用于嵌入hk-mg工藝中的分裂柵極存儲器的cmp制造方案的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于嵌入HK-MG工藝中的分裂柵極存儲器的CMP制造方案。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路器件持續(xù)按比例縮小，因為HK-MG器件的性能優(yōu)于傳統(tǒng)多晶硅基器件，所以高k金屬柵極(HK-MG)技術(shù)對于后45nm代而言已成為關(guān)鍵技術(shù)。在HK-MG器件中，通過用金屬材料制造柵電極并用高k電介質(zhì)制造柵極電介質(zhì)，從而制造集成電路器件。
[0003]然而，為了將分裂柵極存儲器整合到HK-MG工藝中，將拋光凹陷引入到分裂柵極存儲器區(qū)域中。分裂柵極存儲器區(qū)域中的拋光凹陷在存儲器區(qū)域中導(dǎo)致了金屬殘留，從而引發(fā)了存儲器陣列短路問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:襯底；至少一個邏輯器件，位于所述襯底上；以及分裂柵極存儲器器件，位于所述襯底上，所述分裂柵極存儲器器件包括彼此相鄰且彼此電隔離的存儲器柵極和選擇柵極，其中，所述選擇柵極的頂部高于所述存儲器柵極的頂部。
[0005]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述選擇柵極的頂部與所述至少一個邏輯器件的頂部處于基本相同的高度。
[0006]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述選擇柵極的頂部與所述存儲器柵極的頂部之間的高度差大于所述選擇柵極的高度的10%。
[0007]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述至少一個邏輯器件具有高k金屬柵極結(jié)構(gòu)。
[0008]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述選擇柵極由多晶硅形成。
[0009]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述分裂柵極存儲器器件進一步包括位于所述存儲器柵極與所述選擇柵極之間的中間結(jié)構(gòu)。
[0010]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述分裂柵極存儲器器件進一步包括位于所述存儲器柵極與所述選擇柵極之間的中間結(jié)構(gòu)；其中，所述中間結(jié)構(gòu)包括依次堆疊的底層、捕獲層和頂層。
[0011]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述分裂柵極存儲器器件進一步包括位于所述存儲器柵極與所述選擇柵極之間的中間結(jié)構(gòu)；其中，所述中間結(jié)構(gòu)包括氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括:提供襯底；在所述襯底上形成至少一個邏輯器件，其中，所述至少一個邏輯器件包括偽柵極；在所述襯底上形成分裂柵極存儲器器件，其中，所述分裂柵極存儲器器件包括彼此相鄰且彼此電隔離的存儲器柵極和選擇柵極，且所述選擇柵極的頂部與所述存儲器柵極的頂部在相同的高度；形成介電層，以覆蓋所述至少一個邏輯器件和所述分裂柵極存儲器器件；拋光所述介電層，以暴露所述選擇柵極的頂部和所述偽柵極的頂部；以及由金屬柵極替換所述偽柵極。
[0013]在上述方法中，其中，形成所述分裂柵極存儲器器件的操作包括:形成的所述選擇柵極的頂部高于所述偽柵極的頂部。
[0014]在上述方法中，其中，形成所述分裂柵極存儲器器件的操作包括:形成所述選擇柵極的頂部和所述儲存器柵極的頂部之間的高度差，其中，所述高度差大于所述選擇柵極的高度的10%。
[0015]在上述方法中，其中，由所述金屬柵極替換所述偽柵極的操作形成具有高k金屬柵極結(jié)構(gòu)的所述至少一個邏輯器件。
[0016]在上述方法中，其中，形成所述分裂柵極存儲器器件的操作包括:由多晶硅形成所述選擇柵極。
[0017]在上述方法中，其中，形成所述分裂柵極存儲器器件的操作包括:由多晶硅形成所述選擇柵極；其中，形成所述至少一個邏輯器件的操作包括:由多晶硅形成所述偽柵極。
[0018]在上述方法中，其中，形成所述分裂柵極存儲器器件的操作進一步包括:在所述選擇柵極上形成硬掩模。
[0019]在上述方法中，其中，形成所述分裂柵極存儲器器件的操作進一步包括:在所述選擇柵極上形成硬掩模；其中，拋光所述介電層的操作包括:拋光所述硬掩模。
[0020]在上述方法中，其中，拋光所述介電層的操作包括:使用化學(xué)機械拋光工藝拋光所述介電層。
