专利名称：有源区结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及与非逻辑(以下简称NAND)闪存器件的制作领域，尤其涉及 NAND的源选择栅接触孔下的有源区结构。
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NAND闪存器件是目前消费类电子产品市场中一种常见的存储器件，属于 电压控制型器件。该器件基于隧道效应，通过对自身浮置栅极进行充电和放电， 来实现数据的写入和擦除。
请参阅
图1所示NAND涉及源选择栅(Source Selection Gate: SSG)部分 的版图示意图。如图1所示的版图示意了制作在半导体衬底内的有源区。有源 区分第一类有源区用于制作存储单元器件的有源区；第二类有源区非存储 单元器件制作区域的有源区，类似于第二类有源区。图1所示的第一类有源区 以NAND器件存储单元有源区51为例，第二类有源区以阱引出有源区52为例 描述目前有源区存在的问题。源选择栅4位于存储单元有源区51和阱引出有源 区52上。存储单元有源区51上制作其互连结构一有源区接触孔12。源选择栅 4上制作有对应的互连结构一源选择栅接触孔11。源选择栅接触孔11和有源区 接触孔12内填充导电塞实现源选择栅和第一类有源区与外部金属布线层的连 .接。依据版图设计规则，以图l所示的版图为例，与存储单元有源区51交叠的 源选择栅4部分上不能制作源选择栅接触孔，因此在不增加源选择栅额外面积 的情况下，选择与阱引出有源区52交叠的源选择栅4部分上制作源选择栅接触 孔11。
请参阅2所示沿图1所示版图AA'方向对应的器件横截面示意图。存储单元 有源区51和阱引出有源区52位于半导体衬底9内。存储单元有源区51之间或 存储单元有源区51与阱引出有源区52之间为隔离浅沟槽(Shallow Trench Isolation, STI) 8。栅氧化层7位于具有存储单元有源区51和阱引出有源区52 的半导体衬底9表面。源选择栅4位于栅氧化层7表面。上述的互连结构源选择栅接触孔11和有源区接触孔12，是贯通层间介质层6形成。层间介质层6 位于已制作源选择栅4的栅氧化层7的表面，且覆盖源选择栅4。有源区接触孔 12和源选择4册接触孔11用于后续制程在有源区接触孔12和源选择栅接触孔11 内填充导电塞。这样实现存储单元有源区51和源选择栅4与外部金属布线层的 连接。
如图2所示，有源区接触孔12和源选择栅接触孔11通常是采用千法蚀刻， 来蚀刻层间介质层6形成。千法蚀刻主要是离子蚀刻，即用蚀刻离子轰击预定 区域，蚀刻预定区域中物质。在用蚀刻离子蚀刻层间介质层6，以形成源选择栅 接触孔11时，蚀刻离子将穿过源选择栅接触孔11沿着导电性材料的源选择栅4， 进入源选择栅接触孔11下的栅氧化层7，这将使得栅氧化层7损伤。源选择栅 接触孔下栅氧化层7的损伤会使得源选择栅4与阱引出有源区52间绝缘隔离性 较差，导致漏电流大，NAND闪存器件的功耗增加，且稳定性变差的问题。
为解决上述问题，现有技术通过对源选择栅4进行延伸，延伸出专门用于 制作源选择栅4的引出端的区域，从而避免将源选择栅接触孔11制作在类似于 阱引出有源区52的第二类有源区上，解决上述问题。然而，现有技术解决该问 题是以增大源选择4册4的面积，进而增加NAND闪存器件的面积为代价的。因 此，该方法在很大程度上降低了 NAND闪存器件面积小，存储容量高的优势。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种有源区结构，可解决因源选择栅互连 结构下栅氧化层损伤导致源选择栅与第二类有源区之间漏电流大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的有源区结构，所涉及有源区为半导体 衬底内的第二类有源区，所述第二类有源区覆盖有栅氧化层；所述栅氧化层上
与第二类有源区位置对应有源选捧栅；其特征在于，所述第二类有源区中还包
括一绝缘物井区，所述绝缘物井区与用于连接源选择栅的互连结构的位置对应。
绝缘物井区，该绝缘物井区可进一步提高源选择栅与第二类有源区之间的绝缘 隔离性。即使如背景技术部分所述，在离子蚀刻形成源选择栅的互连结构时损 伤栅氧化层，降低源选择栅与第二类有源区之间绝缘隔离性的情况下，该绝缘物井区可有效隔离源选择栅与第二类有源区，解决栅氧化层损伤下漏电流大的
问题。因此，本发明提供的有源区结构可进一步解决因漏电流大导致的NAND 闪存器件的功耗增加，且稳定性变差的问题。
