專利名稱：包括有均勻分布的硅納米點(diǎn)的柵的存儲(chǔ)器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，尤其涉及到一種制造存儲(chǔ)器的方法，該存儲(chǔ)器包括具有均勻分布的納米點(diǎn)的柵。
背景技術(shù)：
隨著MOSFET尺寸的減小，就會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，使得很難進(jìn)一步減小MOSFET的尺寸。
例如，隨著MOSFET尺寸的減小，就會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題，比如由于有效溝道尺寸的減小和氧化薄膜的退化所導(dǎo)致的漏感應(yīng)勢(shì)壘降低(DIBL)和穿通以及由于器件內(nèi)電場(chǎng)增加所產(chǎn)生的熱載流子導(dǎo)致的泄漏電流增加。這些問(wèn)題妨礙了MOSFET尺寸的減小。
然而，當(dāng)MOSFET尺寸減小到納米級(jí)的時(shí)候，將遇到根本的物理限制。
也就是說(shuō)，在納米級(jí)的MOSFET中，與器件運(yùn)行相關(guān)的電子數(shù)量和與熱波動(dòng)相關(guān)的電子數(shù)量幾乎是相等的。因此，不能在室溫下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行。
因此，有必要用其他器件替換有這些問(wèn)題的MOSFET。快閃存儲(chǔ)器就是其他器件中的一種。
參考圖1，傳統(tǒng)的快閃存儲(chǔ)器包括在傳統(tǒng)的MOSFET中所使用的襯底10和在襯底10上形成的柵疊層12。由預(yù)定距離隔開(kāi)的源區(qū)10s和漏區(qū)10d形成在襯底10中。柵疊層12位于源區(qū)10s和漏區(qū)10d之間的襯底10之上。柵疊層12包含順序堆疊的柵絕緣薄膜12a、其中捕獲電子的浮動(dòng)?xùn)?2b、層間絕緣層12c和控制柵12d。
快閃存儲(chǔ)器是一種FET(場(chǎng)效應(yīng)管)，也是一種非易失性存儲(chǔ)器，當(dāng)斷電之后，俘獲在浮動(dòng)?xùn)?2b內(nèi)的電子保留在其中。因此，可以使用快閃存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)非易失性存儲(chǔ)器，其價(jià)格將低于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)。
雖然具有這個(gè)優(yōu)勢(shì)，但是圖1所描述的快閃存儲(chǔ)器記錄速度低，記錄電壓高并只能被記錄大約10,000次，并且快閃存儲(chǔ)器的柵絕緣薄膜不得不形成得足夠厚以增加保持時(shí)間。因此，快閃存儲(chǔ)器縮小的量是有限的。
最近，提出了使用納米技術(shù)的快閃存儲(chǔ)器。這樣的快閃存儲(chǔ)器包括由納米點(diǎn)形成的浮動(dòng)?xùn)拧?br> 然而，在這種情況下，由于形成浮動(dòng)?xùn)诺奈g刻過(guò)程是在形成納米點(diǎn)之后才執(zhí)行，因此，由于納米點(diǎn)相對(duì)柵絕緣膜的蝕刻選擇性，在納米點(diǎn)附近的柵的邊緣變得不均勻，尤其是柵中的部分納米點(diǎn)會(huì)從柵中進(jìn)發(fā)出來(lái)(burst out)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種制造存儲(chǔ)器的方法，其中硅納米點(diǎn)分布在柵中，并且硅納米點(diǎn)防止從柵中進(jìn)發(fā)出來(lái)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種制造存儲(chǔ)器的方法，其包括在襯底上形成柵，該柵包括絕緣薄膜，還包括在該絕緣薄膜中按預(yù)定距離分隔開(kāi)并順序堆疊的納米點(diǎn)層和導(dǎo)電薄膜圖案，在襯底中形成源區(qū)和漏區(qū)，分別在源區(qū)和漏區(qū)上形成第一和第二金屬層。
