專利名稱：制造非易失性存儲(chǔ)器器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及半導(dǎo)體器件，并且更具體地，涉及非易失
性存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
非易失性存儲(chǔ)器(NVM)作為獨(dú)立的器件或者諸如具有邏 輯的板上芯片的嵌入式應(yīng)用，在當(dāng)前的半導(dǎo)體產(chǎn)品中發(fā)揮重要的作用。 大部分微控制器包括這樣的NVM。典型地，這樣的NVM具有用于每 個(gè)存儲(chǔ)器器件的浮柵。 一種變得可用的替代方案是使用納米結(jié)晶用于 電荷儲(chǔ)存層，其提供改善的可靠性但是具有較小的存儲(chǔ)器窗口，這是 因?yàn)榫幊虪顟B(tài)和擦除狀態(tài)之間的差異較小。其主要原因在于，在擦除 過程中，電子被反向注入到電荷儲(chǔ)存層中。為了擦除，利用相對于襯 底的負(fù)電壓對典型的NMOS存儲(chǔ)器單元中的控制柵極進(jìn)行偏置以將電 子從電荷儲(chǔ)存層推出到襯底。由于控制柵極典型地被摻雜為與源極和 漏極相同的傳導(dǎo)類型，因此該負(fù)偏置也將電子從控制柵極推到儲(chǔ)存層。 在擦除過程中達(dá)到這樣的情況在該情況下從儲(chǔ)存層移除電子的速率 與從柵極到達(dá)電荷層的電子的速率相同。當(dāng)該情況發(fā)生時(shí)，不會(huì)發(fā)生 進(jìn)一步的擦除，即使在電荷儲(chǔ)存層中還保留電子的凈余量。而且，在 硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)存儲(chǔ)器單元中，該現(xiàn)象在更大的 程度上存在。 —種減少該反向注入的方法是使用P摻雜柵極和N型源極 /漏極。然而，由于在源極/漏極注入過程中柵極優(yōu)選地被用作掩模，由 此除非采取特殊的掩模步驟，否則柵極接收與源極/漏極相同的摻雜， 因此該器件難于制造。額外的掩模往往使源極/漏極不能與柵極自對準(zhǔn)。 因此，需要實(shí)現(xiàn)將控制柵極慘雜為與源極/漏極不同的傳導(dǎo)類型的改進(jìn)
7的技術(shù)。


通過示例來說明本發(fā)明并且本發(fā)明不受附圖的限制，在附
圖中相同的附圖標(biāo)記表示相似的元件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到， 出于簡單和清楚的目的來說明附圖中的元件，并且沒有必要依比例繪
制附圖中的元件。圖l是根據(jù)第一實(shí)施例的處理階段中的半導(dǎo)體器件的剖面
圖；圖2是后續(xù)處理階段中的圖1的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖3是后續(xù)處理階段中的圖2的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖4是后續(xù)處理階段中的圖3的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖5是后續(xù)處理階段中的圖4的半導(dǎo)體器件的剖面圖； [OOOIO]圖6是后續(xù)處理階段中的圖5的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖7是后續(xù)處理階段中的圖6的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖8是后續(xù)處理階段中的圖7的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖9是后續(xù)處理階段中的圖8的