SOI存储器件制造技术

本发明专利技术涉及SOI存储器件，提供一种制造半导体器件的方法，包括提供包含半导体本体衬底、形成在半导体本体衬底上的掩埋氧化物层和形成在掩埋氧化物层上的半导体层的绝缘体上硅衬底；和在SOI衬底上形成存储器件，其包括从所述半导体层的一部分形成浮置栅极，在所述浮置栅极上形成绝缘层，并在所述绝缘层上形成控制栅极。

SOI storage device

The invention relates to a SOI storage device, provides a method for manufacturing a semiconductor device, includes providing a substrate, forming a semiconductor body insulator comprises a buried oxide layer in the semiconductor body on the substrate and forming a semiconductor layer on the buried oxide layer on the silicon substrate; and forming a storage device on a SOI substrate, which comprises a part from the semiconductor layer formed floating gate insulating layer is formed on the floating gate, and a control gate is formed on the insulating layer.

【技术实现步骤摘要】
SOI存储器件
本专利技术通常涉及集成电路和半导体器件的领域，更具体地，涉及SOI闪存器件的制造。
技术介绍
诸如CPU、储存器件、专用集成电路(ASIC)等的先进集成电路的制造需要根据指定的电路布局在给定的芯片区域上形成大量的电路元件。在各种电子电路中，场效应晶体管代表實質决定集成电路性能的一种重要类型的电路元件。通常，目前有多个处理技术用于形成场效应晶体管(FET)，其中，对于许多类型的复杂电路，MOS技术目前是最有希望的方法之一，因为就操作速度和/或功耗和/或成本效率而言此技术有卓越的特性。在使用例如CMOS技术来制造复杂集成电路时，在包括晶体半导体层的衬底上形成数百万个N沟道晶体管和P沟道晶体管。此外，在许多应用中，需要包括晶体管器件的闪存器件。闪速存储器(例如，FLASHEPROM或FLASHEEPROM)是由存储器单元(器件)阵列所形成的半导体器件，其中每个单元具有浮栅晶体管。闪存芯片分为两大类，即具有所谓“NOR”结构的那些和具有所谓“NAND”结构的那些。数据可以写入到阵列内的每个单元，但以单元格块的形式擦除数据。每个浮栅晶体管包括源极、漏极、浮置栅极和控制栅极。例如，在嵌入式闪存应用中，浮置栅极使用沟道热电子来进行从漏极的写入，和使用隧道效应(tunneling)来进行从源极的擦除。在NAND存储器的上下文中，通常使用Fowler-Nordheim注入。连接阵列的一行中的每个单元中的每个浮置栅极的源极以形成源极线。在嵌入式存储器解决方案中，在逻辑器件附近提供存储器单元，尤其，与逻辑器件一起在单个(单片)硅衬底上。闪存器件用于许多应用中，包括手持式计算设备、无线电话和数码相机，还有汽车应用。为了使闪存芯片的各别存储元件能够保持它们被编程的物理状态，各个存储器区域必须与其相邻区域隔离，通常通过浅沟槽隔离。用于嵌入式存储器单元架构的各种单栅极和隔离栅极解决方案在本领域中是已知的。为了示例的目的，图1示出了本领域的嵌入式超闪速单元。在其中形成源极/漏极区域12的半导体衬底11上形成该单元。该单元包含浮置栅极13、控制栅极14、擦除栅极15和由字线形成的选择栅极16。所有栅极可以由多晶硅制成，并且它们被多层绝缘结构17覆盖。多层绝缘结构17包括形成在栅极的顶部和侧壁上的间隔结构的部分。浮置栅极13形成在浮置栅极氧化物层18上，并且其通过隧道氧化物层18a与擦除栅极15分离，隧道氧化物层18a可以由与浮置栅极氧化物层18相同的材料形成。控制栅极14和浮置栅极13通过隔离层19彼此分离，例如设置加成强浮置栅极13和控制栅极14之间的电容耦合的氧化物-氮化物-氧化物(ONO)层。然而，尽管在具有硅-氮氧化物栅极电介质的场效应晶体管(FET)的制造背景中可以可靠地实现闪存单元集成，但是在用于形成FET(并且例如包括高k金属栅极晶体管器件的形成)的CMOS技术中的闪存单元的集成仍然是具有挑战性的问题。特别地，在完全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)互补金属氧化物半导体(CMOS)制造技术的背景中，将非易失性存储单元协整为闪存单元需要许多额外的沉积和掩蔽步骤，由此显着增加了整体处理和制造成本的复杂性。鉴于上述情况，本专利技术提供了一种形成包含在(FD)SOI技术内集成的闪存器件的半导体器件的技术，与本领域相比，具有较少处理步骤。此外，提供了包含根据本专利技术的制造方法形成的闪存件的半导体器件。