柵的形成包括在襯底上形成柵疊層，柵疊層包括絕緣薄膜，還包括用于形成在絕緣薄膜中順序疊放并以預(yù)定距離隔開(kāi)的納米點(diǎn)層以及導(dǎo)電薄膜圖案的材料薄膜，將材料薄膜轉(zhuǎn)化為納米點(diǎn)層，該納米層包括至少一個(gè)納米點(diǎn)。
材料薄膜的轉(zhuǎn)化包括使柵疊層退火直到用于形成納米點(diǎn)層的材料薄膜變成納米點(diǎn)層。
柵疊層的形成包括順序在襯底上疊放第一絕緣薄膜，用于形成納米點(diǎn)層的材料薄膜、第二絕緣薄膜、導(dǎo)電薄膜和第三絕緣薄膜，通過(guò)將第一絕緣薄膜、用于形成納米點(diǎn)層的材料薄膜、第二絕緣薄膜、導(dǎo)電薄膜和第三絕緣薄膜形成圖案而形成疊層，并且在疊層的側(cè)面形成隔離物。
源區(qū)和漏區(qū)的形成可以在把用來(lái)形成納米點(diǎn)層的材料薄膜轉(zhuǎn)化為納米點(diǎn)層之前進(jìn)行。
用于形成納米點(diǎn)層的材料薄膜可以是SiO2-x薄膜和Si3N4-x薄膜(0＜x＜1)中的一種。
柵可以在700-1100℃的溫度下退火30秒鐘到1小時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了柵的形成方法，其包括在襯底上形成第一絕緣薄膜，在第一絕緣薄膜上形成用于形成納米點(diǎn)的材料薄膜，形成納米點(diǎn)材料薄膜的圖案，其通過(guò)將用于形成納米點(diǎn)的材料薄膜形成圖案來(lái)界定形成柵的區(qū)域，將納米點(diǎn)材料薄膜圖案轉(zhuǎn)化為包含至少一個(gè)納米點(diǎn)的納米點(diǎn)層，在第一絕緣薄膜上形成覆蓋納米點(diǎn)層的第二絕緣薄膜，在納米點(diǎn)層之上的第二絕緣薄膜的區(qū)域上形成導(dǎo)電薄膜圖案，在第二絕緣薄膜上形成覆蓋導(dǎo)電薄膜圖案的第三絕緣薄膜，以及將第一至第三絕緣薄膜形成圖案使得導(dǎo)電薄膜圖案和納米點(diǎn)層被包括在所得的產(chǎn)物中。
第一至第三絕緣薄膜可以由同樣的材料形成。
形成納米點(diǎn)的材料薄膜可以由SiO2-x薄膜和Si3N4-x薄膜(0＜x＜1)中的一種形成。
形成納米點(diǎn)的材料薄膜可以通過(guò)退火轉(zhuǎn)化為納米點(diǎn)層。
退火可以在700-1100℃的溫度下歷時(shí)30秒鐘到1小時(shí)完成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了柵的形成方法，其包括在襯底上形成第一絕緣薄膜，把形成納米點(diǎn)的籽晶注入到第一絕緣薄膜中，通過(guò)將其中注入了籽晶的第一絕緣薄膜形成第一絕緣薄膜圖案，其界定了用來(lái)形成柵的區(qū)域，在第一絕緣薄膜圖案中形成包含至少一個(gè)納米點(diǎn)的納米點(diǎn)層，在襯底上形成覆蓋包括納米點(diǎn)層的第一絕緣薄膜圖案的第二絕緣薄膜，在納米點(diǎn)層正上方的第二絕緣薄膜部分形成導(dǎo)電薄膜圖案，在第二絕緣薄膜上形成覆蓋導(dǎo)電薄膜圖案的第三絕緣薄膜，以及將第一至第三絕緣薄膜形成圖案使得導(dǎo)電薄膜圖案和納米點(diǎn)層被包括在所得的產(chǎn)物中。
第一至第三絕緣薄膜可以由氧化硅薄膜形成。
籽晶可以是硅籽晶。
第一絕緣薄膜圖案的形成可以先于把形成納米點(diǎn)的晶粒注入到第一絕緣薄膜進(jìn)行。
納米點(diǎn)層可以通過(guò)對(duì)第一絕緣薄膜圖案退火形成。