此外本发明提供的有源区结构，无需对源选择栅进行任何延伸，从而无需 增加源选择栅的面积，符合NAND器件结构紧凑，面积小的特点。
以下结合附图和具体实施例对本发明的有源区结构作进一步详细的说明。
图1是NAND器件的部分版图示意图。
图2是沿图1所示版图AA'方向对应的器件横截面示意图。
图3是本发明实施例中NAND器件源选择栅的部分版图示意图。
图4是沿图3所示BB'方向版图对应的器件横截面示意图。
具体实施例方式
图3是本发明实施例中NAND器件源选择栅的部分版图示意图。从图3所 示的版图上可看到半导体衬底内的有源区。有源区包括第一类有源区和第二类 有源区。如背景技术中相同，本实施例中第一类有源区以存储单元有源区51, 第二类有源区以阱引出有源区52为例。存储单元有源区51和阱引出有源区52 上制作有源选择栅4。存储单元有源区51上制作互连结构一有源区接触孔12。 源选择栅4上制作有互连结构一源选择栅接触孔11。源选择栅接触孔11下的有 源区为阱引出有源区52。如背景技术所述，在蚀刻形成源选择^f册互连结构一源 选择栅接触孔11时，蚀刻离子会通过源选择栅接触孔11及导体源选择栅4对 源选择栅4和阱引出有源区52之间的栅氧化层造成损伤，从而降低栅氧化层对 源选择栅4和阱引出有源区52所起的绝缘性隔离的作用。为进一步提高阱引出 有源区52与源选择栅4之间的绝缘性，在对准源选择栅的互连结构一源选择栅 接触孔11下的阱引出有源区位置设置一绝缘物井区521,起到进一步提高阱引 出有源区52与源选择栅4之间绝缘性的作用。
为更清楚地描述图3版图对应的实际器件的结构，请参阅图4。图4是沿图 3所示BB'方向版图对应的器件横截面示意图。对应于图3所示有源区，即存储
5单元有源区51和阱引出有源区52均位于半导体衬底9内。具有有源区的半导 体衬底9表面覆盖有栅氧化层7;有源区上栅氧化层7表面制作有对应于图3的 源选择栅4。为制作存储单元有源区51及源选择栅4的互连结构，在源选择栅 4表面及栅氧化层7表面均覆盖有层间介质层6。层间介质层6开有贯通层间介 质层的源选择栅互连结构一源选择栅接触孔11和存储单元有源区51互连结构 一有源区接触孔12。对应于图3所示的源选择栅接触孔11和有源区接触孔12， 源选择栅接触孔11和有源区接触孔12内填充导电塞可分别实现源选择栅4和 存储单元有源区51与金属布线层的连接。所示存储单元有源区51之间或阱引 出有源区52与存储单元有源区51之间具有隔离浅沟槽8。隔离浅沟槽8中填有 绝缘物二氧化硅。隔离浅沟槽是半导体制作常用的隔离技术，因此不再赘述。 对应于图3，如图4所示，为提高源选择栅接触孔11下的源选择栅4部分与第 二类有源区，即阱引出有源区52，之间的绝缘性，阱引出有源区52内有一绝缘 物井区521。如图4所示，该绝缘物井区521的表面与半导体衬底9表面的栅氧 化层7接触，且该绝缘物井区521对准源选择栅的互连结构一层间介质层6内 开的源选择栅接触孔11。
当在用蚀刻离子蚀刻层间介质层6,以形成源选择栅接触孔11时，绝缘物 井区可实现源选择栅4和阱引出有源区52之间的绝缘性隔离，避免等离子体蚀 刻引起的栅氧化层7损伤导致的两者之间大漏电流问题产生。因此，本发明实 施例通过在阱引出有源区52中设置绝缘物井区521，可大幅度提高阱引出有源 区52与源选择栅4之间的电阻，降低源选择栅4与阱引出有源区52之间漏电 流。两者之间漏电流的降低可有效降低NAND器件功耗，提高其稳定性。
本发明实施例的有源区结构，阱引出有源区52通过在源栅接触孔11下的 阱有源区位置形成一绝缘物井区，通过提高源选择栅接触孔下源选择栅预4与 阱引出有源区52之间电阻，从而两者之间绝缘性隔离作用。因此，本发明实施 例的有源区结构使得源选择栅无需进行任何延伸避免源选择栅接触孔制作于半 导体衬底的有源区上，从而无需增加源选择栅的面积，使得本发明实施例的有 源区结构符合NAND器件结构紧凑，面积小的特点。