技术实现思路
以下给出本专利技术的简化概述以提供对本专利技术的某些方面的基本理解。本
技术实现思路
并非本专利技术的详尽概述。它不是为了识别本专利技术的关键或重要要素或描述本专利技术的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一些概念，作为稍后讨论的更详细描述的序言。一般而言，本文公开的主题涉及半导体器件的制造，例如FDSOI半导体器件，其包含存储器件，特别是非易失性闪存器件，和FET。FET可以是包含在高k电介质层上形成的FET栅极电极的HKMGFET。FET栅极可以包含金属材料和形成在金属材料上的多晶硅材料。由于本文公开的特定制造技术，存储器件的形成可以集成在FDSOI制造的工艺流程中。提供一种制造半导体器件的方法，其包括下列步骤：提供绝缘体上硅(SOI)衬底，特别是FDSOI衬底，该SOI衬底包含半导体本体衬底、形成在半导体本体衬底上的掩埋氧化物层和形成在掩埋氧化物层上的半导体层，和在SOI衬底上形成存储器件，包括从所述半导体层的一部分形成浮置栅极，在所述浮置栅极上形成绝缘层(多晶硅间电介质层)，并在所述绝缘层上形成控制栅极。存储器件的形成可以集成在形成FET的FDSOI工艺流程中。特别地，绝缘层可以在形成FET的栅极电极之前形成，并且可以设置为氧化物-氮化物-氧化物层。此外，提供了一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：在SOI衬底之上和之中形成闪存器件，其包含半导体本体衬底，形成在半导体本体衬底上的掩埋氧化物层和形成在半导体本体衬底上的半导体层，并且在SOI衬底上形成晶体管器件。形成晶体管器件包括在SOI衬底上方形成栅极电极。形成闪存器件包括：a)从半导体层的一部分形成浮置栅极；b)在形成栅极电极之前在半导体层上方形成绝缘层；和c)在绝缘层上形成控制栅极。此外，提供一种半导体器件，其包括：(FD)SOI衬底，其包含半导体本体衬底、形成在半导体本体衬底上的掩埋氧化物层和形成在掩埋氧化物层上的半导体层；存储器件，其包含由半导体层的一部分制成的浮置栅极、形成在浮置栅极上的绝缘层(多晶硅间电介质层)、以及形成在绝缘层上的控制栅极。附图说明本专利技术可以通过参考结合附图的以下描述理解，附图中类似的参考标记表示类似的元件，并且其中：图1示出了本领域的存储器件；图2示出了根据本专利技术的示例性处理的流程图；图3显示了ONO形成过程的细节，该过程是图2中所示的过程流程的一部分；图4是示出根据本专利技术的示例的包含具有单个控制栅极和晶体管器件的存储器件的半导体器件的平面图；图5是示出根据本专利技术的示例的包括具有切片控制栅极和晶体管器件的存储器件的半导体器件的平面图；图6a-6b是类似于图4所示的半导体器件的半导体器件的横截面图；和图7示出了根据本专利技术的另一示例的半导体器件，其中通过第一金属化层制造存储器件的浮置栅极和读/写栅极的电连接。虽然本文公开的主题容易有各种修改和替代形式，但是其具体实施例已经通过附图举例的方式示出，并且在此详细描述。然而，应当理解，这里对具体实施例的描述并不意图将本专利技术限制于所公开的特定形式，相反的，其目的在于涵盖落入由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等同物、和替代物。具体实施方式下面描述本专利技术的各种说明性实施例。为了清楚起见，在本说明书中不描述实际实现的所有特征。当然应该理解，在任何这样的实际实施例的开发中，必须进行许多实现特定的决定以实现开发者的特定目标，例如符合与系统相关的和与业务相关的约束，这对于不同实现会有所不同。此外，应当理解，这样的发展努力可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本专利技术的本领域普通技术人员来说，这将是常规的任务。现在将参考附图描述本公开。为了说明的目的，附图中仅示意性地描绘各种结构、系统、和器件，并且不以本领域技术人员熟知的细节来模糊本公开的内容。然而，包括附图以描述和解释本公开的说明性示例。本文使用的单词和短语应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，包含：提供包含半导体本体衬底、形成在所述半导体本体衬底上的掩埋氧化物层和形成在所述掩埋氧化物层上的半导体层的绝缘体上硅(SOI)衬底；和在所述SOI衬底上形成存储器件，包含从所述半导体层的一部分形成浮置栅极，在所述浮置栅极上形成绝缘层，并在所述绝缘层上形成控制栅极。