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖10是后續(xù)處理階段中的圖9的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖11是后續(xù)處理階段中的圖10的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖12是后續(xù)處理階段中的圖11的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖13是根據(jù)第二實(shí)施例的處理階段中的半導(dǎo)體器件的剖
面圖；圖14是后續(xù)處理階段中的圖13的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖15是后續(xù)處理階段中的圖14的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖16是后續(xù)處理階段中的圖15的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖17是后續(xù)處理階段中的圖16的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖18是后續(xù)處理階段中的圖17的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
圖19是后續(xù)處理階段中的圖18的半導(dǎo)體器件的剖面以及
圖20是后續(xù)處理階段中的圖19的半導(dǎo)體器件的剖面圖。
具體實(shí)施例方式在一個(gè)方面，通過首先將電荷儲(chǔ)存層上的柵極材料層摻雜 為P型，然后在柵極材料上形成注入掩模層來實(shí)現(xiàn)非易失性存儲(chǔ)器 (NVM)單元。掩模層和柵極材料可被同時(shí)構(gòu)圖，由此注入掩模僅位于 控制柵極上而非源極/漏極的區(qū)域上。隨后利用在控制柵極上的適當(dāng)位 置處的注入掩模對源極/漏極進(jìn)行注入。該注入掩模被選擇為這樣的材 料該材料不僅是用于源極/漏極注入的掩模，而且可以相對于存在的 用于制造MOS結(jié)晶管的其他材料，諸如氧化物、氮化物和硅，選擇性 地被刻蝕。在用于源極/漏極的注入之后移除注入掩模，由此柵極保持 P型。參考附圖和下面的描述將更好地理解該方面。圖1中示出了半導(dǎo)體器件10，其包括襯底12、襯底12上 的電荷儲(chǔ)存層14、電荷儲(chǔ)存層14上的重?fù)诫s多晶硅層16、多晶硅層 16上的注入阻擋層18、和注入阻擋層18上的氧化物層20。襯底12優(yōu) 選地是硅，但是可以是另一種半導(dǎo)體材料，諸如鍺或硅鍺(SiGe)。硅襯 底12被示出為體硅襯底，但是作為一個(gè)替代方案，硅襯底12也可以 是絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底中的頂部半導(dǎo)體層。電荷儲(chǔ)存層14包括納 米結(jié)晶，諸如通過絕緣層與多晶硅層16和襯底12絕緣的納米結(jié)晶15。 納米結(jié)晶還被稱為納米簇。注入阻擋層18優(yōu)選為硅鍺或氮化鈦。其他 材料，例如不同于氮化鈦的氮化材料，也可被發(fā)現(xiàn)是有效的。注入阻 擋層18應(yīng)當(dāng)有效地阻擋注入并且應(yīng)當(dāng)能夠相對于氧化物、氮化物、和 硅選擇性地被刻蝕。注入阻擋層18在源極/漏極注入過程中用作多晶硅 層16的保護(hù)層。電荷儲(chǔ)存層14優(yōu)選地約為170-350埃厚。多晶硅層 14和注入阻擋層18可以是具有1000和1500埃的相同厚度。氧化物層 優(yōu)選地約為100~300埃。多晶硅是常用的柵極材料。圖2中示出了在穿過氧化物層20、注入阻擋層18、多晶 硅層16、和電荷儲(chǔ)存層14的柵極構(gòu)圖步驟之后的半導(dǎo)體器件10。這具有使襯底12暴露的效果。多晶硅層16的剩余部分用于變?yōu)榇纬?的非易失性存儲(chǔ)器單元的控制柵極。該刻蝕使用光致抗蝕劑掩模并且