退火可以在700-1100℃的溫度下歷時(shí)30秒鐘到1小時(shí)完成。
使用本發(fā)明可以在存儲(chǔ)器的柵中形成均勻分布的硅納米點(diǎn)，而不會(huì)使納米點(diǎn)突出到柵的外部。


通過(guò)參考附圖詳細(xì)地描述其典型的實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中圖1是傳統(tǒng)快閃存儲(chǔ)器的橫截面視圖；圖2至圖6是橫截面圖，描述了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器的制造方法，該存儲(chǔ)器包含具有均勻分布硅納米點(diǎn)的柵；圖7至16是橫截面圖，描述了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器的制造方法，該存儲(chǔ)器包含具有均勻分布硅納米點(diǎn)的柵；圖17至29是橫截面圖，描述了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器的制造方法，該存儲(chǔ)器包含具有均勻分布硅納米點(diǎn)的柵；圖30是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成的存儲(chǔ)器的柵的橫截面的SEM圖像；和圖31是包含在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所形成的存儲(chǔ)器的柵中的硅納米點(diǎn)的SEM圖像。
具體實(shí)施例方式
將參考附圖對(duì)本發(fā)明做更全面的描述，其中本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例以舉例的方式示出。為清楚起見(jiàn)，在附圖中區(qū)域以及層的厚度被夸大。所有附圖中類似的附圖標(biāo)記表示類似的元件。
<第一實(shí)施例>
現(xiàn)在將參考圖2至圖6對(duì)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的制造存儲(chǔ)器的方法(以下，稱為第一制造方法)進(jìn)行描述。參考圖2，第一絕緣薄膜42、用于形成納米點(diǎn)的納米點(diǎn)材料薄膜44、第二絕緣薄膜46、導(dǎo)電薄膜48和第三絕緣薄膜50順序形成在襯底40上。襯底40可以是半導(dǎo)體襯底，第一絕緣薄膜42是一個(gè)隧道薄膜，它可以是氧化硅薄膜(SiO2)。納米點(diǎn)材料薄膜44可以是具有足夠厚度以俘獲電子的材料薄膜，比如氧化硅(SiO2-x)薄膜或者氮化硅(Si3N4-x)薄膜，其中0＜x＜1。第二絕緣薄膜46可以是預(yù)先確定的氧化物薄膜，比如氧化硅薄膜。同樣，用來(lái)形成控制柵的導(dǎo)電薄膜48可以是摻雜多晶硅薄膜或者金屬薄膜。接下來(lái)，在第三絕緣薄膜50上形成界定柵形成區(qū)域的感光薄膜圖案(未示出)。
然后，使用感光薄膜圖案作為掩模，順序蝕刻出第三絕緣薄膜50、導(dǎo)電薄膜48、第二絕緣薄膜46、納米點(diǎn)材料薄膜44和第一絕緣薄膜42。蝕刻進(jìn)行直到暴露出襯底40。當(dāng)蝕刻完成之后，去除感光薄膜圖案。從而，如圖3a所示，柵疊層G形成在襯底40上的預(yù)定區(qū)域內(nèi)，并且曝露襯底40的孔h1形成在柵疊層G之間。通過(guò)孔h1所曝露的襯底40的區(qū)域是在隨后的過(guò)程中要形成源區(qū)和漏區(qū)的區(qū)域。柵疊層G由順序疊放的薄膜42，44，46，48和50的圖案組成。
形成柵疊層G之后，在襯底40上形成一個(gè)覆蓋柵疊層G的薄氧化硅薄膜，并且該氧化硅薄膜被各向異性蝕刻。由于各向異性蝕刻的特點(diǎn)，除了形成在柵疊層G側(cè)面的那些部分，薄的氧化硅薄膜被去除。因此，氧化硅薄膜圖案SP，隔離物，僅在柵疊層G的側(cè)面形成。
