半导体器件及其制造方法技术

一种半导体器件及其制造方法。提供一种半导体器件和闪存器件的制造方法。所述半导体器件的制造方法包括：在半导体衬底上形成氮化物膜；在所述氮化物膜上形成牺牲垂直结构；在所述牺牲垂直结构的侧面上形成牺牲间隔物；用所述牺牲垂直结构和所述牺牲间隔物作为蚀刻掩膜，对所述氮化物膜进行初始图案化；在所述氮化物膜被初始图案化之后去除所述牺牲间隔物，并在所述牺牲垂直结构的侧面上形成栅电极；以及从所述栅电极之间去除所述牺牲垂直结构，并使用所述栅电极作为蚀刻掩膜，对所述氮化物膜进行第二次图案化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件的制造方法以及闪存器件及其驱动方法。
技术介绍
随着信息处理技术的发展而开发了高度集成的闪存器件。特别是开发了具有硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)结构的闪存器件。这种闪存器件可包括选择晶体管，用于防止过擦除。但是，因为闪存器 件还包括选择晶体管，所以难以实现高度集成。
技术实现思路
提供一种半导体器件的制造方法，能减少半导体器件之间的偏差。此外， 本专利技术的实施例提供一种能被高度集成的闪存器件和驱动所述闪存器件的 方法。根据一个实施例的一种半导体器件的制造方法，包括在半导体衬底上形成氮化物膜；在所述氮化物膜上形成牺牲垂直结构；在所述牺牲垂直结构 的侧面上形成牺牲间隔物；使用所述牺牲垂直结构和所述牺牲间隔物作为蚀 刻掩膜，对所述氮化物膜进行初始图案化；从被初始图案化的所述氮化物膜 去除所述牺牲间隔物，并在所述牺牲垂直结构的侧面上形成栅电极；以及从 所述栅电极之间去除所述牺牲垂直结构，并用所述栅电极作为蚀刻掩膜对所 述氮化物膜进行第二次图案化。根据一个实施例的一种闪存器件，包括捕获单元，布置在半导体衬底 上，用于捕获电荷；隧道区域，包括第一隧道区域和第二隧道区域，所述第 一隧道区域对应于所述捕获单元，所述第二隧道区域与所述第一隧道区域相 邻；源区和漏区，通过在所述源区和所述漏区之间的所述隧道区域间隔开； 以及栅电极，布置在所述隧道区域的第一隧道区域和第二隧道区域上。根据一个实施例的一种驱动闪存器件的方法，包括通过向所述电荷捕获单元射入热电子，对存储元件进行编程；以及通过向所述电荷捕获单元射 入热空穴，对所述存储元件进行擦除。根据实施例的闪存器件包括第一隧道区域、第二隧道区域以及单个栅电 极，所述栅电极布置在第一隧道区域和第二隧道区域上。因此，根据实施例的闪存器件的结构是，存储元件连接至选择晶体管。 因此，闪存器件能减少过擦除现象。此外，根据实施例的闪存器件使用一个栅电极来实现驱动接选择晶体管 和存储元件，并且改善集成度。此外，根据实施例的闪存器件通过向电荷捕获单元射入热电子和热空穴对存储元件进行编程和擦除。因此，能以NOR形式驱动根据实施例的闪存 器件，因此可高度集成。此外，根据实施例的半导体器件的制造方法用牺牲垂直结构和牺牲间隔 物对氮化物膜进行图案化。通过回蚀工艺形成牺牲间隔物，因此能以相同的 尺寸形成牺牲间隔物，牺牲间隔物彼此对称。根据实施例，使用牺牲间隔物作为掩膜对氮化物膜进行图案化，因此在 后续的图案化工艺中能将氮化物膜分成宽度相同的两个部分。因此，可以根据图案化后的氮化物膜的两个部分形成两个半导体器件。 同时，减少了两个半导体器件之间的偏差。通过利用对称的牺牲间隔物，根据实施例的半导体器件的制造方法减少 了器件之间的偏差。此外，两个器件中的每一个都包括第一隧道区域和第二隧道区域，上面 有对应的栅电极。