在刻蝕各種層時(shí)可能需要化學(xué)改變。如果注入阻擋層18是氮化鈦，則 用于注入阻擋層18的有效的刻蝕化學(xué)品是氬和氯的混合物。如果注入 阻擋層18是硅鍺，則可以在感應(yīng)耦合等離子體腔中使用溴化氫(HBr) 化學(xué)品?？梢允褂糜糜谘趸铩⒍嗑Ч?、和電荷儲(chǔ)存層14的傳統(tǒng)的刻 蝕化學(xué)品。電荷儲(chǔ)存層14將典型地包括多晶硅納米結(jié)晶和氧化物，但 是也可以具有不同的絕緣材料或不同的納米結(jié)晶。圖3中示出了執(zhí)行氧化物生長步驟之后的半導(dǎo)體器件10， 該氧化物生長步驟在多晶硅層16的剩余部分的側(cè)面和暴露的襯底12 上面形成氧化物層22。圖4中示出了在多晶硅層16、注入阻擋層18、氧化物層 20、和電荷儲(chǔ)存層14的剩余部分周圍形成側(cè)壁間隔物24之后的半導(dǎo) 體器件10。側(cè)壁間隔物優(yōu)選地是通過在各向異性刻蝕之后執(zhí)行基本保 形的淀積、以傳統(tǒng)的間隔物方式形成的高溫氧化物(HTO)間隔物。各向 異性刻蝕使與側(cè)壁間隔物24相鄰的襯底暴露。氧化物層20將略微變 薄但是基本上保持不變。氧化物層22上的側(cè)壁間隔物24的底部優(yōu)選 地約為100埃。圖5中示出了在襯底12的暴露部分上執(zhí)行用于形成氧化 物層26的氧化物生長步驟之后的半導(dǎo)體器件10。圖6中示出了在側(cè)壁間隔物24的側(cè)面上形成側(cè)壁間隔物 28之后的半導(dǎo)體器件10。側(cè)壁間隔物28優(yōu)選地包括多晶硅。在形成 側(cè)壁間隔物28的各向異性刻蝕過程中，氧化物層20用于防止注入阻 擋層18接收在形成側(cè)壁間隔物28時(shí)使用的刻蝕劑。圖7中示出了在從多晶硅層16、注入阻擋層18、氧化物層20和電荷儲(chǔ)存層14的剩余部分的一側(cè)移除側(cè)壁間隔物24之后的半 導(dǎo)體器件10。該刻蝕步驟需要掩模但是該掩模不必是非常精確的掩模。 該掩模僅需要足夠精確以避免使要保留的側(cè)壁間隔物28的側(cè)面暴露， 這是易于實(shí)現(xiàn)的。剩余的側(cè)壁間隔物28用作待形成的NVM單元的選 擇柵極。圖8中示出了在將側(cè)壁間隔物24和側(cè)壁間隔物28用作掩 模執(zhí)行N型摻雜劑(優(yōu)選地是砷)的擴(kuò)展注入(extension implant)之后的 半導(dǎo)體器件10，該擴(kuò)展注入導(dǎo)致了與側(cè)壁間隔物24相鄰的漏極區(qū)30 和與側(cè)壁間隔物28相鄰的源極區(qū)31的形成。通過該注入，側(cè)壁間隔 物28也變?yōu)椴糠謸诫s成N型。圖8中還示出了側(cè)壁間隔物24和側(cè)壁 間隔物28周圍的氮化物側(cè)壁間隔物32。圖9中示出了在執(zhí)行深源極/漏極注入之后的半導(dǎo)體器件 10，該注入增加摻雜濃度用于制作源極/漏極接觸。該注入導(dǎo)致了漏極 區(qū)34和源極區(qū)36。深源極/漏極注入可以是磷或砷或者這兩者。通過 該注入，側(cè)壁間隔物28也進(jìn)一步被N型摻雜。圖10中示出了在移除氧化物層20和注入阻擋層18的剩 余部分之后的半導(dǎo)體器件10。這將可能需要從刻蝕氧化物到刻蝕硅鍺 或氮化鈦的化學(xué)品的改變。優(yōu)選濕法用化學(xué)品用于移除注入阻擋層18。 在移除注入阻擋層18時(shí)，使來自側(cè)壁間隔物32的氮化物、來自側(cè)壁 間隔物28的多晶硅、來自側(cè)壁間隔物24的氧化物、和來自襯底12的 硅暴露。