新型闪存器件结构制造方法及闪存器件结构技术

本发明专利技术涉及一种新型闪存器件结构制造方法及闪存器件结构，通过在衬底上形成第一栅极材料层、第一栅极材料层上形成栅极绝缘膜以及形成包覆了第一栅极材料层和栅极绝缘膜的第二栅极材料层后，始终保持第二栅极材料层包覆住第一栅极层的各侧壁上，使原本的纵向结构变为横向结构，减少了工艺步骤的复杂性和制造成本，避免了传统纵向结构需要进行多次光刻和刻蚀以形成器件结构而导致制造成本增加的不足。蚀以形成器件结构而导致制造成本增加的不足。蚀以形成器件结构而导致制造成本增加的不足。

【技术实现步骤摘要】
新型闪存器件结构制造方法及闪存器件结构


[0001]本专利技术涉及闪存器件领域，尤其涉及一种新型闪存器件结构制造方法及闪存器件结构。

技术介绍

[0002]闪存器件是非易失性存储器，它是一种即使在关闭时仍然保留记录信息的设备。目前，闪存已经被用于计算机、数字音频播放器、数码相机、移动电话、合成器、视频游戏、科学仪器、工业机器人和医疗电子设备。
[0003]作为非易失性存储器，闪存具有快速读取访问时间，但不如静态RAM或ROM快。在便携式设备中，由于闪存具有抗机械冲击性的优点，它比硬盘更受欢迎。另外，在给定的芯片面积上，闪存比DRAM具有更大存储容量，闪存可以廉价制造。与其他类型的EEPROM不同，数百到数十千字节的数据可以同时擦除。
[0004]闪存器件的基本存储单元(Flash Memory Cell)是一种传统的类NMOS的双层浮栅，其基本单元如图1所示。在传统闪存器件结构中，在源极S和漏极D之间电流单向传导的半导体上形成贮存电子的浮栅，浮栅上下被绝缘层所包围，存储在浮栅里面的电子不会因为掉电而消失，所以闪存是非易失存储器。
[0005]不过，现有的传统闪存器件结构制备方法存在不足：闪存器件采用纵向叠层，导致制造工艺麻烦，而且在制造过程中还需要执行多次光刻和刻蚀，增加了制造成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种制造工艺简单、成本低的新型闪存器件结构制造方法。
[0007]本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种基于上述新型闪存器件结构制造方法制成的新型闪存器件结构。
[0008]本专利技术解决第一个技术问题所采用的技术方案为：新型闪存器件结构制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0009]步骤1，在硅衬底上划分第一区域和第二区域，且在各区域所对应衬底的上方分别对应地图案化第一栅极材料层；其中，第一区域是存储区域，第二区域是逻辑区域；
[0010]步骤2，在第一栅极材料层的上方形成栅极绝缘膜；
[0011]步骤3，在栅极绝缘膜的上方形成包覆衬底、第一栅极材料层以及该栅极绝缘膜的第二栅极材料层；其中，该第二栅极材料层包覆第一栅极材料层的侧壁以及栅极绝缘膜的侧壁；
[0012]步骤4，刻蚀第二栅极材料层，以暴露出衬底和栅极绝缘膜，且令第一栅极材料层的每个侧壁被部分第二栅极材料层包覆；
[0013]步骤5，分别刻蚀栅极绝缘膜和第一栅极材料层，以形成多个栅极结构，且由该多个栅极结构经包括源漏注入操作的处理工艺形成多个晶体管；其中，第一栅极材料层的每
个侧壁保持被部分第二栅极材料层包覆；
[0014]步骤6，对所得多个晶体管执行闪存器后端工艺，得到新型闪存器件结构。
[0015]改进地，在所述新型闪存器件结构制造方法中，在步骤5中，分别刻蚀栅极绝缘膜和第一栅极材料层以形成多个栅极结构的过程包括如下步骤a1～a4：
[0016]步骤a1，在衬底上形成保护层；
[0017]步骤a2，刻蚀光刻胶和保护层；
[0018]步骤a3，分别刻蚀栅极绝缘膜和第一栅极材料层；以及，
[0019]步骤a4，在刻蚀完毕栅极绝缘膜和第一栅极材料层之后，移除光致抗蚀剂和保护层，从而形成得到多个栅极结构。
[0020]再改进，在该专利技术中，所述新型闪存器件结构制造方法还包括步骤b1～b3：
[0021]步骤b1，在所述衬底的第一区域中掩蔽栅极绝缘膜、第一栅极材料层和第二栅极材料层；
[0022]步骤b2，在所述衬底的第二区域中刻蚀栅极绝缘膜；以及，
[0023]步骤b3，形成多个晶体管的源极区域和漏极区域。
[0024]进一步改进，在所述新型闪存器件结构制造方法中，在栅极绝缘膜的上方形成所述第二栅极材料层之前还包括：在邻近所述第一栅材料层侧壁的衬底上且沿着该第一栅材料层侧壁方向形成栅电介质。
[0025]再改进，在所述新型闪存器件结构制造方法中，在步骤4中，沿着垂直于衬底的方向以非选择性和各向同性地均匀刻蚀第二栅极材料层。
