ＮＡＮＤ结构及其形成方法技术

本发明专利技术提出一种与非门ＮＡＮＤ结构，包括：衬底；形成在所述衬底之上的栅绝缘层；形成在所述衬底中的源区和漏区；形成在所述栅绝缘层之上的中间栅极，和位于所述中间栅极两侧的第一栅极和第二栅极，所述第一栅极和第二栅极与所述中间栅极之间设有第一侧墙，所述第一栅极和第二栅极的外侧设有第二侧墙，其中，所述中间栅极之上设置有第一接触孔区，所述第一栅极和第二栅极之上分别设置有第二接触孔区，所述第一接触孔区和第二接触孔区交错排列。本发明专利技术提出的新型的ＮＡＮＤ结构及形成该ＮＡＮＤ结构的方法，通过该ＮＡＮＤ结构可以有效缩小芯片面积３０－５０％左右。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体设计及制造
，特别涉及一种自对准的小型NAND (与非 门)结构及其形成方法。
技术介绍
NAND结构是在闪存中较为普遍使用的一种结构，NAND闪存比硬盘驱动器更好。 随着人们持续追求功耗更低、重量更轻和性能更佳的产品，由于NAND所具的较高的单元密 度，高存储密度，较快的写入和擦除速度等优势，其得到了广泛的应用。NAND闪存的单元尺 寸几乎是NOR器件的一半，可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，具有很快的写入和 擦除速度，主要功能是存储资料，目前主要用在数码相机等的闪存卡和MP3播放机中。现有技术存在的缺点是，随着数码设备等小型化的需要，对存储卡尺寸和存储量 的要求也越来越高，因此如何设计更小尺寸的NAND结构就成为了急待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是缩小NAND结构的尺寸，从 而减小存储卡的尺寸，进一步提高存储量。为达到上述目的，本专利技术一方面提出一种与非门NAND结构，包括衬底；形成在所 述衬底之上的栅绝缘层；形成在所述衬底中的源区和漏区；形成在所述栅绝缘层之上的中 间栅极，和位于所述中间栅极两侧的第一栅极和第二栅极，所述第一栅极和第二栅极与所 述中间栅极之间设有第一侧墙，所述第一栅极和第二栅极的外侧设有第二侧墙，其中，所述 中间栅极之上设置有第一接触孔区，所述第一栅极和第二栅极之上分别设置有第二接触孔 区，所述第一接触孔区和第二接触孔区交错排列。在本专利技术的一个实施例中，所述第一侧墙的厚度小于所述第二侧墙。在本专利技术的一个实施例中，所述第一侧墙的厚度为2-lOnm。在本专利技术的一个实施例中，所述第一接触孔区通过第一金属或多晶硅与所述中间 栅极相连，其中第一接触孔区之下的第一金属或多晶硅至少有一部分高于第一接触孔区外 的第一金属或多晶硅。在本专利技术的一个实施例中，所述第二接触孔区通过第二金属或多晶硅与所述第一 栅极和第二栅极相连，其中第二接触孔区之下的第二金属或多晶硅至少有一部分高于第二 接触孔区外的第二金属或多晶硅。在本专利技术的一个实施例中，还包括分别形成在所述源区和漏区之上的第三接触 孔区，所述第三接触孔区通过第三金属与所述源区和漏区相连，其中第三接触孔区之下的 第三金属至少有一部分高于第三接触孔区外的第三金属。在本专利技术的一个实施例中，在所述源区和漏区与第三金属之间还包括金属硅化物层。在本专利技术的一个实施例中，所述第一金属或多晶硅、所述第二金属或多晶硅、或第三金属具有L形或T形接触。在本专利技术的一个实施例中，所述第三金属为W、Al、Cu。在本专利技术的一个实施例中，所述第一金属或第二金属为Ti、TiN、TiAlN或AL。本专利技术实施例另一方面还提出了一种存储器，包括若干个上述的NAND结构。本专利技术实施例再一方面还提出了一种形成NAND结构的方法，包括以下步骤形成 衬底；在所述衬底之上形成栅绝缘层；在所述栅绝缘层之上形成中间栅极，和位于所述中 间栅极两侧的第一栅极和第二栅极，所述第一栅极和第二栅极与所述中间栅极之间形成有 第一侧墙，所述第一栅极和第二栅极的外侧形成有第二侧墙；在所述衬底中形成源区和漏 区；形成在所述中间栅极之上的第一接触孔区，所述第一栅极和第二栅极之上的第二接触 孔区，和形成在所述源区和漏区之上的第三接触孔区，其中，所述第一接触孔区和第二接触 孔区交错排列。在本专利技术的一个实施例中，所述形成第一栅极和第二栅极包括以下步骤在形成 所述中间栅极两侧的第一侧墙之后，淀积第二栅金属或多晶硅；对淀积的所述第二栅金属 或多晶硅进行散射注入以平坦化在所述中间栅极上所述第二栅金属或多晶硅的顶部；对所 述第二栅金属或多晶硅进行各向异性刻蚀，形成所述第一栅极和第二栅极，并暴露所述中 间栅极。在本专利技术的一个实施例中，所述第一侧墙的厚度小于所述第二侧墙。在本专利技术的一个实施例中，所述第一侧墙的厚度为2-lOnm。在本专利技术的一个实施例中，所述第一接触孔区通过第一金属或多晶硅与所述中间 栅极相连，其中第一接触孔区之下的第一金属或多晶硅至少有一部分高于第一接触孔区外 的第一金属或多晶硅。在本专利技术的一个实施例中，所述第二接触孔区通过第二金属或多晶硅与所述第一 栅极和第二栅极相连，其中第二接触孔区之下的第二金属或多晶硅至少有一部分高于第二 接触孔区外的第二金属或多晶硅。在本专利技术的一个实施例中，所述第三接触孔区通过第三金属与所述源区和漏区相 连，其中第三接触孔区之下的第三金属至少有一部分高于第三接触孔区外的第三金属。在本专利技术的一个实施例中，还包括在所述源区和漏区与第三金属之间形成金属 硅化物层。在本专利技术的一个实施例中，所述第一金属或多晶硅、所述第二金属或多晶硅、或第 三金属具有L形或T形接触。在本专利技术的一个实施例中，所述第三金属为W、Al、Cu。在本专利技术的一个实施例中，所述第一金属或第二金属为Ti、TiN、TiAlN或AL。本专利技术提出的新型NAND结构及形成该NAND结构的方法，通过该NAND结构可以有 效缩小芯片面积30-50%左右。另外，本专利技术实施例采用了自对准接触孔形成技术，因此不 需要额外的接触孔衬垫(landing pad)。同时，本专利技术所示的实施例基本可以适合任何当 前先进的VLSI CMOS工艺，如HKMG (高k介质及金属栅)或PolySiON (多晶硅加氮氧化硅 栅)，前栅(gate-first)或后栅(gate-last)等，因此本专利技术所提出的NAND结构及形成方 法可具有普遍的应用。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。 附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中图1和2分别为本专利技术实施例的NAND结构的剖面图和俯视图；图3为现有技术中标准NAND结构的示意图；图4为本专利技术实施例的NAND结构的示意图；图5-17为形成本专利技术实施例上述NAND结构的方法中间步骤的示意图。 具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简 化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且 目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重 复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此 外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到 其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之 “上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形 成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。本专利技术提出了一种新型的NAND结构及形成该NAND结构的方法，在本专利技术实施例 中，该结构包括中心栅极和中心栅极两侧的第一栅极和第二栅极，其中，中心栅极和第一栅 极及第二栅极通过第一侧墙隔离开，从而中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与非门ＮＡＮＤ结构，其特征在于，包括：衬底；形成在所述衬底之上的栅绝缘层；形成在所述衬底中的源区和漏区；形成在所述栅绝缘层之上的中间栅极，和位于所述中间栅极两侧的第一栅极和第二栅极，所述第一栅极和第二栅极与所述中间栅极之间设有第一侧墙，所述第一栅极和第二栅极的外侧设有第二侧墙，其中，所述中间栅极之上设置有第一接触孔区，所述第一栅极和第二栅极之上分别设置有第二接触孔区，所述第一接触孔区和第二接触孔区交错排列。

【技术特征摘要】
1.一种与非门NAND结构，其特征在于，包括衬底；形成在所述衬底之上的栅绝缘层；形成在所述衬底中的源区和漏区；形成在所述栅绝缘层之上的中间栅极，和位于所述中间栅极两侧的第一栅极和第二栅 极，所述第一栅极和第二栅极与所述中间栅极之间设有第一侧墙，所述第一栅极和第二栅 极的外侧设有第二侧墙，其中，所述中间栅极之上设置有第一接触孔区，所述第一栅极和第 二栅极之上分别设置有第二接触孔区，所述第一接触孔区和第二接触孔区交错排列。2.如权利要求1所述的NAND结构，其特征在于，所述第一侧墙的厚度小于所述第二侧掉 丄回ο3.如权利要求2所述的NAND结构，其特征在于，所述第一侧墙的厚度为2-lOnm。4.如权利要求1所述的NAND结构，其特征在于，所述第一接触孔区通过第一金属或多 晶硅与所述中间栅极相连，其中第一接触孔区之下的第一金属或多晶硅至少有一部分高于 第一接触孔区外的第一金属或多晶硅。5.如权利要求1所述的NAND结构，其特征在于，所述第二接触孔区通过第二金属或多 晶硅与所述第一栅极和第二栅极相连，其中第二接触孔区之下的第二金属或多晶硅至少有 一部分高于第二接触孔区外的第二金属或多晶硅。6.如权利要求1所述的NAND结构，其特征在于，还包括分别形成在所述源区和漏区 之上的第三接触孔区，所述第三接触孔区通过第三金属与所述源区和漏区相连，其中第三 接触孔区之下的第三金属至少有一部分高于第三接触孔区外的第三金属。7.如权利要求6所述的NAND结构，其特征在于，在所述源区和漏区与第三金属之间还 包括金属硅化物层。8.如权利要求4-7任一项所述的NAND结构，其特征在于，所述第一金属或多晶硅、所述 第二金属或多晶硅、或第三金属具有L形或T形接触。9.如权利要求6所述的NAND结构，其特征在于，所述第三金属为W、Al或Cu。10.如权利要求4或5所述的NAND结构，其特征在于，所述第一金属或第二金属为Ti、 TiN、TiAlN 或AL。11.一种存储器，其特征在于，包括若干个如权利要求1-10任一项所述的NAND结构。12.—种形成NAND结构的方法，其特征在于，包括以下步骤形成衬底；在所述衬底之上形成栅绝缘层；在所述栅绝缘层之上形成中间栅极，和位于所述中间栅极两侧的第一栅极和第二栅 极，所述第一栅极和第二栅极与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁擎擎，钟汇才，朱慧珑，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：11