧化膜的高的另一選擇腐蝕工藝和使用剩余第一層間氧化膜10作掩模，深腐蝕暴露的氮化鈦層9，從而氮化鈦層9只留在從半導(dǎo)體襯底的表面到側(cè)壁間隔層6的中間部分的每部分上。就是說，氮化鈦層9留在構(gòu)成源區(qū)2或漏區(qū)3的掩埋擴散層和浮置柵8和虛擬柵5的側(cè)壁間隔層6的一部分或中間部分上。由此形成各包括掩埋擴散層和氮化鈦層9的位線。在這種情況下，應(yīng)該注意，如圖2C所示，留下的氮化鈦層9的上部分的高度比浮置柵8的上表面的高度低。
如圖2D所示，用例如CVD在半導(dǎo)體襯底的整個表面上生長氧化膜。然后深腐蝕該氧化層以形成掩埋在氮化鈦層9和第一層間氧化膜10上的第二層間氧化膜11，從而暴露浮置柵8和虛擬柵5的表面。第二層間氧化膜11用于在氮化鈦層9和控制柵13之間隔離。可以使第二層間氧化膜11的厚度薄，或者可以形成ONO膜12而不形成第二層間氧化膜11。由于氮化鈦層9的頂部和第一層間氧化膜10的上表面基本上形成齊平的平坦表面，即使形成ONO膜12而不形成第二層間氧化膜11，氮化鈦層9的頂部上的ONO膜12的厚度不比其其余部分的薄。但是，在其間施加高電壓時為了適當避免氮化鈦層9和控制柵13之間的絕緣擊穿，最好形成一定厚度的第二層間氧化膜11。
然后在襯底的整個表面上生長ONO膜12和用于形成控制柵13的鎢多晶硅和硅化物層。隨后使用光刻工藝和腐蝕工藝進行控制柵13、ONO膜12、浮置柵8和虛擬柵5的構(gòu)圖，由此獲得具有如圖1A和1B所示結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體存儲器件。
在上述第一實施例中，可以形成用于減小掩埋擴散層的導(dǎo)體的電阻的金屬層或金屬化合物層而不使用光刻工藝。因此，與需要光刻工藝用于構(gòu)圖金屬或金屬化合物層的現(xiàn)有技術(shù)相比，可以減少制造半導(dǎo)體存儲器件的工藝步驟的數(shù)量。不需要光刻工藝的原因是，包括浮置柵和虛擬柵的結(jié)構(gòu)是只使用深腐蝕工藝而設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上，金屬或金屬化合物層可以形成在掩埋擴散層上而不需要對準工藝。
而且在上述實施例中，可以在浮置柵上形成控制柵而沒有使用光刻工藝用于選擇去掉浮置柵上的層間氧化膜。因此，與必需用光刻工藝選擇去掉浮置柵上的層間氧化膜的現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明可以減少和簡化制造半導(dǎo)體存儲器件的處理的數(shù)量。不需要將光刻工藝用于選擇去掉浮置柵上的層間氧化膜的原因是，通過深腐蝕工藝獲得的金屬或金屬化合物層的頂部的高度比浮置柵的上表面的高度低。在根據(jù)本例的半導(dǎo)體存儲器件中，金屬或金屬化合物層9的頂部的高度和第一層間氧化膜10的上表面的高度都比浮置柵8的上表面的高度低。因此，可以暴露浮置柵8的上表面和掩埋金屬或金屬化合物層9和第一層間氧化膜10上的具有足夠厚度的第二層間氧化膜11，而不使用光刻工藝。即使在寫操作或在擦操作中高電壓施加于閃速存儲器件時，如此形成的第二層間氧化膜11可以保證避免金屬或金屬化合物層9和控制柵13之間的絕緣擊穿。
而且，由于不需要使用光刻工藝用于隔離金屬或金屬化合物層和用于形成浮置柵上的控制柵，因此不需要光刻工藝中的對準余量，并且可以減小側(cè)壁間隔層的寬度或厚度和浮置柵的長度。另外，當形成浮置柵時，還在元件隔離區(qū)上形成虛擬柵。因此，可以不使用另外的工藝而隔離相鄰的存儲單元。第二實施例圖3A和3B表示作為本發(fā)明的第二實施例的閃速存儲器件的部分結(jié)構(gòu)。圖3A是閃速存儲器件的部分平面圖，圖3B是沿著圖3A的線A-A截取的部分剖面圖。除了根據(jù)第二實施例的閃速存儲器件在氮化鈦層23上具有鎢層24而不是氧化膜，即圖1B所示的第一層間氧化膜10之外，根據(jù)第二實施例的閃速存儲器件與根據(jù)第一實施例的閃速存儲器件相同，如圖3B所示。
下面參照圖4A-4D介紹制造圖3A和3B所示的閃速存儲器件的方法。
首先，如圖4A所示，制備其上形成具有STI結(jié)構(gòu)的元件隔離區(qū)18和隧道氧化膜21的半導(dǎo)體襯底15。在半導(dǎo)體襯底15上，使用例如CVD形成多晶硅層。然后用光刻工藝和腐蝕工藝構(gòu)圖該多晶硅層，以致于由多晶硅構(gòu)成的浮置柵22和虛擬柵19分別在位線方向設(shè)置。
