專利名稱：有源區(qū)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與非邏輯(以下簡(jiǎn)稱NAND)閃存器件的制作領(lǐng)域，尤其涉及 NAND的源選擇柵接觸孔下的有源區(qū)結(jié)構(gòu)。
怖"
NAND閃存器件是目前消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)中一種常見的存儲(chǔ)器件，屬于 電壓控制型器件。該器件基于隧道效應(yīng)，通過對(duì)自身浮置柵極進(jìn)行充電和放電， 來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入和擦除。
請(qǐng)參閱

圖1所示NAND涉及源選擇柵(Source Selection Gate: SSG)部分 的版圖示意圖。如圖1所示的版圖示意了制作在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的有源區(qū)。有源 區(qū)分第一類有源區(qū)用于制作存儲(chǔ)單元器件的有源區(qū)；第二類有源區(qū)非存儲(chǔ) 單元器件制作區(qū)域的有源區(qū)，類似于第二類有源區(qū)。圖1所示的第一類有源區(qū) 以NAND器件存儲(chǔ)單元有源區(qū)51為例，第二類有源區(qū)以阱引出有源區(qū)52為例 描述目前有源區(qū)存在的問題。源選擇柵4位于存儲(chǔ)單元有源區(qū)51和阱引出有源 區(qū)52上。存儲(chǔ)單元有源區(qū)51上制作其互連結(jié)構(gòu)一有源區(qū)接觸孔12。源選擇柵 4上制作有對(duì)應(yīng)的互連結(jié)構(gòu)一源選擇柵接觸孔11。源選擇柵接觸孔11和有源區(qū) 接觸孔12內(nèi)填充導(dǎo)電塞實(shí)現(xiàn)源選擇柵和第一類有源區(qū)與外部金屬布線層的連 .接。依據(jù)版圖設(shè)計(jì)規(guī)則，以圖l所示的版圖為例，與存儲(chǔ)單元有源區(qū)51交疊的 源選擇柵4部分上不能制作源選擇柵接觸孔，因此在不增加源選擇柵額外面積 的情況下，選擇與阱引出有源區(qū)52交疊的源選擇柵4部分上制作源選擇柵接觸 孔11。
請(qǐng)參閱2所示沿圖1所示版圖AA'方向?qū)?yīng)的器件橫截面示意圖。存儲(chǔ)單元 有源區(qū)51和阱引出有源區(qū)52位于半導(dǎo)體襯底9內(nèi)。存儲(chǔ)單元有源區(qū)51之間或 存儲(chǔ)單元有源區(qū)51與阱引出有源區(qū)52之間為隔離淺溝槽(Shallow Trench Isolation, STI) 8。柵氧化層7位于具有存儲(chǔ)單元有源區(qū)51和阱引出有源區(qū)52 的半導(dǎo)體襯底9表面。源選擇柵4位于柵氧化層7表面。上述的互連結(jié)構(gòu)源選擇柵接觸孔11和有源區(qū)接觸孔12，是貫通層間介質(zhì)層6形成。層間介質(zhì)層6 位于已制作源選擇柵4的柵氧化層7的表面，且覆蓋源選擇柵4。有源區(qū)接觸孔 12和源選擇4冊(cè)接觸孔11用于后續(xù)制程在有源區(qū)接觸孔12和源選擇柵接觸孔11 內(nèi)填充導(dǎo)電塞。這樣實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元有源區(qū)51和源選擇柵4與外部金屬布線層的 連接。
如圖2所示，有源區(qū)接觸孔12和源選擇柵接觸孔11通常是采用千法蝕刻， 來蝕刻層間介質(zhì)層6形成。千法蝕刻主要是離子蝕刻，即用蝕刻離子轟擊預(yù)定 區(qū)域，蝕刻預(yù)定區(qū)域中物質(zhì)。在用蝕刻離子蝕刻層間介質(zhì)層6，以形成源選擇柵 接觸孔11時(shí)，蝕刻離子將穿過源選擇柵接觸孔11沿著導(dǎo)電性材料的源選擇柵4， 進(jìn)入源選擇柵接觸孔11下的柵氧化層7，這將使得柵氧化層7損傷。源選擇柵 接觸孔下柵氧化層7的損傷會(huì)使得源選擇柵4與阱引出有源區(qū)52間絕緣隔離性 較差，導(dǎo)致漏電流大，NAND閃存器件的功耗增加，且穩(wěn)定性變差的問題。
