互补的SONOS集成到CMOS中的流程制造技术

描述了将互补的SONOS器件集成到CMOS工艺流程中的方法。方法开始于将硬掩膜(HM)沉积在包括第一SONOS区和第二SONOS区的基底上。第一隧道掩膜(TUNM)被形成在HM上，使HM的第一部分暴露在第二SONOS区中。HM的第一部分被蚀刻，穿过覆盖在第二SONOS区上的第一垫氧化层，关于第一SONOS器件的沟道被注入，并且第一TUNM被去除。第二TUNM被形成，使HM的第二部分暴露在第一SONOS区中。HM的第二部分被蚀刻，穿过覆盖在第一SONOS区上的第二垫氧化层，关于第二SONOS器件的沟道被注入，并且第二TUNM被去除。第一垫氧化层和第二垫氧化层被同时蚀刻，并且HM被去除。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.119(E)要求于2014年2月6日提交的申请序列号为61/936,506的美国临时专利申请和于2013年12月12日提交的申请序列号为61/915,390的美国临时专利申请的优先权利益，以上两个美国临时专利申请通过引用并入本文。
本公开总体上涉及半导体器件，并且更特别涉及包括嵌入式或一体成型硅-氧化物-氮化物-氧化物-半导体(SONOS)器件和金属-氧化物-半导体(MOS)器件的存储单元以及用于制作存储单元的方法。背景对于很多的应用，例如片上系统(SOC)架构，期望的是，基于MOS晶体管或器件和硅-氧化物-氮化物-氧化物-半导体(SONOS)晶体管或器件将逻辑器件和接口电路集成在单个芯片或基底上以创建非易失性存储器(NVM)。通常使用标准或者基线互补的金属氧化物半导体(CMOS)工艺流程来制作MOS器件。SONOS器件包括电荷捕获栅极叠层，其中，被存储的或者被捕获的电荷改变非易失性存储器件的阈值电压以存储例如逻辑1或0的信息。当试图在单个芯片或集成芯片(IC)上形成具有CMOS器件的互补的N型和P型SONOS器件时，在SOC架构中的这些不同的器件的集成具有挑战性并且变得更成问题。概述描述了将互补的SONOS器件集成到CMOS中的工艺流程的方法。方法开始于在包含P-SONOS区和N-SONOS区的基底上沉积硬掩膜(HM)。在若干实施例中，基底还包括MOS区，其中大量MOS器件将被形成并且HM被同时沉积在MOS区上。第一隧道掩膜(TUNM)被形成在HM上，使HM的第一部分暴露在N-SONOS区中；HM的第一部分被蚀刻，N型SONOS器件的沟道通过覆盖N-SONOS区的第一垫氧化层被注入并且第一TUNM被去除；第二TUNM被形成，使HM的第二部分暴露在P-SONOS区中；HM的第二部分被蚀刻，P型SONOS器件的沟道通过覆盖P-SONOS区的第二垫氧化层被注入并且第二TUNM被去除；第一垫氧化层和第二垫氧化层被同时蚀刻，并且HM被去除。附图简述根据下文的详细描述和根据下文提供的附图中以及所附权利要求，本专利技术的实施例将得到更充分地理解，在附图中：图1是示出了用于制作包括互补的硅-氧化物-氮化物-氧化物-半导体(SONOS)器件和金属-氧化物-半导体(MOS)器件的存储单元的方法的实施例的流程图；图2A-2S是示出了在根据图1的方法制作存储单元期间存储单元的部分的剖视图的框图；以及图3是示出了用于制作包括互补的SONOS器件和金属-氧化物-半导体(MOS)器件的存储单元的方法的另一个实施例的流程图；以及图4A-4J是示出了在根据图3的方法制作存储单元期间存储单元的部分的剖视图的框图；以及图5是示出了在根据图1的方法或者图3的方法的可选实施例制作存储单元期间存储单元的部分的剖视图的框图。详细描述本文参考附图描述了将互补的硅-氧化物-氮化物-氧化物-半导体(CSONOS)集成到互补的金属-氧化物-半导体(CMOS)制作工艺或工艺流程以制造非易失性存储器(NVM)单元的方法的实施例。然而，可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下或结合其它已知的方法、材料以及装置来实施特定的实施例。在下文的描述中，许多的具体细节(例如特定的材料、尺寸和工艺参数等)被阐述以提供对本专利技术的完全理解。在其他的实例中，公知的半导体设计和制造技术没有被特别详细地描述以避免不必要地模糊本专利技术。