此外，用與第一實施例相同的方法在浮置柵22和虛擬柵19的側(cè)表面上形成氧化膜側(cè)壁間隔層20。然后使用浮置柵22作掩模，用離子注入形成源16和漏17的掩埋擴散層。在這種情況下，還可以在形成氧化膜側(cè)壁間隔層20之前，用浮置柵22作掩模，用離子注入形成源16和漏17的掩埋擴散層。
如圖4B所示，在半導(dǎo)體襯底的整個表面上濺射高耐熔金屬或金屬化合物，例如氮化鈦，從而形成氮化鈦層28。在半導(dǎo)體襯底的整個表面上，使用例如CVD生長不同于上述金屬或金屬化合物的另一金屬層，例如在這種情況下是鎢，從而形成鎢層。再用鎢的腐蝕率比氮化鈦的腐蝕率高的選擇腐蝕工藝深腐蝕鎢層，從而暴露浮置柵22和虛擬柵19上的氮化鈦層28，并且鎢層24留在浮置柵22和虛擬柵19之間的氮化鈦層28上。在這種情況下，應(yīng)該注意，如圖4B所示，剩余鎢層24的上表面的高度比浮置柵22的上表面的高度低。
然后如圖4C所示，使用氮化鈦的腐蝕率比鎢的腐蝕率高的另一腐蝕工藝和使用留下的鎢層24作掩模，深腐蝕暴露的氮化鈦層28，從而氮化鈦層28只留在從半導(dǎo)體襯底的表面到側(cè)壁間隔層20的一部分的每部分上。就是說，氮化鈦層28留在構(gòu)成源區(qū)16或漏區(qū)17的掩埋擴散層的每個上和浮置柵22和虛擬柵19的側(cè)壁間隔層20的部分或中間部分上。由此形成每個包括掩埋擴散層的位線和氮化鈦層28。在這種情況下，應(yīng)該注意，如圖4C所示，留下的氮化鈦層28的頂部的高度比浮置柵22的上表面的高度低。
如圖4D所示，使用例如CVD在半導(dǎo)體襯底的整個表面上生長氧化膜。然后深腐蝕該氧化膜以形成被掩埋在氮化鈦層28和鎢層24上的層間氧化膜25，從而暴露浮置柵22和虛擬柵19的表面。層間氧化膜25用于氮化鈦層28和控制柵27之間、和鎢層24和控制柵27之間的隔離。可以使層間氧化膜25的厚度較薄，或者可以形成ONO膜26而不形成層間氧化膜25。由于氮化鈦層28的頂部和鎢層24的上表面基本上形成為齊平的平坦表面，所以即使形成ONO膜26而不形成層間氧化膜25，氮化鈦層28的頂部上和鎢層24上的ONO膜26的厚度不比其它部分薄。然而，在其間施加高電壓時，為了適當避免氮化鈦層28或鎢層24和控制柵27之間的絕緣擊穿，最好形成層間氧化膜25的厚度到某一程度。
然后在襯底的整個表面上生長ONO膜26和用于形成控制柵27的鎢多晶硅和硅化物層。之后，使用光刻工藝和腐蝕工藝，進行控制柵27、ONO膜26、浮置柵22和虛擬柵19的構(gòu)圖，從而獲得具有如圖3A和3B所示結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體存儲器件。
在根據(jù)第二實施例的上述半導(dǎo)體存儲器件和制造該半導(dǎo)體存儲器件的方法中，除了第一實施例的有利效果之外，還可以獲得其它有利的效果，其中每個掩埋擴散層上的金屬或金屬化合物層的量或橫截面面積按鎢層24的量被增加，從而可以進一步減小每個位線的電阻。
從上述介紹中明顯看出，根據(jù)本發(fā)明，可以制造用于減小掩埋擴散層的每個導(dǎo)體的電阻的金屬層或金屬化合物層，而沒有使用光刻工藝，由此減少了制造半導(dǎo)體存儲器件的工藝步驟的數(shù)量。
而且，由于不需要光刻工藝中的對準余量，因此可以減小側(cè)壁間隔層的寬度或厚度和浮置柵的長度。因而可以獲得具有較小單元尺寸的半導(dǎo)體存儲器件。
此外，不必使用用于選擇去掉浮置柵上的層間氧化膜的光刻工藝就可以在浮置柵上形成每個控制柵。因此可以進一步減少工藝步驟的數(shù)量。
當形成浮置柵時，還可以在元件隔離區(qū)上形成虛擬柵。因此可以隔離相鄰存儲單元而不用另外的工藝。
在上述說明中，已經(jīng)參照特殊實施例介紹了本發(fā)明。但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯然可以在不脫離下面權(quán)利要求書所確定的本發(fā)明范圍的情況下做出各種修改和改變。因而，說明書和附圖只是示意性的而不是對本發(fā)明的限制，所有改型都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明應(yīng)包括落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有修改和改型。
權(quán)利要求