為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)通過對(duì)源選擇柵4進(jìn)行延伸，延伸出專門用于 制作源選擇柵4的引出端的區(qū)域，從而避免將源選擇柵接觸孔11制作在類似于 阱引出有源區(qū)52的第二類有源區(qū)上，解決上述問題。然而，現(xiàn)有技術(shù)解決該問 題是以增大源選擇4冊(cè)4的面積，進(jìn)而增加NAND閃存器件的面積為代價(jià)的。因 此，該方法在很大程度上降低了 NAND閃存器件面積小，存儲(chǔ)容量高的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種有源區(qū)結(jié)構(gòu)，可解決因源選擇柵互連 結(jié)構(gòu)下柵氧化層損傷導(dǎo)致源選擇柵與第二類有源區(qū)之間漏電流大的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的有源區(qū)結(jié)構(gòu)，所涉及有源區(qū)為半導(dǎo)體 襯底內(nèi)的第二類有源區(qū)，所述第二類有源區(qū)覆蓋有柵氧化層；所述柵氧化層上
與第二類有源區(qū)位置對(duì)應(yīng)有源選捧柵；其特征在于，所述第二類有源區(qū)中還包
括一絕緣物井區(qū)，所述絕緣物井區(qū)與用于連接源選擇柵的互連結(jié)構(gòu)的位置對(duì)應(yīng)。
絕緣物井區(qū)，該絕緣物井區(qū)可進(jìn)一步提高源選擇柵與第二類有源區(qū)之間的絕緣 隔離性。即使如背景技術(shù)部分所述，在離子蝕刻形成源選擇柵的互連結(jié)構(gòu)時(shí)損 傷柵氧化層，降低源選擇柵與第二類有源區(qū)之間絕緣隔離性的情況下，該絕緣物井區(qū)可有效隔離源選擇柵與第二類有源區(qū)，解決柵氧化層損傷下漏電流大的
問題。因此，本發(fā)明提供的有源區(qū)結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步解決因漏電流大導(dǎo)致的NAND 閃存器件的功耗增加，且穩(wěn)定性變差的問題。
此外本發(fā)明提供的有源區(qū)結(jié)構(gòu)，無(wú)需對(duì)源選擇柵進(jìn)行任何延伸，從而無(wú)需 增加源選擇柵的面積，符合NAND器件結(jié)構(gòu)緊湊，面積小的特點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的有源區(qū)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是NAND器件的部分版圖示意圖。
圖2是沿圖1所示版圖AA'方向?qū)?yīng)的器件橫截面示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中NAND器件源選擇柵的部分版圖示意圖。
圖4是沿圖3所示BB'方向版圖對(duì)應(yīng)的器件橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中NAND器件源選擇柵的部分版圖示意圖。從圖3所 示的版圖上可看到半導(dǎo)體襯底內(nèi)的有源區(qū)。有源區(qū)包括第一類有源區(qū)和第二類 有源區(qū)。如背景技術(shù)中相同，本實(shí)施例中第一類有源區(qū)以存儲(chǔ)單元有源區(qū)51, 第二類有源區(qū)以阱引出有源區(qū)52為例。存儲(chǔ)單元有源區(qū)51和阱引出有源區(qū)52 上制作有源選擇柵4。存儲(chǔ)單元有源區(qū)51上制作互連結(jié)構(gòu)一有源區(qū)接觸孔12。 