因此被選擇用于移除注入阻擋層的刻蝕化學(xué)品必須能夠在優(yōu) 選地不顯著刻蝕氧化物、氮化物、或硅的同時(shí)刻蝕注入阻擋層18。這 還可被敘述為，刻蝕注入阻擋層中的刻蝕化學(xué)品優(yōu)選地相對于氧化物、 氮化物、和硅是具有選擇性的。如果注入阻擋層18是SiGe，則可以使 用RCA清洗用于濕法刻蝕。在一種形式中，RCA清洗是兩個(gè)步驟的工 藝，其中第一步驟包括暴露于包含氫氧化氨、過氧化氫、和水的混合 物。第二步驟包括暴露于包含鹽酸、過氧化氫、和水的混合物。如果注入阻擋層18是TiN，則可以使用包括硫酸和過氧化氫的混合物的 Piranha清洗用于濕法刻蝕。圖11中示出了在側(cè)壁間隔物32基部形成側(cè)壁間隔物38 并且在多晶硅層16的剩余部分上面和側(cè)壁間隔物24的相鄰處形成側(cè) 壁間隔物40之后的半導(dǎo)體器件10。如果注入阻擋層18是SiGe，則可 以使用RCA清洗用于濕法刻蝕。在一種形式中，RCA清洗是兩個(gè)步驟 的工藝，其中第一步驟包括暴露于包含氫氧化氨、過氧化氫、和水的 混合物。第二步驟包括暴露于包含鹽酸、過氧化氫、和水的混合物。 如果注入阻擋層18是TiN，則可以使用包括硫酸和過氧化氫的混合物 的Piranha清洗用于濕法刻蝕。圖12中示出了在執(zhí)行用于制作柵極和源極/漏極接觸的硅 化步驟之后的半導(dǎo)體器件10。這導(dǎo)致了側(cè)壁間隔物28的頂部部分中的 硅化物區(qū)46、多晶硅部分16中的硅化物區(qū)44、漏極區(qū)34中的硅化物 區(qū)42、和源極區(qū)36中的硅化物部分48。圖12中的半導(dǎo)體器件10示 出了非易失性存儲(chǔ)器，其中控制柵極是P型并且源極和漏極是N型。 作為選擇柵極的側(cè)壁間隔物28由于接收形成源極和漏極區(qū)34和36的 注入，因此也是N型。側(cè)壁間隔物28也可以是原位摻雜的。后續(xù)的退 火使側(cè)壁間隔物28更加均勻地?fù)诫s為N型。側(cè)壁間隔物24提供控制 柵極和選擇柵極之間的電隔離。源極區(qū)34和漏極區(qū)36處于控制柵極 的相對側(cè)。圖13中示出了半導(dǎo)體器件50，其包括襯底52、襯底52 上的電荷儲(chǔ)存層54、電荷儲(chǔ)存層54上的多晶硅層56、多晶硅層56上 的注入阻擋層58、和注入阻擋層58上的氧化物層60。如在圖1中一 樣，襯底52優(yōu)選地是硅，但是可以是另一種半導(dǎo)體材料，諸如鍺或硅 鍺(SiGe)。硅襯底52被示出為體硅襯底，但是作為一個(gè)替代方案，硅 襯底52也可以是絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底中的頂部半導(dǎo)體層。電荷儲(chǔ) 存層54包括納米結(jié)晶，諸如通過絕緣層與多晶硅層156和襯底52絕緣的納米結(jié)晶55。注入阻擋層58優(yōu)選地是硅鍺或氮化鈦。其他材料也 可被發(fā)現(xiàn)是有效的。注入阻擋層58應(yīng)當(dāng)有效地阻擋注入并且應(yīng)當(dāng)能夠 相對于氧化物、氮化物、和硅選擇性地被刻蝕。電荷儲(chǔ)存層54優(yōu)選地 約為170~350埃厚。多晶硅層56和注入阻擋層58優(yōu)選地可以是具有 1000和1500埃的相同厚度。氧化物層60優(yōu)選地約為100~300埃。多 晶硅層56被重?fù)诫s為P型。這可以通過在淀積注入阻擋層58之前執(zhí) 行的注入或者原位摻雜而實(shí)現(xiàn)。原位摻雜優(yōu)選地用于避免注入步驟， 該注入步驟將是額外的步驟。如圖2中一樣，圖14中示出了在穿過氧化物層60、注入 阻擋層58、多晶硅層56、和電荷儲(chǔ)存層54的柵極構(gòu)圖步驟之后的半 導(dǎo)體器件50。這具有使襯底52暴露的效果。多晶硅層56的剩余部分 用于變?yōu)榇纬傻姆且资源鎯?chǔ)器單元的控制柵極。