參考圖3b，能夠形成第一柵G1，在第一柵G1中包含柵疊層G和隔離物SP。隔離物SP和第一至第三絕緣薄膜圖案42a，46a和50a可以由不同或者相同材料組成。在圖3b中，它們是用相同的材料組成的，因此，它們被標(biāo)示為材料薄膜52。
參考圖4，在襯底40上形成第一柵G1之后，所得的產(chǎn)物在退火裝置中于預(yù)定的溫度下退火預(yù)定的時(shí)間。在退火時(shí)，硅Si從納米點(diǎn)材料圖案44a中被提取(extract)出來(lái)，并且納米大小的晶體點(diǎn)在第一柵G1的納米點(diǎn)材料薄膜圖案44a里形成。因此，納米點(diǎn)材料薄膜圖案44a變成納米點(diǎn)層56，其包括規(guī)則分布的納米大小的晶體納米點(diǎn)54。納米點(diǎn)層56包含多個(gè)由預(yù)定距離分隔開(kāi)的納米點(diǎn)組N1，并且每一個(gè)納米點(diǎn)組N1包括多個(gè)納米點(diǎn)54。納米點(diǎn)層56是一個(gè)浮動(dòng)?xùn)牛⑶译娮颖环@在每一個(gè)納米點(diǎn)54里。因此，納米點(diǎn)層56可以用作存儲(chǔ)電極。
在第一柵G1里形成納米點(diǎn)層56之后，所得的產(chǎn)物從退火裝置中卸下。
參考圖5，通過(guò)把導(dǎo)電摻雜劑注入到襯底40中，可以在襯底40上經(jīng)過(guò)孔h1暴露的預(yù)定區(qū)域內(nèi)形成源區(qū)S和漏區(qū)D。
如此，在襯底40上形成了包含第一柵G1、源區(qū)S和漏區(qū)D的晶體管。由于第一柵G1包含能夠用作存儲(chǔ)電極的納米點(diǎn)層56，因此這個(gè)晶體管可以用作單電子存儲(chǔ)器。
參考圖6，形成了經(jīng)過(guò)孔h1與源區(qū)S接觸的第一金屬層58以及經(jīng)過(guò)孔h1與漏區(qū)D接觸的第二金屬層60。第一金屬層58和第二金屬層60能夠如此形成通過(guò)形成填充第一柵G1上的孔h1的金屬層(未示出)，形成該在金屬層上界定第一金屬層58和第二金屬層60的感光薄膜圖案(未顯示出)，然后使用感光薄膜圖案作為蝕刻掩模對(duì)金屬層蝕刻。
<第二實(shí)施例>
現(xiàn)在將對(duì)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的制造存儲(chǔ)器的方法(以下，稱為第二制造方法)進(jìn)行描述。在本實(shí)施例中，與第一實(shí)施例不同，納米點(diǎn)層在控制柵和第二柵形成之前形成。
對(duì)第一和第二實(shí)施例都包括的元件將不做重復(fù)描述。
參考圖7，在襯底40上順序形成第一絕緣薄膜42和納米點(diǎn)材料薄膜44。在隨后的過(guò)程中納米點(diǎn)待形成的大小將根據(jù)納米點(diǎn)材料薄膜44的厚度而變化。因此，納米點(diǎn)材料薄膜44可以根據(jù)想得到的納米點(diǎn)的大小形成不同的厚度。例如，納米點(diǎn)材料薄膜44可以形成合適的厚度以使得納米點(diǎn)的直徑為2-5nm。
參考圖8，通過(guò)在納米點(diǎn)材料薄膜44上形成光致抗蝕劑圖案和使用該光致抗蝕劑圖案做蝕刻掩模來(lái)蝕刻納米點(diǎn)材料薄膜44，從而在第一絕緣薄膜42上形成暴露第一絕緣薄膜42預(yù)定區(qū)域的納米點(diǎn)材料薄膜圖案44a。在隨后的過(guò)程中，源區(qū)和漏區(qū)將形成在被曝露的第一絕緣薄膜42區(qū)域下的襯底40區(qū)域中。在納米點(diǎn)材料薄膜圖案44a形成之后，所得的產(chǎn)物在預(yù)定退火裝置中在預(yù)定的溫度和壓力下退火預(yù)定的時(shí)間。在退火時(shí)，硅從納米點(diǎn)材料圖案44a中被提取出來(lái)，并且納米點(diǎn)在納米點(diǎn)材料薄膜圖案44a中形成。因此，如圖9所示，納米點(diǎn)材料薄膜圖案44a變成納米點(diǎn)層56，其具有多個(gè)均勻分布的納米點(diǎn)54。