[0026]本专利技术解决第二个技术问题所采用的技术方案为：新型闪存器件结构，包括衬底，其特征在于，该衬底上具有：
[0027]第一区域，为存储区域；
[0028]第二区域，为逻辑区域；
[0029]其中，第一区域和第二区域均至少具有一个栅极结构；该栅极结构包括：
[0030]第一栅极材料层，形成于对应区域所对应的衬底上表面；
[0031]栅极绝缘膜，形成于第一栅极材料层的上方；
[0032]第二栅极材料层，形成于栅极绝缘膜的上方；
[0033]其中，第一栅极材料层的每个侧壁被部分第二栅极材料层包覆。
[0034]改进地，在该专利技术中，所述新型闪存器件结构还包括形成于衬底上的源极区域和漏极区域。
[0035]可选择地，在所述新型闪存器件结构中，所述衬底为半导体衬底或者绝缘体类半导体。
[0036]再改进，在所述新型闪存器件结构中，所述衬底上表面与对应的第一栅极材料层之间形成有栅极介电膜。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：该专利技术中的新型闪存器件结构制造方法通过在衬底上形成第一栅极材料层、第一栅极材料层上形成栅极绝缘膜以及形成包覆了第一栅极材料层和栅极绝缘膜的第二栅极材料层后，始终保持第二栅极材料层包覆住第一栅极层的各侧壁上，使原本的纵向结构变为横向结构，减少了工艺步骤的复杂性和制造成本，避免了传统纵向结构需要进行多次光刻和刻蚀以形成器件结构而导致制造成本增加的不足。
附图说明
[0038]图1为现有传统闪存器件结构的示意图。
[0039]图2为本专利技术实施例中的新型闪存器件结构制造方法流程示意图。
[0040]图3为本专利技术实施例中的衬底上形成有第一栅极材料层和栅极绝缘膜后的示意图。
[0041]图4为在图3所示结构基础上形成有第二栅极材料层时的示意图。
[0042]图5为对图4所述结构的第二栅极材料层做刻蚀后的示意图。
[0043]图6为在图4所示结构的衬底上形成保护层时的示意图。
[0044]图7为在衬底的第一区域A上形成掩蔽层时的示意图。
[0045]图8为经刻蚀处理以形成多个栅极结构的示意图。
[0046]图9为本专利技术实施例中所得晶体管上形成源极区域和漏极区域后的示意图。
具体实施方式
[0047]以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0048]本实施例提供一种新型闪存器件结构制造方法。具体地，参见图2～7所示，该实施例的新型闪存器件结构制造方法，包括如下步骤1～6：
[0049]步骤1，在衬底1上划分第一区域A和第二区域B，且在各区域所对应衬底的上方分别对应地图案化第一栅极材料层2；其中，第一区域A是存储区域，第二区域B可是逻辑区域；
[0050]其中，在该实施例中，衬底1可以是包括半导体材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.新型闪存器件结构制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，在硅衬底上划分第一区域和第二区域，且在各区域所对应衬底的上方分别对应地图案化第一栅极材料层；步骤2，在第一栅极材料层的上方形成栅极绝缘膜；步骤3，在栅极绝缘膜的上方形成包覆衬底、第一栅极材料层以及该栅极绝缘膜的第二栅极材料层；其中，该第二栅极材料层包覆第一栅极材料层的侧壁以及栅极绝缘膜的侧壁；步骤4，刻蚀第二栅极材料层，以暴露出衬底和栅极绝缘膜，且令第一栅极材料层的每个侧壁被部分第二栅极材料层包覆；步骤5，分别刻蚀栅极绝缘膜和第一栅极材料层，以形成多个栅极结构，且由该多个栅极结构经包括源漏注入操作的处理工艺形成多个晶体管；其中，第一栅极材料层的每个侧壁保持被部分第二栅极材料层包覆；步骤6，对所得多个晶体管执行闪存器后端工艺，得到新型闪存器件结构。2.根据权利要求1所述的新型闪存器件结构制造方法，其特征在于，在步骤5中，分别刻蚀栅极绝缘膜和第一栅极材料层以形成多个栅极结构的过程包括如下步骤：在衬底上形成保护层；刻蚀光刻胶和保护层；分别刻蚀栅极绝缘膜和第一栅极材料层；以及，在刻蚀完毕栅极绝缘膜和第一栅极材料层之后，移除光致抗蚀剂和保护层，从而形成得到多个栅极结构。3.根据权利要求1所述的新型闪存器件结构制造方法，其特征在于，还包括：在所述衬底的第一区域中掩蔽栅极绝缘膜、第一栅极材料层和第二栅极材料层；在所述衬底的第二区域中刻蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一宁，郭庞，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：