贯穿本说明书对“实施例(anembodiment)”的引用意味着结合该实施例描述的特定的特征、结构、材料或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，在贯穿本说明书的不同位置中出现的短语“在实施例中(inanembodiment)”不一定指的是本专利技术的同一实施例。此外，特定的特征、结构、材料或特性可以被以任意适当的方式组合在一个或多个实施例中。如本文使用的术语“在...上方(over)”、“在...下方(under)”、“在...之间(between)”和“在...上(on)”指的是指一层相对于其它层的相对位置。同样地，例如，被沉积或被放置于另一层的上方或下方的一层可以直接与另一层层接触或者可以具有一个或多个中间层。此外，被沉积或被放置于层之间的一层可以直接与这些层接触或者可以具有一个或多个中间层。相比之下，在第二层“上”的第一层与该第二层接触。此外，提供了一层相对于其它层的相对位置(假设相对于起始基底进行沉积、修改和去除薄膜操作而不考虑基底的绝对定向)。简言之，在一个实施例中，方法开始于在基底的表面上沉积硬掩膜(HM)，基底包括第一SONOS区和第二SONOS区，在基底中一对互补的SONOS器件将被形成。第一隧道掩膜(TUNM)被形成在HM上，使HM的第一部分暴露于第二SONOS区中，HM的第一部分被蚀刻，以及关于第一SONOS器件的沟道被通过覆盖第二SONOS区的第一垫氧化层注入，在其之后第一TUNM被去除。接着，第二TUNM被形成在HM上，使HM的第二部分暴露于第一SONOS区中，HM的第二部分被蚀刻，以及关于第二SONOS器件的沟道被通过覆盖第一SONOS区的第二垫氧化层注入，在其之后第二TUNM被去除。最后，在第一SONOS区和第二SONOS区中的第一垫氧化层和第二垫氧化层被同时蚀刻，并且HM被去除。第一SONOS区和第二SONOS区具有相反类型的掺杂剂或者将被用相反类型的掺杂剂被掺杂。因此，尽管在下文示例性的实施例中第一SONOS区被描述为P-SONOS区以及第二SONOS区被描述为N-SONOS区，但将理解的是，在其他的实施例中，第一SONOS区可以是N-SONOS区以及第二SONOS区可以是P-SONOS区而不偏离本专利技术的范围。CSONOS器件可包括采用硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)或者金属-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)技术实现的器件或晶体管。现在将参考图1和图2A到2S来详细地描述用于将CSONOS集成或嵌入到CMOS工艺流程的方法的实施例。图1是示出了方法或工艺流程的实施例的流程图，在该方法或工艺流程中，在针对注入的CSONOS和SONOS阱和/或沟道形成隧道掩膜(TUNM)之前，硬掩膜被沉积在基底的表面上。图2A-2S是示出了在根据图1的方法制作存储单元200期间该存储单元200的部分的剖视图的框图，该存储单元200包括一对互补的SONOS器件和一对或若干MOS器件，MOS器件中的两个MOS器件被示出。在一个实施例中，该对MOS器件是一对互补的M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将硬掩膜(HM)沉积在基底的表面上，所述基底包括一对互补的SONOS器件将被形成在其中的第一SONOS区和第二SONOS区；在所述HM上形成使所述HM的第一部分暴露在所述第二SONOS区中的第一隧道掩膜(TUNM)；蚀刻所述HM的所述第一部分，穿过覆盖在所述第二SONOS区上的第一垫氧化层为第一SONOS器件注入沟道并且去除所述第一TUNM；在所述HM上形成使所述HM的第二部分暴露在所述第一SONOS区中的第二TUNM；蚀刻所述HM的所述第二部分，穿过覆盖在所述第一SONOS区上的第二垫氧化层为第二SONOS器件注入沟道并且去除所述第二TUNM；以及同时蚀刻在所述第二SONOS区和所述第一SONOS区中的所述第一垫氧化层和所述第二垫氧化层，并且去除所述HM。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.12 US 61/915,390;2014.02.06 US 61/936,506;1.一种方法，包括：
将硬掩膜(HM)沉积在基底的表面上，所述基底包括一对互补的SONOS器件将被形成在
