可程式化非挥发性记忆体及其形成方法技术

本发明专利技术是有关于一种可程式化非挥发性记忆体装置及其形成方法，该方法与互补式金氧半导体（ＣＭＯＳ）逻辑装置制程相容，用以改善制程流程，该可程式化非挥发性记忆体装置包括一半导体基底主动区；一闸极介电层在该半导体基底主动区上；一浮接闸极电极在该闸极介电层上；一闸极间介电层在该浮接闸极电极上方；一控制闸极镶嵌电极延伸穿过一绝缘介电层且与闸极间介电层有电性沟通，该控制闸极镶嵌电极位于浮接闸极电极之上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种可程式化非挥发性记忆体，例如电子抹除式可程式化唯读记忆体以及快闪记忆体装置，特别是可程式化非挥发性记忆体以及包括一个改良过的制程流程的可程式化非挥发性记忆体的形成方法。
技术介绍
在快闪记忆体以及电子抹除式可程式化唯读记忆体装置中，一浮接闸极电晶体以及一控制闸极是执行读取与写入动作的重要元件。用以形成一包括控制闸极与浮接闸极元件的记忆体细胞的现有技术制程通常需要一系列复杂的微影图案化以及蚀刻制程以形成浮接闸极、积集位于其上的介电层以及控制闸极。例如，在现有技术制程中，需要一系列复杂的步骤以形成浮接闸极电极，接着形成一积集介电层，接着在积集介电层上方形成一带着硬式罩幕的多晶硅层以及一复杂的多重步骤蚀刻制程以形成相邻且自对准的电极(例如字元线电极)。现有技术制程中逻辑装置(CMOS)以及可程式化非挥发性记忆体的形成通常是不相容的，因为可程式化非挥发性记忆体制程流程需要许多额外介电层的形成、图案化以及蚀刻步骤以形成可程式化非挥发性记忆体细胞要件。当同时在半导体制程晶片上分开的主动区部份形成逻辑装置以及可程式化非挥发性记忆体装置时，增加用以形成该非挥发性记忆体细胞区域所需要的制程步骤导致制程流程变的更为复杂，结果使生产周期冗长以及生产成本增加。所以在可程式化非挥发性记忆体装置的制程技术上需要建立一新的可程式化非挥发性记忆体装置，该装置是与逻辑装置制程相容，在维持该些装置作用以及可靠度的同时用以改良制程流程。
技术实现思路
所以本专利技术的主要目的在于提供一新的可程式化非挥发性记忆体装置，除了克服现有技术的不足与缺点外，该可程式化非挥发性记忆体装置与逻辑装置制程相容，用以改善一制程流程，同时也维持该些装置的作用以及可靠度。本专利技术的另一目的在于提供一新的可程式化非挥发性记忆体装置的形成方法，所要解决的技术问题使其能够消除分开的图案化及蚀刻步骤，从而改善制程流程。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种可程式化非挥发性记忆体，其包括一半导体基底主动区；一闸极介电层，位于该半导体基底主动区上；一浮接闸极电极，位于该闸极介电层上；一闸极间介电层，位于该浮接闸极电极的上方；以及一控制闸极镶嵌电极，延伸穿过一绝缘介电层与该闸极间介电层有电性沟通，该控制闸极镶嵌电极位于该浮接闸极电极上部之上。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的可程式化非挥发性记忆体，其更包括一导电接触插塞，相邻于该浮接闸极电极并延伸穿过该绝缘介电层以接触位于半导体基底掺杂区上方的金属硅化物区域。前述的可程式化非挥发性记忆体，其更包括一第一导电连接线，位于该导电接触插塞上方以形成一位元线。前述的可程式化非挥发性记忆体，其更包括一第二导电连接线，位于该控制闸极镶嵌电极上方以形成一字元线。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的闸极间介电层位于该浮接闸极电极以及侧壁间隙壁的上方，该些侧壁间隙壁相邻于该浮接闸极电极。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的侧壁间隙壁包括材料层选自于由氧化物以及氮化物所组成的群组。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的侧壁间隙壁包括L型间隙。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的更包括一接触蚀刻中止层，位于该闸极间介电层上。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的闸极间介电层包括一衬垫层包围着一接触窗，该接触窗包括该控制闸极镶嵌电极。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的接触窗延伸穿越一氧化保护层以接触该浮接闸极电极。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的闸极间介电层包括一介电层，该介电层选自于由电浆构成的氧化硅，氧化物/氮化物/氧化物，以及高K介电层所组成的群组。