目前，源选择栅接触孔11和有源区接触孔12均是采用干法蚀刻层间介质 层6形成。当采用干法蚀刻的蚀刻离子蚀刻层间介质层6，以形成源选择4册接触孔11时，不同角度的蚀刻离子将穿过源选择栅接触孔11及源选择栅4，进入到 栅氧化层7，这将造成面积相对源选择栅接触孔11要稍大的栅氧化层7损伤。 通过损伤的栅氧化层7，源选择栅4与阱引出有源区52之间会存在较大的漏电 流。当然，阱引出有源区52中绝缘物井区521的面积小于或等于源选择4册接触 孔11的面积也可起到进一步提高源选择栅4与半导体衬底中阱引出有源区52 之间的绝缘隔离性的作用。为保证全面有效隔离源选择栅4和阱引出有源区52， 源选择栅接触孔11垂直投影在有源区52的区域位于绝缘物井区521内，即绝 缘物井区521的面积要大于源选择栅接触孔11的面积。这样，即使蚀刻离子从 不同角度造成面积相对源选择栅接触孔11面积稍大的栅氧化层时，绝缘物井区 521也可实现源选择栅4与阱引出有源区52的全面绝缘性隔离，降低源选择栅 与半导体村底中阱引出有源区之间存在的漏电流，从而降低NAND器件功耗， 提高器件稳定性。
本发明实施例还提供有源区中绝缘物井区可制作的结构类型。该绝缘物井 区521可制作为隔离浅沟槽。由于制作NAND的有源区时，通常需制作有源区 之间隔离浅沟槽。将绝缘物井区制作为隔离浅沟槽，那么在制作半导体衬底有 源区与有源区之间的隔离浅沟槽8的同时就可制作阱引出有源区52之中的绝缘 物井区521。源选择栅接触孔下的阱引出有源区结构中绝缘物井区521的存在， 无论制作的绝缘物井区521的深度如何，即小于、等于或大于阱引出有源区521 的深度，均可起到提高源选择栅与阱引出有源区之间电阻，即绝缘性隔离用作 用。为保证制作隔离浅沟槽8和绝缘物井区521工艺的一致性，避免采用独特 的工艺制作绝缘物井区521而P争低NAND器件的制作效率，如图4所示本发明 实施例中，绝缘物井区521的深度与半导体衬底中有源区之间的隔离浅沟槽8 的深度保持一致。这样，本发明实施例的有源区结构完全无需改变原有的NAND 器件的工艺制程，避免增加额外的工艺制程制作有源区结构中的绝缘井区，从 而提高本发明实施例有源区结构的制作效率，降低制作成本。
本发明实施例中所涉及的栅氧化层7为二氧化硅材料，层间介质层6为绝 缘材料，源选择栅4为导体材料。而绝缘材料的层间介质层为掺磷二氧化硅材 料，源选择栅为多晶硅材料。这样，本发明实施例中的源选择栅下的有源区结 构，所涉及的材料可以均为目前NAND器件常用的材料，无需增加新的材料进行制作，就可以完全与目前NAND器件的制作工艺兼容，从而有效降低制作成 本。
本发明实施例中源选择栅接触孔下的有源区为阱引出有源区，但不排除会 出现其他器件结构。若要求源选择栅接触孔的源选择栅部分与其下器件结构隔 离，在该器件结构内均可制作绝缘物井区起到提高源选择栅与其下器件结构之 间的绝缘性隔离作用。因此，本发明的源选择栅接触孔下的有源区并不局限于 实施例中例举的作为第二类有源区的阱引出有源区。在不脱离本发明发明精神 和范围内的改动和变形，则本发明也意闺包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种有源区结构，所述有源区为半导体衬底内的第二类有源区，所述第二类有源区表面覆盖有栅氧化层；所述栅氧化层上具有与第二类有源区位置对应的源选择栅；其特征在于，所述第二类有源区中还包括一绝缘物井区，所述绝缘物井区与用于连接源选择栅的互连结构的位置对应。
2、 如权利要求1所述的有源区结构，其特征在于，所述源选择栅的互连结构为 源选择栅接触孔，所述源选择栅接触孔垂直投影在所述有源区上的区域位于所 述绝缘物井区内。
3、 如权利要求1所述的有源区结构，其特征在于，所述绝缘物井区为隔离浅沟 槽。
4、 如权利要求l所述的有源区结构，其特征在于，所述第二类有源区为阱引出有源区。
5、 如权利要求l所述的有源区结构，其特征在于，所述栅氧化层为二氧化硅材 料，所述源选择栅为导体材料。
6、 如权利要求5所述的有源区结构，其特征在于，所述源选择栅为多晶硅材料。
全文摘要
本发明涉及一种有源区结构，有源区为半导体衬底内的第二类有源区，第二类有源区表面覆盖有栅氧化层；栅氧化层上具有与第二类有源区位置对应的源选择栅；第二类有源区中还包括一绝缘物井区，该绝缘物井区与用于连接源选择栅的互连结构的位置对应。本发明的有源区结构通过在第二类有源区中对应于源选择栅的互连结构位置设置绝缘物井区可有效提高源选择栅与其下第二类有源区之间的电阻，提高两者之间的绝缘隔离性，从而解决源选择栅互连结构下的栅氧化层损伤导致的源选择栅与有源区之间漏电流大的问题，降低NAND器件的功耗，提高器件的稳定性。
文档编号H01L27/115GK101656256SQ20081004188
公开日2010年2月24日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者蔡建祥 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司