[发明专利]形成嵌入式存储器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种形成嵌入式存储器件的方法。

背景技术

典型的快闪式存储器件包括存储器阵列，该存储器阵列具有大量成块地布置的存储单元。每个存储单元均包括场效应晶体管，该场效应晶体管具有控制栅极和浮置栅极。该浮置栅极带电并且在通过氧化物与衬底中的源极和漏极区域相分离。每个存储单元均能够通过向浮置栅极喷射电子而进行充电。可以通过擦除操作来从浮置栅极中去除电荷。由此通过在浮置栅极中的电荷的存在或消失来决定快闪式存储单元中的数据。

出于封装密度和成本，存储器件的趋势是按比例缩小器件的尺寸。在传统的快闪式存储器结构中，由于冲突因素的存在，其挑战在于缩小字线的长度。例如，对于传统的分离式快闪式存储器而言，器件的存储器栅极取决于器件的控制栅极。如果按比例缩小了控制栅极，那么存储器栅极的厚度可能变得过薄。相关的离子注入可能会穿透薄的存储器栅极，从而导致存储器栅极无法长时间工作。

因此，需要解决上述问题的方法和器件。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种形成存储器件的方法，所述方法包括：接收晶圆衬底；在所述晶圆衬底上形成多晶硅堆叠图案，其中，所述多晶硅堆叠图案包括沉积在所述晶圆衬底上方的界面层、沉积在所述界面层上方的高k介电层、沉积在所述高k介电层上方的金属氮化物层、沉积在所述金属氮化物层上方的多晶硅层和沉积在所述多晶硅层上方的硬掩模层；执行离子注入工艺，以在所述晶圆衬底中形成源极和漏极；在所述源极上方的所述多晶硅堆叠图案中形成存储器栅极；以及在所述漏极上方的所述多晶硅堆叠图案中形成控制栅极。

在所述方法中，进一步包括：在形成所述源极和所述漏极之后去除所述硬掩模层。

在所述方法中，形成所述存储器栅极包括：通过去除存储器栅极区域中的所述多晶硅层、所述金属氮化物层和所述高k介电层来在所述多晶硅堆叠图案中形成所述存储器栅极区域。

在所述方法中，进一步包括：在所述界面层上方沉积氮化物层、在所述氮化物层上方沉积氧化物层以及在所述氧化物层上方沉积存储器栅极层。

在所述方法中，进一步包括：执行化学机械抛光(CMP)工艺，以去除所述存储器栅极区域之外的所述存储器栅极层、所述氧化物层和所述氮化物层，从而将所述存储器栅极形成在所述存储器栅极区域中。

在所述方法中，进一步包括：执行存储器栅极凹部蚀刻工艺，以将所述存储器栅极埋置在所述存储器栅极区域中的所述氧化物层内。

在所述方法中，形成所述控制栅极包括：去除位于控制栅极区域中的所述多晶硅层，以及在所述控制栅极区域中的所述界面层上方沉积所述控制栅极层。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成存储器件的方法，所述方法包括：接收晶圆衬底；在所述晶圆衬底上形成多晶硅堆叠图案，其中，所述多晶硅堆叠图案包括沉积在所述晶圆衬底上方的界面层、沉积在所述界面层上方的多晶硅层和沉积在所述多晶硅层上方的硬掩模层；执行离子注入工艺，以在所述晶圆衬底中形成源极和漏极；在所述源极上方的所述多晶硅堆叠图案中形成存储器栅极；以及在所述漏极上方的所述多晶硅堆叠图案中形成控制栅极。

在所述方法中，进一步包括：在形成所述源极和所述漏极之后去除所述硬掩模层。

在所述方法中，形成所述存储器栅极包括：通过去除存储器栅极区域中的所述多晶硅层来在所述多晶硅堆叠图案中形成所述存储器栅极区域。

在所述方法中，进一步包括：在所述界面层上方沉积氮化物层，在所述氮化物层上方沉积氧化物层，在所述存储器栅极区域中的所述氧化物层上方沉积存储器栅极材料。

在所述方法中，进一步包括：执行化学机械抛光(CMP)工艺来去除所述存储器栅极区域之外的所述存储器栅极层、所述氧化物层和所述氮化物层，从而在所述存储器栅极区域中形成所述存储器栅极。

在所述方法中，进一步包括：执行存储器栅极凹部蚀刻工艺，以将所述存储器栅极埋置在所述存储器栅极区域中的所述氧化物层内。

在所述方法中，形成所述控制栅极包括：去除所述控制栅极区域中的所述多晶硅层，在所述界面层上方沉积高k介电层，在所述高k介电层上方沉积金属氮化物层，以及在所述控制栅极区域中的所述金属氮化物层上方沉积控制栅极材料。