源選擇柵4上制作有互連結(jié)構(gòu)一源選擇柵接觸孔11。源選擇柵接觸孔11下的有 源區(qū)為阱引出有源區(qū)52。如背景技術(shù)所述，在蝕刻形成源選擇^f冊(cè)互連結(jié)構(gòu)一源 選擇柵接觸孔11時(shí)，蝕刻離子會(huì)通過源選擇柵接觸孔11及導(dǎo)體源選擇柵4對(duì) 源選擇柵4和阱引出有源區(qū)52之間的柵氧化層造成損傷，從而降低柵氧化層對(duì) 源選擇柵4和阱引出有源區(qū)52所起的絕緣性隔離的作用。為進(jìn)一步提高阱引出 有源區(qū)52與源選擇柵4之間的絕緣性，在對(duì)準(zhǔn)源選擇柵的互連結(jié)構(gòu)一源選擇柵 接觸孔11下的阱引出有源區(qū)位置設(shè)置一絕緣物井區(qū)521,起到進(jìn)一步提高阱引 出有源區(qū)52與源選擇柵4之間絕緣性的作用。
為更清楚地描述圖3版圖對(duì)應(yīng)的實(shí)際器件的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參閱圖4。圖4是沿圖 3所示BB'方向版圖對(duì)應(yīng)的器件橫截面示意圖。對(duì)應(yīng)于圖3所示有源區(qū)，即存儲(chǔ)
5單元有源區(qū)51和阱引出有源區(qū)52均位于半導(dǎo)體襯底9內(nèi)。具有有源區(qū)的半導(dǎo) 體襯底9表面覆蓋有柵氧化層7;有源區(qū)上柵氧化層7表面制作有對(duì)應(yīng)于圖3的 源選擇柵4。為制作存儲(chǔ)單元有源區(qū)51及源選擇柵4的互連結(jié)構(gòu)，在源選擇柵 4表面及柵氧化層7表面均覆蓋有層間介質(zhì)層6。層間介質(zhì)層6開有貫通層間介 質(zhì)層的源選擇柵互連結(jié)構(gòu)一源選擇柵接觸孔11和存儲(chǔ)單元有源區(qū)51互連結(jié)構(gòu) 一有源區(qū)接觸孔12。對(duì)應(yīng)于圖3所示的源選擇柵接觸孔11和有源區(qū)接觸孔12， 源選擇柵接觸孔11和有源區(qū)接觸孔12內(nèi)填充導(dǎo)電塞可分別實(shí)現(xiàn)源選擇柵4和 存儲(chǔ)單元有源區(qū)51與金屬布線層的連接。所示存儲(chǔ)單元有源區(qū)51之間或阱引 出有源區(qū)52與存儲(chǔ)單元有源區(qū)51之間具有隔離淺溝槽8。隔離淺溝槽8中填有 絕緣物二氧化硅。隔離淺溝槽是半導(dǎo)體制作常用的隔離技術(shù)，因此不再贅述。 對(duì)應(yīng)于圖3，如圖4所示，為提高源選擇柵接觸孔11下的源選擇柵4部分與第 二類有源區(qū)，即阱引出有源區(qū)52，之間的絕緣性，阱引出有源區(qū)52內(nèi)有一絕緣 物井區(qū)521。如圖4所示，該絕緣物井區(qū)521的表面與半導(dǎo)體襯底9表面的柵氧 化層7接觸，且該絕緣物井區(qū)521對(duì)準(zhǔn)源選擇柵的互連結(jié)構(gòu)一層間介質(zhì)層6內(nèi) 開的源選擇柵接觸孔11。
當(dāng)在用蝕刻離子蝕刻層間介質(zhì)層6,以形成源選擇柵接觸孔11時(shí)，絕緣物 井區(qū)可實(shí)現(xiàn)源選擇柵4和阱引出有源區(qū)52之間的絕緣性隔離，避免等離子體蝕 刻引起的柵氧化層7損傷導(dǎo)致的兩者之間大漏電流問題產(chǎn)生。因此，本發(fā)明實(shí) 施例通過在阱引出有源區(qū)52中設(shè)置絕緣物井區(qū)521，可大幅度提高阱引出有源 區(qū)52與源選擇柵4之間的電阻，降低源選擇柵4與阱引出有源區(qū)52之間漏電 流。兩者之間漏電流的降低可有效降低NAND器件功耗，提高其穩(wěn)定性。