1．半導(dǎo)體存儲器件，包括半導(dǎo)體襯底；形成在所述半導(dǎo)體襯底中的元件隔離區(qū)；所述元件隔離區(qū)之間的有源區(qū)；掩埋擴散層，其每個構(gòu)成至少漏區(qū)或源區(qū)；浮置柵，其每個通過絕緣膜形成在所述漏區(qū)和所述源區(qū)之間的溝道區(qū)上；形成在所述浮置柵的側(cè)表面上并由絕緣材料構(gòu)成的側(cè)壁間隔層；形成在所述掩埋擴散層和所述側(cè)壁間隔層上并包括高耐熔金屬或金屬化合物的第一層；形成在所述第一層上并由不同于所述第一層的材料構(gòu)成的第二層；形成在所述第二層上并包括絕緣材料的第三層；形成在所述浮置柵和所述第三層上并包括絕緣材料的第四層；和形成在所述第四層上的控制柵。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于構(gòu)成漏區(qū)的所述掩埋擴散層還構(gòu)成位線，構(gòu)成源區(qū)的所述掩埋擴散層還構(gòu)成源線，構(gòu)成所述控制柵的層還構(gòu)成字線。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述第一層和所述第二層包括具有互不相同的腐蝕率的材料。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述第一層包括氮化鈦。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述第二層包括絕緣材料。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述第二層包括氧化物。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述第二層包括金屬或金屬化合物。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述第二層包括鎢。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述第一層的頂部的高度比所述浮置柵的上表面的高度低。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述第二層的頂部的高度比所述浮置柵的上表面的高度低。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述第三層的頂部的高度與所述浮置柵的上表面的高度基本上相同。
12．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于在所述元件隔離區(qū)上形成虛擬浮置柵。
13．半導(dǎo)體存儲器件，包括半導(dǎo)體襯底；形成在所述半導(dǎo)體襯底中的元件隔離區(qū)；所述元件隔離區(qū)之間的有源區(qū)；掩埋擴散層，其每個構(gòu)成至少漏區(qū)或源區(qū)；浮置柵，其每個通過絕緣膜形成在所述漏區(qū)和所述源區(qū)之間的溝道區(qū)上；形成在所述浮置柵的側(cè)表面上并由絕緣材料構(gòu)成的側(cè)壁間隔層；形成在所述掩埋擴散層和所述側(cè)壁間隔層上并包括高耐熔金屬或金屬化合物的第一層，其中所述第一層的頂部的高度比所述浮置柵的上表面的高度低；形成在所述第一層上并由不同于所述第一層的材料構(gòu)成的第二層，其中所述第二層的頂部的高度比所述浮置柵的上表面的高度低；形成在所述第二層和所述浮置柵上的絕緣層；和形成在所述絕緣層上的控制柵。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述絕緣層具有基本上平坦的上表面。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的半導(dǎo)體存儲器件，其特征在于所述絕緣層包括形成在所述第二層上的第三層和形成在所述浮置柵和所述第三層上的第四層。
16．制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，包括設(shè)置半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底中形成元件隔離區(qū)，并在所述元件隔離區(qū)之間確定有源區(qū)；在所述有源區(qū)內(nèi)形成浮置柵，并在所述元件隔離區(qū)上形成虛擬浮置柵；形成掩埋擴散層，其每個構(gòu)成至少漏區(qū)或源區(qū)；在所述浮置柵的側(cè)表面上和所述虛擬浮置柵的側(cè)表面上形成由絕緣材料構(gòu)成的側(cè)壁間隔層；在所述襯底的表面上形成包括高耐熔金屬或金屬化合物的第一層；形成由不同于所述第一層的材料構(gòu)成的第二層；深腐蝕所述第二層以暴露所述浮置柵和所述虛擬浮置柵上的部分所述第一層，在所述有源區(qū)內(nèi)的所述浮置柵和所述元件隔離區(qū)上和所述第一層上的所述虛擬浮置柵之間留下一部分所述第二層；和使用留下的部分所述第二層作掩模，深腐蝕所述第一層以暴露所述浮置柵和所述虛擬浮置柵的上表面，在所述有源區(qū)內(nèi)的所述浮置柵和所述元件隔離區(qū)上的所述虛擬浮置柵之間留下一部分所述第一層。