參考圖10，覆蓋納米點(diǎn)層54的第四絕緣薄膜62和導(dǎo)電薄膜64順序地在第一絕緣薄膜42上形成。第四絕緣薄膜62可以是預(yù)先確定的氧化物層，比如氧化硅薄膜。第四絕緣薄膜62可以與第一制造方法中的第二絕緣薄膜46相對(duì)應(yīng)。導(dǎo)電薄膜64可以是摻雜多晶硅薄膜或者金屬薄膜。導(dǎo)電薄膜64可以與第一制造方法中的導(dǎo)電薄膜48相對(duì)應(yīng)。
參考圖11，導(dǎo)電薄膜64形成以后，通過(guò)在第四絕緣薄膜62上形成蝕刻掩模并且蝕刻導(dǎo)電薄膜64，導(dǎo)電薄膜圖案64a能夠形成在第四絕緣薄膜62的預(yù)先確定的區(qū)域內(nèi)。導(dǎo)電薄膜圖案64a可以在某些納米點(diǎn)層56正上方形成，如圖11所示。
參考圖12，第五絕緣薄膜66在導(dǎo)電薄膜圖案64a和第四絕緣薄膜62上形成。第五絕緣薄膜66可以是預(yù)先確定的氧化物薄膜，比如氧化硅薄膜。在這種情況下，參考圖13，由于第一絕緣薄膜42，第四絕緣薄膜62和第五絕緣薄膜66都由相同材料組成，因此它們可以描述為第六絕緣薄膜68。
參考圖14，曝露襯底40的孔h2在導(dǎo)電薄膜圖案64a之間的第六絕緣薄膜68中形成，從而在兩個(gè)孔h2之間的襯底40上形成了第二柵G2。第二柵G2包括順序堆疊的第六絕緣薄膜68和納米點(diǎn)層56以及導(dǎo)電薄膜圖案64a。第二柵G2與第一制造方法中形成的第一柵G1相同。
參考圖15，經(jīng)過(guò)孔h2注入導(dǎo)電摻雜劑，源區(qū)S和漏區(qū)D在襯底40預(yù)先確定的區(qū)域內(nèi)形成。
參考圖16，與源區(qū)S接觸的第一金屬層58和與漏區(qū)D接觸的第二金屬層60在第二柵G2上形成。第一金屬層58和第二金屬層60是相互隔開(kāi)的。
<第三實(shí)施例>
現(xiàn)在將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例制造存儲(chǔ)器的方法(以下，稱為第三制造方法)進(jìn)行描述。在本實(shí)施例中，在離子注入硅進(jìn)入用作隧道薄膜的第一絕緣薄膜42并將第一絕緣薄膜42形成圖案之后，納米點(diǎn)在形成圖案的第一絕緣薄膜42里面形成。
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例和上述實(shí)施例都包括的元件將不做重復(fù)描述。
參考圖17，在襯底40上形成第七絕緣薄膜70。第七絕緣薄膜70可以是預(yù)先確定的氧化物薄膜，比如氧化硅薄膜。
參考圖18，用來(lái)形成納米點(diǎn)的籽晶，比如硅Si，被摻雜進(jìn)第七絕緣薄膜70里面。籽晶可以被注入第七絕緣薄膜70的表面。第七絕緣薄膜70的厚度能夠根據(jù)期望的納米點(diǎn)的大小而變化。例如，第七絕緣薄膜70可以形成為合適的厚度使得納米點(diǎn)的直徑是2-5nm。
參考圖19，通過(guò)在摻雜的第七絕緣薄膜70上形成蝕刻掩模并且蝕刻該摻雜的第七絕緣薄膜70，形成了第七絕緣薄膜圖案70a。當(dāng)?shù)谄呓^緣薄膜圖案70a形成時(shí)，襯底40上預(yù)先確定的區(qū)域由于去除部分第七絕緣薄膜70而暴露。源區(qū)S和漏區(qū)D在隨后的過(guò)程中將在暴露的區(qū)域內(nèi)形成。