本發(fā)明實(shí)施例的有源區(qū)結(jié)構(gòu)，阱引出有源區(qū)52通過在源柵接觸孔11下的 阱有源區(qū)位置形成一絕緣物井區(qū)，通過提高源選擇柵接觸孔下源選擇柵預(yù)4與 阱引出有源區(qū)52之間電阻，從而兩者之間絕緣性隔離作用。因此，本發(fā)明實(shí)施 例的有源區(qū)結(jié)構(gòu)使得源選擇柵無(wú)需進(jìn)行任何延伸避免源選擇柵接觸孔制作于半 導(dǎo)體襯底的有源區(qū)上，從而無(wú)需增加源選擇柵的面積，使得本發(fā)明實(shí)施例的有 源區(qū)結(jié)構(gòu)符合NAND器件結(jié)構(gòu)緊湊，面積小的特點(diǎn)。
目前，源選擇柵接觸孔11和有源區(qū)接觸孔12均是采用干法蝕刻層間介質(zhì) 層6形成。當(dāng)采用干法蝕刻的蝕刻離子蝕刻層間介質(zhì)層6，以形成源選擇4冊(cè)接觸孔11時(shí)，不同角度的蝕刻離子將穿過源選擇柵接觸孔11及源選擇柵4，進(jìn)入到 柵氧化層7，這將造成面積相對(duì)源選擇柵接觸孔11要稍大的柵氧化層7損傷。 通過損傷的柵氧化層7，源選擇柵4與阱引出有源區(qū)52之間會(huì)存在較大的漏電 流。當(dāng)然，阱引出有源區(qū)52中絕緣物井區(qū)521的面積小于或等于源選擇4冊(cè)接觸 孔11的面積也可起到進(jìn)一步提高源選擇柵4與半導(dǎo)體襯底中阱引出有源區(qū)52 之間的絕緣隔離性的作用。為保證全面有效隔離源選擇柵4和阱引出有源區(qū)52， 源選擇柵接觸孔11垂直投影在有源區(qū)52的區(qū)域位于絕緣物井區(qū)521內(nèi)，即絕 緣物井區(qū)521的面積要大于源選擇柵接觸孔11的面積。這樣，即使蝕刻離子從 不同角度造成面積相對(duì)源選擇柵接觸孔11面積稍大的柵氧化層時(shí)，絕緣物井區(qū) 521也可實(shí)現(xiàn)源選擇柵4與阱引出有源區(qū)52的全面絕緣性隔離，降低源選擇柵 與半導(dǎo)體村底中阱引出有源區(qū)之間存在的漏電流，從而降低NAND器件功耗， 提高器件穩(wěn)定性。
本發(fā)明實(shí)施例還提供有源區(qū)中絕緣物井區(qū)可制作的結(jié)構(gòu)類型。該絕緣物井 區(qū)521可制作為隔離淺溝槽。由于制作NAND的有源區(qū)時(shí)，通常需制作有源區(qū) 之間隔離淺溝槽。將絕緣物井區(qū)制作為隔離淺溝槽，那么在制作半導(dǎo)體襯底有 源區(qū)與有源區(qū)之間的隔離淺溝槽8的同時(shí)就可制作阱引出有源區(qū)52之中的絕緣 物井區(qū)521。源選擇柵接觸孔下的阱引出有源區(qū)結(jié)構(gòu)中絕緣物井區(qū)521的存在， 無(wú)論制作的絕緣物井區(qū)521的深度如何，即小于、等于或大于阱引出有源區(qū)521 的深度，均可起到提高源選擇柵與阱引出有源區(qū)之間電阻，即絕緣性隔離用作 用。為保證制作隔離淺溝槽8和絕緣物井區(qū)521工藝的一致性，避免采用獨(dú)特 的工藝制作絕緣物井區(qū)521而P爭(zhēng)低NAND器件的制作效率，如圖4所示本發(fā)明 實(shí)施例中，絕緣物井區(qū)521的深度與半導(dǎo)體襯底中有源區(qū)之間的隔離淺溝槽8 的深度保持一致。這樣，本發(fā)明實(shí)施例的有源區(qū)結(jié)構(gòu)完全無(wú)需改變?cè)械腘AND 器件的工藝制程，避免增加額外的工藝制程制作有源區(qū)結(jié)構(gòu)中的絕緣井區(qū)，從 而提高本發(fā)明實(shí)施例有源區(qū)結(jié)構(gòu)的制作效率，降低制作成本。
本發(fā)明實(shí)施例中所涉及的柵氧化層7為二氧化硅材料，層間介質(zhì)層6為絕 緣材料，源選擇柵4為導(dǎo)體材料。而絕緣材料的層間介質(zhì)層為摻磷二氧化硅材 料，源選擇柵為多晶硅材料。這樣，本發(fā)明實(shí)施例中的源選擇柵下的有源區(qū)結(jié) 構(gòu)，所涉及的材料可以均為目前NAND器件常用的材料，無(wú)需增加新的材料進(jìn)行制作，就可以完全與目前NAND器件的制作工藝兼容，從而有效降低制作成 本。