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于構(gòu)成漏區(qū)的所述掩埋擴散層還構(gòu)成位線，構(gòu)成源區(qū)的所述掩埋擴散層還構(gòu)成源線，構(gòu)成所述控制柵的層還構(gòu)成字線。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于所述第一層包括氮化鈦。
19．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于所述第二層包括絕緣材料。
20．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于所述第二層包括氧化物。
21．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于所述第二層包括金屬或金屬化合物。
22．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于所述第二層包括鎢。
23．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于對所述第二層的所述深腐蝕是使用所述第二層的腐蝕率比所述第一層的腐蝕率高的選擇腐蝕進行的。
24．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于對所述第一層的所述深腐蝕是使用所述第一層的腐蝕率比所述第二層的腐蝕率高的選擇腐蝕進行的。
25．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于所述第二層的所述深腐蝕被進行直到所述第二層的頂部的高度比所述浮置柵和所述虛擬柵的上表面低為止。
26．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于所述第一層的所述深腐蝕被進行直到所述第一層的頂部的高度比所述浮置柵和所述虛擬柵的上表面低為止。
27．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于在深腐蝕所述第一層以暴露所述浮置柵和所述虛擬浮置柵的上表面和留下在所述有源區(qū)內(nèi)的所述浮置柵和所述元件隔離區(qū)上的所述虛擬浮置柵之間的一部分所述第一層之后，所述方法還包括在所述第一層的留下部分和所述第二層的留下部分上形成包括絕緣材料的層間膜。
28．根據(jù)權(quán)利要求16的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法，其特征在于在深腐蝕所述第一層以暴露所述浮置柵和所述虛擬浮置柵的上表面和留下在所述有源區(qū)內(nèi)的所述浮置柵和所述元件隔離區(qū)上的所述虛擬浮置柵之間的一部分所述第一層之后，所述方法還包括在所述半導(dǎo)體襯底表面上形成包括絕緣材料的第三層；和深腐蝕所述第三層以暴露所述浮置柵和所述虛擬浮置柵的上表面，并留下所述第一層的留下部分和所述第二層的留下部分上的一部分所述第三層。
全文摘要
在如閃速存儲器件的半導(dǎo)體存儲器件中,在由掩埋擴散層形成的導(dǎo)體或布線上形成如氮化鈦等具有高耐熔性的金屬或金屬化合物的導(dǎo)體層以減小其電阻。在本發(fā)明中,這種導(dǎo)體層是用少量工藝步驟形成的而沒有用光刻工藝。在用每個浮置柵和虛擬柵作掩模,離子注入形成用于源區(qū)和漏區(qū)的掩埋擴散層之后,在整個襯底表面上淀積氮化鈦。然后制造在浮置柵和虛擬柵之間留下的氮化鈦層上的氧化膜層。隨后使用該留下的氧化膜層作掩模,去掉浮置柵上和虛擬柵上的氮化鈦層。
文檔編號H01L21/3065GK1235377SQ99107230
公開日1999年11月17日 申請日期1999年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月13日
發(fā)明者日高憲一, 筑地優(yōu) 申請人:日本電氣株式會社