參考圖20，當(dāng)?shù)谄呓^緣薄膜圖案70a形成之后，第七絕緣薄膜圖案70a在退火裝置中在預(yù)定的溫度和壓力下退火預(yù)定的時(shí)間。在退火時(shí)，摻雜的籽晶，如硅籽晶，被提取出來(lái)并開(kāi)始形成納米點(diǎn)。當(dāng)退火完成時(shí)，在第七絕緣薄膜圖案70a的上方區(qū)域內(nèi)形成納米點(diǎn)層56，其中規(guī)則分布有多個(gè)納米點(diǎn)54。
參考圖21，第八絕緣薄膜72在第七絕緣薄膜圖案70a和襯底40上形成。第八絕緣薄膜72可以是預(yù)先確定的氧化物薄膜，比如氧化硅薄膜。第八絕緣薄膜72與第一制造方法中的第二絕緣薄膜46相同，并與第二制造方法中的第五絕緣薄膜66相同。
第七絕緣薄膜圖案70a和第八絕緣薄膜72可以是同樣的絕緣薄膜。因此，第七絕緣薄膜圖案70a和第八絕緣薄膜72可以被描述為絕緣薄膜74，也就是說(shuō)第九絕緣薄膜，如圖22所示。
參考圖23，將被用作控制柵的導(dǎo)電薄膜76在第九絕緣薄膜74上形成。導(dǎo)電薄膜76可以是摻雜多晶硅薄膜或者金屬薄膜。參考圖24，導(dǎo)電薄膜圖案76a通過(guò)將導(dǎo)電薄膜76形成圖案而在第九絕緣薄膜74上的納米點(diǎn)層56上面形成。
參考圖25，具有預(yù)定厚度的第十絕緣薄膜78在第九絕緣薄膜74和導(dǎo)電薄膜圖案76a上形成。第十絕緣薄膜78可以是預(yù)先確定的氧化物薄膜，比如氧化硅(SiO2)薄膜。第九絕緣薄膜74和第十絕緣薄膜78可以是同樣的絕緣薄膜。因此，它們可以被描述為第十一絕緣薄膜80，如圖26所示。
參考圖27，曝露襯底40的孔h3通過(guò)將第十一絕緣薄膜80形成圖案而形成，從而形成了第三柵G3。第三柵G3的構(gòu)造與第一柵G1和第二柵G2的相同。第三柵G3在兩個(gè)孔h3之間形成?？議3曝露在襯底40中用于形成源區(qū)S和漏區(qū)D的區(qū)域。
如上所述，納米點(diǎn)層56由多個(gè)規(guī)則分布的納米點(diǎn)組N1組成，并且每個(gè)納米點(diǎn)組N1包括多個(gè)納米點(diǎn)54。第三柵G3包括與第一柵G1和第二柵G2類似的納米組。由于納米點(diǎn)組N1在第十一絕緣薄膜80內(nèi)部形成，因此組成納米點(diǎn)組N1的納米點(diǎn)54沒(méi)有暴露在外，納米點(diǎn)54的輪廓也不會(huì)出現(xiàn)在第三柵G3的側(cè)面。
也就是說(shuō)，由于納米點(diǎn)54在孔h3形成的地方不存在，因此比如納米點(diǎn)54通過(guò)第三柵G3的側(cè)面突出或者由于納米點(diǎn)54相對(duì)第十一絕緣薄膜80的蝕刻選擇性導(dǎo)致的第三柵G3周?chē)砻娌黄教沟膯?wèn)題就可以得到防止。
如上所述，參考圖28，在第三柵G3形成之后，源區(qū)S和漏區(qū)D在襯底40被曝露的區(qū)域內(nèi)形成。源區(qū)S和漏區(qū)D通過(guò)離子注入導(dǎo)電摻雜劑形成，該導(dǎo)電摻雜劑與通過(guò)孔h3被注入到襯底40上的預(yù)定區(qū)域的導(dǎo)電摻雜劑的類型相反。
參考圖29，與源區(qū)S接觸的第一金屬層58和與漏區(qū)D接觸的第二金屬層60在第三柵G3上形成。第一金屬層58和第二金屬層60是相互隔開(kāi)的。
圖30是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所形成的存儲(chǔ)器的柵的橫截面的SEM圖像；參考圖30，可以看到在襯底(黑色部分)上面形成的具有均勻大小的硅納米點(diǎn)層C。
圖31是包含在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所形成的存儲(chǔ)器的柵中的硅納米點(diǎn)晶體的SEM圖像。