其中的第一SONOS区和第二SONOS区；
在所述HM上形成使所述HM的第一部分暴露在所述第二SONOS区中的第一隧道掩膜
(TUNM)；
蚀刻所述HM的所述第一部分，穿过覆盖在所述第二SONOS区上的第一垫氧化层为第一
SONOS器件注入沟道并且去除所述第一TUNM；
在所述HM上形成使所述HM的第二部分暴露在所述第一SONOS区中的第二TUNM；
蚀刻所述HM的所述第二部分，穿过覆盖在所述第一SONOS区上的第二垫氧化层为第二
SONOS器件注入沟道并且去除所述第二TUNM；以及
同时蚀刻在所述第二SONOS区和所述第一SONOS区中的所述第一垫氧化层和所述第二
垫氧化层，并且去除所述HM。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一SONOS区包括P-SONOS区以及所述第二
SONOS区包括N-SONOS区。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一SONOS区包括N-SONOS区以及所述第二
SONOS区包括P-SONOS区。
4.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第二TUNM包括将光刻胶沉积在所述HM上，
以及其中，所述第一垫氧化层将所述基底的所述表面与在所述第二SONOS区中的所述光刻
胶隔离。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一SONOS区包括P-SONOS区，并且所述方法还
包含在去除所述第二TUNM之前穿过所述第二垫氧化层在所述第一SONOS区中注入N阱。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二SONOS区包括N-SONOS区，并且所述方法还
包括在去除所述第一TUNM之前穿过所述第一垫氧化层在所述N-SONOS区中注入P阱。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底还包括若干MOS器件将被在其中形成的
MOS区。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述若干MOS器件包括一对互补的MOS器件。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括在沉积所述HM之前同时为在所述MOS区中的所述
若干MOS器件中的至少一个MOS器件注入阱以及为在所述第一SONOS区或者所述第二SONOS
区中的所述一对互补的SONOS器件中的一个SONOS器件注入阱。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括：在去除所述HM之后，在所述第一SONOS区、所述
第二SONOS区中形成的ONO叠层之上和所述MOS区中的栅极氧化层(GOx)之上沉积栅极层，并
且图案化所述栅极层以同时为所述一对互补的SONOS器件和所述若干MOS器件中的至少一
个MOS器件形成栅极。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括在去除所述HM之后：
为所述一对互补的SONOS器件和所述若干MOS器件形成源极和漏极；以及
同时在所述第一SONOS区、所述第二SONOS区和所述MOS区上形成金属层以将所述第一
SONOS器件的漏极电耦合到所述第二SONOS器件的漏极，以及将所述一对互补的SONOS器件
中的至少一个SONOS器件的源极电耦合到所述若干MOS器件中的一个MOS器件。
12.一种方法，包括：
将第一隧道掩膜(第一TUNM)沉积在基底的表面上，所述基底包括一对互补的SONOS器
件将被形成在其中的P-SONOS区和N-SONOS区；
图案化所述第一TUNM以暴露所述N-SONOS区，穿过覆盖在所述N-SONOS区上的第一垫氧
化层为N型SONOS器件注入沟道并且去除所述第一TUNM；
将第二隧道掩膜(第二T...

【专利技术属性】
技术研发人员：范卡特拉曼·普拉哈卡，克里希纳斯瓦米·库马尔，伊葛·G·葛兹尼索夫，
申请(专利权)人：赛普拉斯半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US