因此，两个器件中的每一个都具有存储元件与选择晶体管连接的结构。 从而，闪存器件能够减少过擦除。此外，闪存器件能够使用一个栅电极来驱动选择晶体管组件和存储元件 组件，以改善集成度。附图说明图1至图7是剖视图，示出制造根据实施例的具有SONOS结构的闪存 器件的方法的过程。5图8是示意图，示出根据实施例的具有SONOS结构的闪存器件。图9是根据实施例的闪存器件的电路图。具体实施例方式当使用术语上或上方，如果涉及层、区域、图案或者结构，可理解为层、区域、图案或结构直接在另一层或结构上面并且与另一层或结构相接触，或者有居间的层、区域、图案或结构。当使用术语以下或下方时，如果涉及层、区域、图案或者结构，可理解为层、区域、图案或结构直接在另一层或结构下方并且与另一层或结构相接触，或者有居间的层、区域、图案或结构。此外，基于附图来描述在每一层的上或下方。为了说明的方便和清楚起见，附图中，每一层的厚度或尺寸可以放大、忽略或者示意性地示出。此外，附图中每个部件的尺寸不完全反映其实际尺寸。图1至图7是剖视图，示出制造根据实施例的具有SONOS结构的闪存器件的方法的工艺。参照图1，在半导体衬底100上形成器件隔离层110，由器件隔离层110之间的区域限定激活区域(activation region)。之后将低浓度n型杂质注入激活区域，从而形成n型阱120。参照图2，在形成n型阱120以后，在半导体衬底100上形成隧道氧化物膜201、氮化物膜202以及缓冲层203。在一个实施例中，通过热氧化工艺形成厚约50 A至80 A的隧道氧化物膜201，通过化学气相沉积(CVD)工艺形成厚约70A至100A的氮化物膜202。作为实例，用氮化硅(SiNx)制成氮化物膜202。在氮化物膜202上面形成缓冲层203。作为实例，用氧化硅(SiOx)制成缓冲层203。此外，可以在隧道氧化物膜201与氮化物膜202之间沉积高K材料，例如氧化铝。这样，在半导体衬底100上面形成具有氧化物膜-氮化物膜-氧化物膜结构的ONO膜200a。同时，可通过掩膜工艺对ONO膜200a进行图案化。例如参照图2，在缓冲层203上形成牺牲垂直结构(SVS)。例如可用氮化物或氧化物制成牺牲垂直结构(SVS)。6根据实施例，牺牲垂直结构(SVS)可形成为高约3000A至4000A。 参照图3,在形成牺牲垂直结构(SVS)以后，在半导体衬底100上形成氮化硅层，并通过各向异性蚀刻工艺(例如回蚀工艺)对氮化硅层进行蚀刻。因此，在牺牲垂直结构(SVS)的侧面形成第一牺牲间隔物SS1和第二 牺牲间隔物SS2。第一牺牲间隔物SS1和第二牺牲间隔物SS2彼此对称，牺 牲垂直结构(SVS)在它们之间。通过各向异性蚀刻工艺形成第一牺牲间隔物SS1和第二牺牲间隔物 SS2，因此第一牺牲间隔物SS1和第二牺牲间隔物SS2基本上尺寸相同。更 具体地，第一牺牲间隔物SS1和第二牺牲间隔物SS2的下表面宽度相同。之后，用第一牺牲间隔物SS1、第二牺牲间隔物SS2以及牺牲垂直结构 (SVS)作为蚀刻掩膜，对ONO膜200a进行图案化。换而言之，对ONO 膜200a没有布置第一牺牲间隔物SS1、第二牺牲间隔物SS2以及牺牲垂直 结构(SVS)的部分进行蚀刻。参照图4，将第一牺牲间隔物SS1和第二牺牲间隔物SS2去除。同时， 布置在第一牺牲间隔物SS1和第二牺牲间隔物SS2下面的部分缓冲层203也 被去除。之后，通过CVD工艺在半导体衬底100上形成介电层204。例如可用氧 化硅制成介电层204。介电层204形成在牺牲垂直结构(SVS)的侧面和上 表面上。参照图5，在介电层204上形成多晶硅层。