參考圖31，可以看到硅納米點(diǎn)晶體的大小基本上是均勻的。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造存儲(chǔ)器的方法中，待包含在柵中的納米層僅在柵要形成的區(qū)域中提前形成。因此，當(dāng)通過(guò)蝕刻形成柵時(shí)，納米點(diǎn)沒(méi)有曝露，就可以防止納米點(diǎn)突出柵之外或者柵的表面不平坦。
雖然參考其中的實(shí)施例，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了特別的示出和描述，但是不應(yīng)該將其解釋為限于在此闡述的實(shí)施例。例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以把根據(jù)本發(fā)明的制造存儲(chǔ)器的方法應(yīng)用到包含納米點(diǎn)的不同的存儲(chǔ)器中。而且，納米點(diǎn)可以形成為不止一層。此外，在第一制造方法中的納米點(diǎn)層可在源區(qū)和漏區(qū)形成之后形成，并且在第三制造方法中，在第七絕緣薄膜形成之后，可實(shí)現(xiàn)硅的摻雜過(guò)程。因此，本發(fā)明的范圍權(quán)利要求書(shū)的技術(shù)原理來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種制造存儲(chǔ)器的方法，包括在襯底上形成柵，所述柵包括絕緣薄膜，還包括在所述絕緣薄膜中以預(yù)定距離彼此隔開(kāi)并順序疊放的納米點(diǎn)層和導(dǎo)電薄膜圖案；在所述襯底中形成源區(qū)和漏區(qū)；以及分別在所述源區(qū)和漏區(qū)上形成第一和第二金屬層。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述柵的形成包括在所述襯底上形成柵疊層，所述柵疊層包括絕緣薄膜，還包括用于形成在所述絕緣膜中的以預(yù)定距離隔開(kāi)并順序疊放的納米點(diǎn)層和導(dǎo)電薄膜圖案的材料薄膜；以及將所述材料薄膜轉(zhuǎn)化為納米點(diǎn)層，所述納米點(diǎn)層包括至少一個(gè)納米點(diǎn)。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述材料薄膜的轉(zhuǎn)化包括將所述柵疊層退火直到用于形成納米點(diǎn)層的材料薄膜變成納米點(diǎn)層為止。
4.權(quán)利要求2的方法，其中所述柵疊層的形成包括在襯底上順序疊放第一絕緣薄膜、用于形成納米點(diǎn)層的材料薄膜、第二絕緣薄膜、導(dǎo)電薄膜和第三絕緣薄膜；通過(guò)將所述第一絕緣薄膜、用于形成納米點(diǎn)層的材料薄膜、第二絕緣薄膜、導(dǎo)電薄膜和第三絕緣薄膜形成圖案而形成疊層；以及在疊層的側(cè)面形成隔離物。
5.權(quán)利要求2的方法，其中所述源區(qū)和漏區(qū)的形成在所述用來(lái)形成納米點(diǎn)層的材料薄膜轉(zhuǎn)化為納米點(diǎn)層之前。
6.權(quán)利要求2的方法，其中所述用來(lái)形成納米點(diǎn)層的材料薄膜是SiO2-x薄膜和Si3N4-x薄膜(0＜x＜1)中的一種。
7.權(quán)利要求5的方法，其中所述用來(lái)形成納米點(diǎn)層的材料薄膜是SiO2-x薄膜和Si3N4-x薄膜(0＜x＜1)中的一種。