該刻蝕使用光致 抗蝕劑掩模并且在刻蝕各種層時(shí)可能需要化學(xué)改變。如果注入阻擋層 58是硅鍺或氮化鈦，則注入阻擋層58的有效的刻蝕化學(xué)品是氬和氯的 混合物。如果注入阻擋層58是SiGe，則可以在感應(yīng)耦合等離子體腔中 使用溴化氫(HBr)化學(xué)品。可以使用用于氧化物、多晶硅、和電荷儲(chǔ)存 層54的傳統(tǒng)的刻蝕化學(xué)品。電荷儲(chǔ)存層54將典型地包括多晶硅納米 結(jié)晶和氧化物，但是也可以具有不同的絕緣材料或不同的納米結(jié)晶。圖15中示出了在層54、 56、 58、和60的剩余部分周圍形 成HTO側(cè)壁間隔物62之后的半導(dǎo)體器件50。氧化物層60可以在一定 程度上變薄但是將基本上保持不變。圖16中示出了在執(zhí)行N型擴(kuò)展注入之后的半導(dǎo)體器件50， 其中注入阻擋層58防止注入到達(dá)多晶硅層56的剩余部分。該注入導(dǎo) 致了與側(cè)壁間隔物62的側(cè)面相鄰的源極/漏極區(qū)64的形成。由于多晶 硅層56的剩余部分將是控制柵極并且由于將存在額外的加熱步驟，因 此源極/漏極區(qū)64將基本上與控制柵極相鄰并且在其間具有溝道。
圖17中示出了在層54、 56、 58、和60的剩余部分周圍形 成側(cè)壁間隔物66之后的半導(dǎo)體器件50。這是氮化物間隔物。圖18中示出了在執(zhí)行用于形成源極/漏極區(qū)68的深源極/ 漏極注入之后的半導(dǎo)體器件50。圖19中示出了在移除氧化物層60和注入阻擋層58之后 的半導(dǎo)體器件50。如在圖10中移除氧化物層20和注入阻擋層18時(shí)一 樣，這將可能需要從刻蝕氧化物到刻蝕硅鍺或氮化鈦的化學(xué)品的改變。 優(yōu)選濕法用化學(xué)品用于移除注入阻擋層58。在移除注入阻擋層58時(shí)， 使來自側(cè)壁間隔物66的氮化物、來自側(cè)壁間隔物24的氧化物、和來 自襯底52的硅暴露。因此被選擇用于移除注入阻擋層的刻蝕化學(xué)品必 須能夠在優(yōu)選地不顯著刻蝕氧化物、氮化物、或硅的同時(shí)刻蝕注入阻 擋層58。這還可被敘述為，刻蝕注入阻擋層中的刻蝕化學(xué)品優(yōu)選地相 對于氧化物、氮化物、和硅是具有選擇性的。如果注入阻擋層18是SiGe， 則可以使用RCA清洗用于濕法刻蝕。在一種形式中，RCA清洗是兩個(gè) 步驟的工藝，其中第一步驟包括暴露于包含氫氧化氨、過氧化氫、和 水的混合物。第二步驟包括暴露于包含鹽酸、過氧化氫、和水的混合 物。如果注入阻擋層18是TiN，則可以使用包括硫酸和過氧化氫的混 合物的Piranha清洗用于濕法刻蝕。圖20中示出了在層56的剩余部分中形成硅化物區(qū)70和 在襯底52和源極/漏極68中形成硅化物區(qū)72之后的半導(dǎo)體器件50。 圖20中的半導(dǎo)體器件50是具有硅化的源極/漏極、硅化的控制柵極、 和P型控制柵極的NVM單元。通過柵極中的P型摻雜，在柵極中存在非常少的電子并且 因此存在從柵極到電荷儲(chǔ)存層14或54的可忽略的電子轉(zhuǎn)移或流量。 這是通過這樣的工藝實(shí)現(xiàn)的，在一個(gè)實(shí)施例中，該工藝具有控制柵極 與漏極自對準(zhǔn)并且選擇柵極與源極自對準(zhǔn)的益處，并且在另一實(shí)施例中，該工藝具有源極和漏極與控制柵極自對準(zhǔn)的益處。兩個(gè)所述實(shí)施 例中的注入阻擋層的移除是通過采用相對于暴露的其他元件具有選擇 性的化學(xué)品而實(shí)現(xiàn)的。這允許注入掩模層的非掩模移除，由此可以容 易地制作到控制柵極的接觸。在前面的說明書中，通過參考具體實(shí)施例描述了本發(fā)明。