通过各向异性蚀刻工艺(例 如回蚀工艺)对多晶硅层进行蚀刻，从而在牺牲垂直结构(SVS)的侧面形 成第一栅电极310和第二栅电极320。第一栅电极310和第二栅电极320布置在氮化物膜202上并且形成在氮 化物膜202侧面上。第一栅电极310和第二栅电极320彼此对称。此外，通过各向异性蚀刻工艺形成第一栅电极310和第二栅电极320， 因此它们基本上尺寸相同。参照图6，在形成第一栅电极310和第二栅电极320以后，将牺牲垂直 结构(SVS)去除。之后，用第一栅电极310和第二栅电极320作为掩膜，对缓冲层203、氮化物膜202以及隧道氧化物膜201进行蚀刻。因此，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，包括：　在半导体衬底上形成氮化物膜；　在所述氮化物膜上形成牺牲垂直结构；　在所述牺牲垂直结构的侧面上形成牺牲间隔物；　使用所述牺牲垂直结构和所述牺牲间隔物作为蚀刻掩膜，对所述氮化物膜进行初始图案化；　从被 初始图案化的所述氮化物膜去除所述牺牲间隔物，并在所述牺牲垂直结构的侧面上形成栅电极；以及　从所述栅电极之间去除所述牺牲垂直结构，并使用所述栅电极作为蚀刻掩膜对所述氮化物膜进行第二次图案化。

【技术特征摘要】
KR 2008-9-22 10-2008-0092600;KR 2008-11-6 10-2008-1、一种半导体器件的制造方法，包括在半导体衬底上形成氮化物膜；在所述氮化物膜上形成牺牲垂直结构；在所述牺牲垂直结构的侧面上形成牺牲间隔物；使用所述牺牲垂直结构和所述牺牲间隔物作为蚀刻掩膜，对所述氮化物膜进行初始图案化；从被初始图案化的所述氮化物膜去除所述牺牲间隔物，并在所述牺牲垂直结构的侧面上形成栅电极；以及从所述栅电极之间去除所述牺牲垂直结构，并使用所述栅电极作为蚀刻掩膜对所述氮化物膜进行第二次图案化。2、 如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，通过覆盖被初 始图案化的所述氮化物膜，包括覆盖被初始图案化的所述氮化物膜的外侧 边，来形成所述栅电极。3、 如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，在所述牺牲垂 直结构的侧面上形成牺牲间隔物包括在所述半导体衬底上形成牺牲间隔物材料层，以覆盖所述牺牲垂直结 构；以及对所述牺牲间隔物材料层进行各向异性蚀刻，以形成所述辆牲间隔物。4、 如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，还包括 在将所述氮化物膜形成在衬底上之前，在所述半导体衬底上形成第一氧化物膜，其中所述氮化物膜形成在所述第一氧化物膜上；以及在将所述牺牲垂直结构形成在所述氮化物膜上之前，在所述氮化物膜上 形成第二氧化物膜，其中所述牺牲垂直结构形成在所述第二氧化物膜上。5、 如权利要求4所述的半导体器件的制造方法，其中去除所述牺牲间 隔物包括去除所述第二氧化物膜的一部分。6、 如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，在去除所述牺牲间隔 物之后还包括在将所述栅电极形成在所述牺牲垂直结构的侧面上之前，在所述半导体 衬底和被初始图...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱星中，
申请(专利权)人：东部高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]