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的高K介电层是选自于由氧化铝、氧化铪、氮氧铪、硅酸铪、氮氧硅化铪、氧化锆、氮氧化锆、氧硅化锆、氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化钛、氧化钽及其组合物所组成的群组。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的内部介电层含有一等效氧化物厚度，该等效氧化物厚度从约50埃至约200埃。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的浮接闸极电极包括一材料选自于由多晶硅、非晶硅、掺杂多晶硅、多晶硅锗、金属、金属化合物及其组合物所组成的群组。前述的可程式化非挥发性记忆体，其中所述的控制闸极镶嵌电极包括一导体选自于由钨、铝、铝合金、铜、铜合金、金属氮化物及其组合物所组成的群组。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种可程式化非挥发性记忆体，其包括一半导体基底主动区；一闸极介电层，位于该半导体基底主动区上；一浮接闸极电极，位于该闸极介电层上；一闸极间介电层，位于该浮接闸极电极的上方；以及一衬垫控制闸极电极，延伸穿过一绝缘介电层与该闸极间介电层有电性沟通，该衬垫控制闸极电极位于该绝缘介电层的间隙壁上以及该浮接闸极电极上部之上。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的可程式化非挥发性记忆体，其更包括一导电连接线镶嵌结构，位于该衬垫控制闸极电极上。本专利技术的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种可程式化非挥发性记忆体的形成方法，其包括提供一半导体基底主动区；形成一闸极介电层，位于该半导体基底主动区上；形成一浮接闸极电极，位于该闸极介电层上；形成一内部介电层，位于该浮接闸极电极上；以及形成一化学气相沉积衬垫控制闸极电极延伸穿越一绝缘介电层与闸极间介电层有电性沟通，该化学气相沉积衬垫控制闸极电极位于该绝缘介电层的间隙壁上以及该浮接闸极电极上部之上。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的可程式化非挥发性记忆体的形成方法，其中所述的导电连接线镶嵌由干蚀刻或化学机械研磨所形成。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。为了达成上述与其他目的，且与在此被具体化且广义描述的本专利技术目的一致，本专利技术提供了一可程式化非挥发性记忆体装置及其制造方法，此制造方法与互补式金氧半导体逻辑装置制程相容，用以改进制程流程。在第一实施例中，该可程式化非挥发性记忆体装置包括一半导体基底主动区；一闸极介电层位于半导体基底主动区上；一浮接闸极电极与闸极介电层上；一闸极间介电层于浮接闸极电极上；一控制闸极镶嵌电极延伸穿过一绝缘介电层，以电性连接该闸极间介电层，控制闸极镶嵌电极位于浮接闸极电极上部。借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点1、本专利技术一实施例的可程式化非挥发性记忆体装置与逻辑装置制程相容，故在维持该些装置作用以及可靠度的同时亦能够改良制程流程，减少了生产时间与成本。2、在本专利技术一实施例的可程式化非挥发性记忆体装置中，闸极间介电层有如一保护层，在金属硅化物形成制程中保护闸极结构。3、本专利技术一实施例的可程式化非挥发性记忆体装置之制程，能够消除分开的图案化及蚀刻步骤，因此改善了制程流程。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1A至图1F所示为可程式化非挥发性记忆体制造过程中各阶段的局部剖面示意图，藉以表示本专利技术的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可程式化非挥发性记忆体，其特征在于包括：一半导体基底主动区；一闸极介电层，位于该半导体基底主动区上；一浮接闸极电极，位于该闸极介电层上；一闸极间介电层，位于该浮接闸极电极的上方；以及一控制闸极镶嵌 电极，延伸穿过一绝缘介电层与该闸极间介电层有电性沟通，该控制闸极镶嵌电极位于该浮接闸极电极上部之上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宋弘政，徐德训，王士玮，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]