然而，本領(lǐng)域的一個(gè)普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，在不偏離如所附權(quán)利要 求中闡述的本發(fā)明的范圍的前提下，可以進(jìn)行多種修改和改變。例如， 除了所描述的化學(xué)品之外的另一化學(xué)品可用于相對于暴露的其他特征 選擇性地刻蝕阻擋層?？梢詧?zhí)行額外的步驟，諸如在形成氮化物側(cè)壁 間隔物之前可以在多晶硅側(cè)壁間隔物上生長薄的氧化物層。因此，說 明書和附圖應(yīng)被視為說明性的而非限制性的，并且所有該修改應(yīng)涵蓋 于本發(fā)明的范圍內(nèi)。益處、優(yōu)點(diǎn)、對問題的解決方案、以及可以使任何益處、 優(yōu)點(diǎn)、解決方案出現(xiàn)或變得更加顯著的任何元素(多個(gè))，不被解釋為任 何或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵的、必需的或基本的特征或元素。如此處使 用的術(shù)語"一個(gè)"，被定義為一個(gè)或多于一個(gè)，即使在權(quán)利要求或說明 書中其他元件被清楚地?cái)⑹鰹橐粋€(gè)或更多。如此處使用的術(shù)語"多個(gè)"， 被定義為兩個(gè)或多于兩個(gè)。如此處使用的術(shù)語"另一"，被定義為至少 第二個(gè)或更多。如此處使用的術(shù)語"耦合"，被定義為連接，盡管沒有 必要是直接連接，也沒有必要是機(jī)械連接。而且，說明書和權(quán)利要求 中的術(shù)語"前部"、"后部"、"頂部"、"底部"、"上面"、"下面"等， 如果存在，用于描述的目的，沒有必要用于描述永久的相對位置。應(yīng) 當(dāng)理解，如此使用的術(shù)語在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下可以互換，由此此處描述的 本發(fā)明的實(shí)施例，例如，能夠在不同于此處所說明或另外描述的其他 取向中操作。
1權(quán)利要求
1.一種用于使用半導(dǎo)體襯底形成非易失性存儲(chǔ)器器件的方法，包括形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的電荷儲(chǔ)存層；形成覆蓋所述電荷儲(chǔ)存層的柵極材料層，以形成控制柵電極；形成覆蓋所述柵極材料層的保護(hù)層；在所述控制柵電極的至少一側(cè)上與所述控制柵電極自對準(zhǔn)地將摻雜劑注入到所述半導(dǎo)體襯底中，所述摻雜劑在所述控制柵電極相對側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底中形成源極和漏極，所述保護(hù)層防止所述摻雜劑滲透到所述控制柵電極中；移除覆蓋所述柵極材料層的所述保護(hù)層；以及形成到所述控制柵電極、所述源極和所述漏極的電接觸。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述保護(hù)層包括在不移除所述 非易失性存儲(chǔ)器器件的任何暴露的硅、氮化硅和氧化硅表面的情況下 能夠被刻蝕的材料。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括使用硅鍺或氮化鈦之 一作為所述保護(hù)層。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括使用納米簇層或者包 括氮化物的材料層來實(shí)施所述電荷儲(chǔ)存層。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括在將帶電離子注入到所述半導(dǎo)體襯底以形成所述源極和所述漏極 之前形成選擇柵電極，所述選擇柵電極與所述控制柵電極相鄰并且與 所述控制柵電極電隔離。