[发明专利]半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种制造半导体装置的方法，包括以下步骤：

(a)提供半导体衬底；

(b)在所述半导体衬底的主表面之上形成伪栅极电极，并在所述伪栅极电极之上形成第一绝缘膜；

(c)在所述半导体衬底的位于所述伪栅极电极旁边的所述主表面中形成一对第一源极/漏极区域；

(d)形成覆盖所述伪栅极电极和所述第一绝缘膜并由与所述第一绝缘膜不同的材料制成的第二绝缘膜；

(e)抛光所述第二绝缘膜的上表面，以使所述第一绝缘膜的上表面从所述第二绝缘膜暴露；

(f)在所述步骤(e)之后，去除所述第一绝缘膜；

(g)在所述步骤(f)之后，向下抛光所述第二绝缘膜的上表面，以及

(h)在所述步骤(g)之后，用包括金属膜的栅极电极替换所述伪栅极电极，以形成包括所述栅极电极和所述第一源极/漏极区域的场效应晶体管，

其中，在所述步骤(g)之后，所述第二绝缘膜的上表面的位置高于所述伪栅极电极的上表面的位置，

所述方法还包括以下步骤：

(b1)在所述步骤(c)之前，在所述半导体衬底的第二区域的所述主表面之上形成控制栅极电极，在所述控制栅极电极之上形成第四绝缘膜，以及在包括所述控制栅极电极和所述第四绝缘膜的多层膜的侧壁之上，隔着包括电荷存储部分的第五绝缘膜形成存储器栅极电极；以及

(c1)在所述步骤(b)之后且在所述步骤(d)之前，在所述半导体衬底的所述主表面中形成一对第二源极/漏极区域，使得包括所述控制栅极电极和所述存储器栅极电极的图案插入其间，

其中，在所述步骤(d)中，所述第二绝缘膜被形成为覆盖所述控制栅极电极和所述第四绝缘膜，

其中，在所述步骤(e)中，对所述第二绝缘膜的上表面进行抛光，以使所述第四绝缘膜的上表面从所述第二绝缘膜暴露，

其中，在所述步骤(f)中，去除所述第一绝缘膜和所述第四绝缘膜，

其中所述控制栅极电极、所述存储器栅极电极和所述第二源极/漏极区域包括在存储器单元中，以及

其中，在所述步骤(g)之后，所述第二绝缘膜的上表面的位置高于所述控制栅极电极和所述存储器栅极电极中的每一个的上表面的位置。

2.根据权利要求1所述的制造半导体装置的方法，

其中所述步骤(h)包括以下步骤：

(h1)去除所述伪栅极电极以形成沟槽；

(h2)在所述半导体衬底之上形成所述金属膜以填充所述沟槽；以及

(h3)从所述第二绝缘膜之上去除所述金属膜，以暴露所述第二绝缘膜的上表面，并在所述沟槽中形成包括所述金属膜的所述栅极电极。

3.根据权利要求2所述的制造半导体装置的方法，还包括以下步骤：

(h4)在所述步骤(h1)之后且在所述步骤(h2)之前，形成覆盖所述沟槽的底表面的第三绝缘膜，

其中，所述第三绝缘膜具有比氮化硅的介电常数高的介电常数。

4.根据权利要求3所述的制造半导体装置的方法，

其中，在所述步骤(c)中，使用所述第一绝缘膜作为掩模，通过离子注入法形成所述第一源极/漏极区域，以及

其中，在所述步骤(h1)中，通过湿法蚀刻去除所述伪栅极电极。

5.根据权利要求4所述的制造半导体装置的方法，

其中，在所述步骤(h1)中执行的所述湿法蚀刻中，使用氨水作为溶剂。

6.根据权利要求1所述的制造半导体装置的方法，

其中，所述第二绝缘膜包括二氧化硅膜，并且所述第一绝缘膜包括氮化硅膜。

7.根据权利要求1所述的制造半导体装置的方法，

其中，在所述步骤(c1)中，使用所述存储器栅极电极作为掩模进行离子注入，以形成所述第二源极/漏极区域。