[发明专利]一种闪存器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种闪存器件及其制造方法。

背景技术

闪存器件是一种电写入和擦除数据的器件，其通过在控制栅极(Control Gate)、浮置栅极(Floating Gate)和衬底之间设置介质层而形成串联的两个电容器，即使在对器件断电时也能在浮置栅极上保持电荷，以提供存储功能。

为了提高器件的开关性能，希望能够进一步增大控制栅极与浮置栅极之间的电容，以便电压能够尽量集中在浮置栅极与源/漏形成的电容器上。

发明内容

为了能够进一步增大控制栅极与浮置栅极之间的电容，根据本发明的一个方面，提供了一种闪存器件，包括：半导体衬底；栅堆叠，形成于半导体衬底之上；沟道区，位于栅堆叠之下；侧墙，位于栅堆叠外侧；以及源/漏区，位于沟道区外侧；其中，栅堆叠包括：第一栅介质层，位于沟道区之上；第一导电层，覆盖第一栅介质层的上表面和侧墙的内壁；第二栅介质层，覆盖第一导电层的表面；第二导电层，覆盖第二导电层的表面。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造闪存器件的方法，包括以下步骤：提供半导体衬底；在半导体衬底上形成牺牲栅堆叠、所述牺牲栅堆叠外侧的侧墙以及所述侧墙外侧的源/漏区，所述牺牲栅堆叠包括第一栅介质层和牺牲栅极；去除所述牺牲栅极以在所述侧墙内壁形成第一开口；覆盖所述第一开口的底部和侧壁，依次淀积第一导电层、第二栅介质层和第二导电层，并对它们进行刻蚀以形成栅堆叠。

在这个方法中，优选地，所述牺牲栅堆叠中，在所述第一栅介质层和牺牲栅极之间进一步包括刻蚀保护层，刻蚀保护层可以与后面的第一导电层材料相同，用于保护第一栅介质层。

在上述方案的基础上，优选地，第一栅介质层和第二栅介质层可以为Al₂O₃、HfO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTiO、HfZrO、SiO₂或Si₃N₄中的任一种或多种的组合。

第一导电层和第二导电层可以由包括TiN、TaN、Ti、Ta、Cu、Al、或多晶Si中的任一种或多种的组合形成。

根据本发明实施例提供的闪存器件，由于第一导电层和第二栅介质层覆盖栅介质层与侧墙的侧壁依次淀积形成，大大增加了控制栅极与浮置栅极之间的电容的正对面积，因此可以获得更大的电容，实现更好的开关性能。

附图说明

根据示例实施例的描述，本发明的这些和其他目的和优点方面将变得显而易见。在附图中，相同的附图标记指示相同或相似的部分。

图1～10示出了根据本发明的闪存器件制造方法的各步骤中器件结构的剖面图。

具体实施方式

以下，通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在附图中示出了根据本发明实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

如图1所示，在半导体衬底110(例如，可以是Si衬底)的上表面淀积厚度为2～5nm的第一栅介质层120，第一栅介质层120可以是氧化铝(Al₂O₃)、氧化铪(HfO₂)，氧化铪硅(HfSiO)，氮氧化铪硅(HfSiON)，氧化铪钽(HfTaO)，氧化铪钛(HfTiO)，氧化铪锆(HfZrO)，氧化硅(SiO₂)或氮化硅(Si₃N₄)中的一种或多种的组合。这里的半导体衬底110是经过处理的，例如包括原始掺杂以及在半导体衬底上形成氧化物、氮化物等保护层，这些工艺可以参考MOS管制造的基本流程。