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括通過形成第一間隔物而使所述選擇柵電極與所述控制柵電極電分 離，第一間隔物與所述控制柵電極相鄰并且位于所述控制柵電極和所 述選擇柵電極之間，以及形成覆蓋所述控制柵電極的第二間隔物。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中形成所述保護(hù)層的步驟進(jìn)一步 包括形成第一材料層，所述第一層包括硅鍺或氮化材料；以及 形成覆蓋所述第一材料層的第二材料層，所述第二材料層包括氧 化物。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中在所述控制柵電極的兩個(gè)相對側(cè)，摻雜劑到所述半導(dǎo)體襯底中的注入是與所述控制柵電極自對準(zhǔn)的。
9. 一種用于使用半導(dǎo)體襯底形成非易失性存儲(chǔ)器器件的方法，包括形成電荷儲(chǔ)存層，所述電荷儲(chǔ)存層包括儲(chǔ)存電荷的材料； 形成覆蓋所述電荷儲(chǔ)存層的控制柵電極；形成覆蓋所述控制柵電極的保護(hù)層，所述保護(hù)層通過能夠被下述 刻蝕劑所刻蝕而允許刻蝕選擇性，所述刻蝕劑不刻蝕氧化物、硅和氮 化物；形成與所述控制柵電極相鄰的第一側(cè)壁間隔物； 形成與所述第一側(cè)壁間隔物相鄰的第二側(cè)壁間隔物； 從所述控制柵電極的一側(cè)移除所述第二側(cè)壁間隔物，而留下與所述控制柵電極的相對側(cè)相鄰的剩余的第二側(cè)壁間隔物；在所述半導(dǎo)體襯底中形成第一電流電極區(qū)和第二電流電極區(qū)，所述第一電流電極區(qū)和第二電流電極區(qū)分別與所述第一側(cè)壁間隔物的外部邊緣和所述第二側(cè)壁間隔物的外部邊緣對準(zhǔn)；由所述剩余的第二側(cè)壁間隔物形成選擇柵電極； 移除覆蓋所述控制柵電極的所述保護(hù)層；以及制作到所述控制柵電極、所述選擇柵電極以及所述第一電流電極 區(qū)和第二電流電極區(qū)的電接觸。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括將所述電荷儲(chǔ)存層 形成為納米簇層。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中形成所述保護(hù)層的步驟進(jìn)一 步包括形成第一材料層，所述第一層包括硅鍺或氮化材料；以及 形成覆蓋所述第一材料層的第二材料層，所述第二材料層包括氧 化物。
12. 如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 由電介質(zhì)材料形成所述第一側(cè)壁間隔物；以及 由傳導(dǎo)材料形成所述第二側(cè)壁間隔物。
13. 如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括形成第三側(cè)壁間隔物，所述第三側(cè)壁間隔物與所述剩余的第二側(cè) 壁間隔物和所述第一側(cè)壁間隔物的暴露部分相鄰，所述第三側(cè)壁間隔物包括電介質(zhì)材料。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括形成第四側(cè)壁間隔物，所述第四側(cè)壁間隔物覆蓋一部分所述控制 柵電極并且與所述第一側(cè)壁間隔物的暴露的內(nèi)部側(cè)壁相鄰，所述第四側(cè)壁間隔物包括電絕緣材料；以及在所述第三側(cè)壁間隔物外部橫向地形成第五側(cè)壁間隔物，所述第 五側(cè)壁間隔物也包括電絕緣材料。