8.權(quán)利要求3的方法，其中所述柵在700-1100℃的溫度下被退火30秒鐘到1小時(shí)。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述柵的形成包括在所述襯底上形成第一絕緣薄膜；在所述第一絕緣薄膜上形成用來(lái)形成納米點(diǎn)的材料薄膜；通過(guò)將所述用于形成納米點(diǎn)的材料薄膜形成圖案而形成納米點(diǎn)材料薄膜圖案，所述納米點(diǎn)材料薄膜圖案界定了柵形成的區(qū)域；將所述納米點(diǎn)材料薄膜圖案轉(zhuǎn)化為納米點(diǎn)層，所述納米點(diǎn)層包括至少一個(gè)納米點(diǎn)；在所述第一絕緣薄膜上形成覆蓋所述納米點(diǎn)層的第二絕緣薄膜；在所述納米點(diǎn)層之上的所述第二絕緣薄膜區(qū)域上形成導(dǎo)電薄膜圖案；在所述第二絕緣薄膜上形成覆蓋所述導(dǎo)電薄膜圖案的第三絕緣薄膜；以及將所述第一至第三絕緣薄膜形成圖案，使得所述導(dǎo)電薄膜圖案和所述納米點(diǎn)層被包括在所得的產(chǎn)物中。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述第一至第三絕緣薄膜由同樣的材料組成。
11.權(quán)利要求9的方法，其中所述用來(lái)形成納米點(diǎn)的材料薄膜是由SiO2-x薄膜和Si3N4-x薄膜(0＜x＜1)中的一種形成。
12.權(quán)利要求9的方法，其中所述用來(lái)形成納米點(diǎn)的材料薄膜經(jīng)過(guò)退火轉(zhuǎn)化為所述納米點(diǎn)層。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述退火在700-1100℃的溫度下進(jìn)行30秒鐘到1小時(shí)。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述柵的形成包括在所述襯底上形成第一絕緣薄膜；在所述第一絕緣薄膜中注入用來(lái)形成納米點(diǎn)的籽晶；通過(guò)將其中注入了所述籽晶的第一絕緣薄膜形成圖案而形成第一絕緣薄膜圖案，所述第一絕緣薄膜圖案界定了用于形成柵的區(qū)域；在所述第一絕緣薄膜圖案中形成包括至少一個(gè)納米點(diǎn)的納米點(diǎn)層；在所述襯底上形成覆蓋包括所述納米點(diǎn)層的第一絕緣薄膜圖案的第二絕緣薄膜；在所述納米點(diǎn)層正上方的所述第二絕緣薄膜部分上形成導(dǎo)電薄膜圖案；在所述第二絕緣薄膜上形成覆蓋所述導(dǎo)電薄膜圖案的第三絕緣薄膜；以及將所述第一至第三絕緣薄膜形成圖案，使得所述導(dǎo)電薄膜圖案和納米點(diǎn)層被包括在所得的產(chǎn)物中。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述第一至第三絕緣薄膜由氧化硅薄膜組成。
16.權(quán)利要求14的方法，其中所述籽晶是硅籽晶。
17.權(quán)利要求14的方法，其中在將用于形成納米點(diǎn)的籽晶注入到所述絕緣膜之前，將第一絕緣薄膜形成圖案。
18.權(quán)利要求14的方法，其中所述納米點(diǎn)層是由所述第一絕緣薄膜圖案退火而形成的。
19.權(quán)利要求18的方法，其中所述退火在700-1100℃的溫度下進(jìn)行30秒鐘到1小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造存儲(chǔ)器的方法，該存儲(chǔ)器包括具有均勻分布的硅納米點(diǎn)的柵。該方法包括在襯底上形成柵，該柵具有絕緣薄膜，還具有在該絕緣薄膜中順序疊放并且以預(yù)定距離彼此隔開(kāi)的納米點(diǎn)層和導(dǎo)電薄膜圖案；在襯底中形成源區(qū)和漏區(qū)；以及分別在源區(qū)和漏區(qū)形成第一和第二金屬層。
文檔編號(hào)H01L27/10GK1702852SQ200510071668
公開(kāi)日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者柳寅儆, 鄭守桓, 柳元壹 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社