[0021]在上述方法中，其中，形成所述分裂柵極存儲器器件的操作包括:在所述存儲器柵極與所述選擇柵極之間形成中間結(jié)構(gòu)，其中，所述中間結(jié)構(gòu)包括依次堆疊的底層、捕獲層和頂層。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括:提供襯底；在所述襯底上形成至少一個邏輯器件；其中，所述至少一個邏輯器件包括偽柵極；在所述襯底上形成分裂柵極存儲器器件，其中，所述分裂柵極存儲器器件包括彼此相鄰且彼此電隔離的存儲器柵極和選擇柵極，且所述選擇柵極的頂部高于所述存儲器柵極的頂部；形成介電層，以覆蓋所述至少一個邏輯器件和所述分裂柵極存儲器器件；拋光所述介電層，以暴露所述選擇柵極的頂部和所述偽柵極的頂部；去除所述偽柵極，以在所述至少一個邏輯器件中形成凹陷；形成填充所述凹陷并覆蓋所述介電層、所述分裂柵極存儲器器件和所述至少一個邏輯器件的金屬層；以及拋光所述金屬層，以暴露所述選擇柵極的頂部。
[0023]在上述方法中，其中，拋光所述金屬層的操作包括:使用化學(xué)機械拋光工藝拋光所述金屬層。
【附圖說明】
[0024]為更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)勢，現(xiàn)結(jié)合附圖參照以下描述，其中:
[0025]圖1為根據(jù)各個實施例的半導(dǎo)體器件的示意性截面圖；
[0026]圖2A至圖2E為根據(jù)各個實施例的示出用于制造半導(dǎo)體器件的方法的中間階段的示意性截面圖；
[0027]圖3為根據(jù)各個實施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖；以及
[0028]圖4為根據(jù)一些實施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]下面詳細討論所公開實施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實現(xiàn)的可應(yīng)用的概念。所討論的具體實施例僅僅示出了制造和使用所公開主題的具體方式，而并非限制不同實施例的范圍。本發(fā)明可在各個實例中重復(fù)參考標號和/或字母。這種重復(fù)是出于簡化和清楚的目的而并非自身表示所公開的各個實施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。正如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列舉物品的一個或多個的任何和全部組合。
[0030]在傳統(tǒng)的分裂柵極存儲器中，由于針對良好保持性能的絕緣考慮，存儲器柵極隔離高于選擇柵極。因此，當(dāng)分裂柵極存儲器被集成到HK-MG工藝中時，選擇柵極低于邏輯區(qū)域上的邏輯器件、SRAM器件、1器件或HV器件。在金屬柵極替換工藝期間，為了進行平坦化，要對在覆蓋分離柵極存儲器和邏輯區(qū)域上器件的層間介電層實施拋光操作。然而，由于選擇柵極低于邏輯區(qū)域上的器件，因此在分裂柵極存儲器上方的層間介電層中誘發(fā)產(chǎn)生了凹陷。因此，在拋光層間介電層之后，將金屬層沉積到層間介電層上，然后拋光金屬層的操作中，金屬層的一部分保留在分裂柵極存儲器上方的層間介電層中，從而導(dǎo)致存儲器陣列短路。
[0031]本發(fā)明的實施例旨在為CMP制造方案提供一種分裂柵極存儲器結(jié)構(gòu)，以能夠在分裂柵極存儲器上方不產(chǎn)生凹陷的情況下，將分裂柵極存儲器嵌入到HK-MG工藝中。分裂柵極存儲器結(jié)構(gòu)包括選擇柵極和高于該選擇柵極的存儲器柵極。在一些實施例中，選擇柵極和該邏輯區(qū)域中的器件基本位于同一高度。
[0032]圖1為根據(jù)各個實施例的半導(dǎo)體器件的示意性截面圖。如圖1所示，半導(dǎo)體器件100包括襯底102、分裂柵極存儲器器件110及諸如至少一個MOS器件的至少一個邏輯器件。半導(dǎo)體器件100包括存儲器區(qū)域106和邏輯區(qū)域108。分裂柵極存儲器器件110設(shè)置在存儲器區(qū)域106中，且至少一個邏輯器件設(shè)置在邏輯區(qū)域108中。在一些實施例中，至少一個邏輯器件包括至少一個高壓(HV)器件、至少一個SRAM器件、至少一個1器件或至少一個核心器件。在圖1中所示的實施例中，至少一個邏輯器件包括HV器件112及兩個MOS器件114和116。
[0033]襯底102為半導(dǎo)體襯底。襯底102由單晶半導(dǎo)體材料或化合物半導(dǎo)體材料制成。此外，襯底102為塊狀襯底或絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底。在一些實施例中，襯底102為硅襯底。在另外的實施例中，碳、鍺、鎵、砷、氮、銦、磷等也被用作襯底102的材料。
[0034]分裂柵極存儲器器件110設(shè)置在存儲器區(qū)域106中以及襯底102的表面104上。分裂柵極存儲器器件110包括存儲器柵極120和選擇柵極118。存儲器柵極120位于選擇柵極118的外側(cè)上并鄰近選擇柵極118。存儲器柵極120與選擇柵極118電隔離。在本發(fā)明中，選擇柵極118被升高至高于存儲器柵極120，即，選擇柵極118的頂部122高于存儲器柵極120的頂部124。在一些實施例中，選擇柵極118的頂部122與存儲器柵極120的頂部124之間的高度差大于選擇柵極118的高度Hl的1