15. —種用于使用半導(dǎo)體襯底形成非易失性存儲(chǔ)器器件的方法，包括形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的電荷儲(chǔ)存層； 形成覆蓋所述電荷儲(chǔ)存層的控制柵電極；形成覆蓋所述控制柵電極的保護(hù)層，所述保護(hù)層包括通過能夠被 下述刻蝕劑所刻蝕而提供刻蝕選擇性的材料，所述刻蝕劑不刻蝕氧化 物、硅和氮化物；形成絕緣側(cè)壁間隔物，該絕緣側(cè)壁間隔物與所述電荷儲(chǔ)存層的、 所述控制柵電極的和所述保護(hù)層的暴露的側(cè)面相鄰；在所述半導(dǎo)體襯底中形成與所述控制柵電極的相對側(cè)對準(zhǔn)的第一 電流電極區(qū)和第二電流電極區(qū)，通過摻雜劑形成所述第一電流電極區(qū) 和第二電流電極區(qū)，所述保護(hù)層阻擋所述摻雜劑進(jìn)入所述控制柵電極；通過不刻蝕氧化物、硅和氮化物的刻蝕劑，從所述控制柵電極上 方移除所述保護(hù)層，以留下在所述控制柵電極上方延伸的所述絕緣側(cè) 壁間隔物；以及制作到所述控制柵電極和所述第一電流電極區(qū)及第二電流電極區(qū) 的電接觸。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中形成所述絕緣側(cè)壁間隔物的 步驟進(jìn)一步包括形成與所述電荷儲(chǔ)存層的、所述控制柵電極的和所 述保護(hù)層的側(cè)壁相鄰的氧化物側(cè)壁間隔物，隨后形成氮化物側(cè)壁間隔 物，該氮化物側(cè)壁間隔物與所述氧化物側(cè)壁間隔物相鄰并且比所述氧 化物側(cè)壁間隔物更進(jìn)一步地從所述控制柵電極移除。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括使用硅鍺或氮化鈦 之一作為所述保護(hù)層。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中形成所述保護(hù)層的步驟進(jìn)一 步包括形成第一材料層，所述第一層包括硅鍺或氮化材料；以及 形成覆蓋所述第一材料層的第二材料層，所述第二材料層包括氧 化物。
19. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中形成所述電荷儲(chǔ)存層的步驟進(jìn)一步包括在氧化物層中形成多個(gè)納米簇。
20. 如權(quán)利要求所述的方法，其中形成所述控制柵電極的步驟進(jìn)一步包括在形成所述保護(hù)層之前形成用于所述控制柵電極的P傳導(dǎo) 性多晶硅材料層，并且所述非易失性存儲(chǔ)器器件經(jīng)受下述摻雜劑該 摻雜劑在不使用掩模層并且不修改所述P傳導(dǎo)性多晶硅材料層的情況 下將所述第一電流電極區(qū)和第二電流電極區(qū)變換為N傳導(dǎo)性區(qū)。
全文摘要
一種方法使用半導(dǎo)體襯底(12)形成非易失性存儲(chǔ)器器件(10)。形成覆蓋半導(dǎo)體襯底的電荷儲(chǔ)存層(14)并且形成覆蓋電荷儲(chǔ)存層(14)的柵極材料層以形成控制柵電極(16)。保護(hù)層(18、20)覆蓋柵極材料層。摻雜劑被注入到半導(dǎo)體襯底(12)中并且在控制柵電極(16)的至少一側(cè)與控制柵電極自對準(zhǔn)，以在控制柵電極(16)的相對側(cè)、在半導(dǎo)體襯底中形成源極(34)和漏極(36)。保護(hù)層防止摻雜劑滲透到控制柵電極中。移除覆蓋柵極材料層的保護(hù)層。制作到控制柵電極(16)、源極(34)和漏極(36)的電接觸(42、44、和48)。在一種形式中，在存儲(chǔ)器器件中還提供選擇柵極(28)。
文檔編號H01L29/788GK101578706SQ200880001389
公開日2009年11月11日 申請日期2008年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月23日
發(fā)明者拉杰什·拉奧, 拉馬錢德蘭·穆拉利德哈 申請人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司