【技术特征摘要】
2016.05.25 US 15/163,7851.一种制造半导体器件的方法，包含：提供包含半导体本体衬底、形成在所述半导体本体衬底上的掩埋氧化物层和形成在所述掩埋氧化物层上的半导体层的绝缘体上硅(SOI)衬底；和在所述SOI衬底上形成存储器件，包含从所述半导体层的一部分形成浮置栅极，在所述浮置栅极上形成绝缘层，并在所述绝缘层上形成控制栅极。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述绝缘层是氧化物-氮化物-氧化物层。3.根据权利要求1所述的方法，还包含形成晶体管器件，其包含形成栅极电极，其中所述栅极电极在形成所述绝缘层之后形成。4.根据权利要求3所述的方法，其中形成所述存储器件还包含形成读/写栅极，并且其中所述晶体管器件的所述栅极电极至少部分地与所述读/写栅极整体形成。5.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述存储器件还包含形成读/写栅极，所述方法还包含：在所述控制栅极和所述读/写栅极上方形成层间电介质；和通过形成在所述层间电介质中并且直接接触所述浮置栅极和所述读/写栅极的触点将所述浮置栅极和所述读/写栅极电连接。6.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述存储器件还包含形成读/写栅极，并且还包含：在所述控制栅极和所述读/写栅极上方形成层间电介质；在所述层间电介质上方形成第一金属化层；在所述第一金属化层中形成金属化结构；在所述层间电介质中形成与所述金属化结构和所述读/写栅极接触的第一触点；和在所述层间电介质中形成与所述金属化结构和所述浮置栅极接触的第二触点。7.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述存储器件还包含在所述半导体本体衬底中形成背栅极。8.一种制造半导体器件的方法，包含：在绝缘体上硅(SOI)衬底之上和之中形成闪速存储器件，所述SOI衬底包含半导体本体衬底、形成在所述半导体本体衬底上的掩埋氧化物层和形成在所述掩埋氧化物层上的半导体层；和在所述SOI衬底之上和之中形成晶体管器件；并且其中：形成所述晶体管器件包含在所述SOI器件上方形成栅极电极；和形成所述闪速存储器件包含：a)从所述半导体层的一部分形成浮置栅极，b)在形成所述栅极电极之前在所述半导体层上方形...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤玛斯·梅尔迪，
申请(专利权)人：格罗方德半导体公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY