[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年5月25日提交的韩国专利申请第 10-2007-0050896号的优先权，其全文以引用方式结合于此作为参 考。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置(半导体器件)及制造其的方法。 更具体地，本发明的实施方式涉及半导体-氧化物-氮化物-氧化物- 半导体(SONOS)装置。

背景技术

如图1所示，SONOS半导体装置的典型结构是硅栅电极形成 的晶体管。电极，如源极和漏极，形成在半导体衬底上，其中作为 非易失性绝缘材料的氧化物-氮化物-氧化物(ONO)插入它们之间。

图2A至2C示出了用于提供图1中的装置结构的制造工艺的 一个实施例。

首先，如图2A所示，半导体衬底201形成有用于装置隔离的 浅沟槽隔离(STI)203。

然后，如图2B所示，将由介电材料形成的氧化物-氮化物-氧化 物(ONO)205沉积在有源区中，该有源区是由在半导体衬底201 上限定的STI 203而被装置隔离的。

最后，如图2C所示，在ONO 205上形成控制栅207以得到 SONOS装置。

然而，这种特定的制造方法不是没有问题。尤其是，实施高度 集成使得由SONOS装置中的电容所占的面积逐渐减少，以致于电 容的表面积减少，并使得SONOS装置所必要的耦合率(coupling ratio)显著下降。这会导致较低的产率并可导致装置具有较低的可 靠性。

发明内容

总体上，本发明的实施方式涉及通过一种生长亚稳态多晶硅 (MPS)(meta-stable poly-silicon)的工艺提供的SONOS半导体装 置，以增大电容的表面积并改善SONOS装置的耦合率。

根据一种示例性实施方式，提供了一种半导体装置，包括形成 在半导体衬底中的用于装置隔离的STI。此外，颗粒形状MPS形成 在由STI隔离的有源区中。介电材料形成在MPS上，并且控制栅 形成在该介电材料的多个部分上。在一种示例性实施方式中，通过 在预定(特定)温度下在N₂气氛中实施MPS退火工艺来形成多颗 粒形状(聚颗粒形状，poly particle-shaped)MPS。

在另一示例性实施方式中，披露了一种制造半导体装置的方 法。该方法包括在半导体衬底的有源区中形成多MPS。在该多MPS 上形成介电材料，并在该介电材料的多个部分上提供控制栅。在一 种示例性实施方式中，多MPS为颗粒形状。颗粒形状可以通过在 预定温度下在N₂气氛中实施MPS退火工艺来形成。

本内容概述是为了以简化形式介绍构思的精要，在以下的详细 描述中其将被进一步描述。本内容概述既不意在确定发明主题的关 键特征或必要特征，也不意在用于辅助确定主题名称的范围。

下文的描述中将阐述其它的特征，并且其中部分是从描述中显 而易见的，或通过本发明指导的实施中获知。本发明的特征可以通 过所附权利要求中特别指出的手段或组合的方式实现或获得。从以 下的描述和所附权利要求中，或通过如下文提到的本发明的实施， 本发明的特征将变得更加清晰。

附图说明

通过以下结合附图给出的优选实施方式的描述，本发明的以上 和其它特征将变得显而易见，其中：

图1是示出传统半导体装置的SONOS结构的垂直剖视图；

图2A至图2C示出了传统半导体装置的SONOS结构的制造方 法的垂直剖视图；

图3示出了根据本发明的一种实施方式的半导体装置的 SONOS结构的垂直剖视图；

图4A至图4D示出了用于描述半导体装置的SONOS结构的制 造方法的一个实施例的垂直剖视图。

具体实施方式