本發(fā)明實(shí)施例中源選擇柵接觸孔下的有源區(qū)為阱引出有源區(qū)，但不排除會(huì) 出現(xiàn)其他器件結(jié)構(gòu)。若要求源選擇柵接觸孔的源選擇柵部分與其下器件結(jié)構(gòu)隔 離，在該器件結(jié)構(gòu)內(nèi)均可制作絕緣物井區(qū)起到提高源選擇柵與其下器件結(jié)構(gòu)之 間的絕緣性隔離作用。因此，本發(fā)明的源選擇柵接觸孔下的有源區(qū)并不局限于 實(shí)施例中例舉的作為第二類有源區(qū)的阱引出有源區(qū)。在不脫離本發(fā)明發(fā)明精神 和范圍內(nèi)的改動(dòng)和變形，則本發(fā)明也意閨包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種有源區(qū)結(jié)構(gòu)，所述有源區(qū)為半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第二類有源區(qū)，所述第二類有源區(qū)表面覆蓋有柵氧化層；所述柵氧化層上具有與第二類有源區(qū)位置對(duì)應(yīng)的源選擇柵；其特征在于，所述第二類有源區(qū)中還包括一絕緣物井區(qū)，所述絕緣物井區(qū)與用于連接源選擇柵的互連結(jié)構(gòu)的位置對(duì)應(yīng)。
2、 如權(quán)利要求1所述的有源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源選擇柵的互連結(jié)構(gòu)為 源選擇柵接觸孔，所述源選擇柵接觸孔垂直投影在所述有源區(qū)上的區(qū)域位于所 述絕緣物井區(qū)內(nèi)。
3、 如權(quán)利要求1所述的有源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣物井區(qū)為隔離淺溝 槽。
4、 如權(quán)利要求l所述的有源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二類有源區(qū)為阱引出有源區(qū)。
5、 如權(quán)利要求l所述的有源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵氧化層為二氧化硅材 料，所述源選擇柵為導(dǎo)體材料。
6、 如權(quán)利要求5所述的有源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源選擇柵為多晶硅材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有源區(qū)結(jié)構(gòu)，有源區(qū)為半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第二類有源區(qū)，第二類有源區(qū)表面覆蓋有柵氧化層；柵氧化層上具有與第二類有源區(qū)位置對(duì)應(yīng)的源選擇柵；第二類有源區(qū)中還包括一絕緣物井區(qū)，該絕緣物井區(qū)與用于連接源選擇柵的互連結(jié)構(gòu)的位置對(duì)應(yīng)。本發(fā)明的有源區(qū)結(jié)構(gòu)通過在第二類有源區(qū)中對(duì)應(yīng)于源選擇柵的互連結(jié)構(gòu)位置設(shè)置絕緣物井區(qū)可有效提高源選擇柵與其下第二類有源區(qū)之間的電阻，提高兩者之間的絕緣隔離性，從而解決源選擇柵互連結(jié)構(gòu)下的柵氧化層損傷導(dǎo)致的源選擇柵與有源區(qū)之間漏電流大的問題，降低NAND器件的功耗，提高器件的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01L27/115GK101656256SQ20081004188
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者蔡建祥 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司