在衬底上形成具有存储器单元、高电压设备和逻辑设备的半导体设备的方法与流程

技术特征：
1.一种形成半导体设备的方法，包括：提供半导体材料的衬底，所述半导体材料的衬底包括第一区域、第二区域和第三区域；使所述第一区域中的所述衬底的上表面和所述第二区域中的所述衬底的上表面相对于所述第三区域中的所述衬底的上表面凹入；形成第一导电层，所述第一导电层设置在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中的所述上表面上方并且与所述上表面绝缘；在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中的所述第一导电层上形成绝缘层；在所述第三区域中减薄所述绝缘层，而不在所述第一区域和所述第二区域中减薄所述绝缘层；在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中形成穿过所述绝缘层和所述第一导电层并进入所述衬底的沟槽；用绝缘材料填充所述沟槽；在填充所述沟槽之后，从所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域去除所述绝缘层；形成第二导电层，所述第二导电层设置在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中的所述第一导电层上方并且与所述第一导电层绝缘；执行一种或多种蚀刻以选择性地去除所述第一区域中的所述第一导电层和所述第二导电层的部分，以从所述第二区域和所述第三区域中完全去除所述第一导电层和所述第二导电层，其中所述一种或多种蚀刻导致在所述第一区域中形成堆叠结构对，其中所述堆叠结构中的每个堆叠结构包括所述第二导电层的控制栅，所述第二导电层的控制栅设置在所述第一导电层的浮栅上方并且与所述第一导电层的浮栅绝缘；在所述衬底中形成第一源极区，每个第一源极区设置在所述堆叠结构对中的一个堆叠结构对之间；形成第三导电层，所述第三导电层设置在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中的所述衬底的所述上表面上方并且与所述衬底的所述上表面绝缘；在所述第一区域和所述第二区域中的所述第三导电层上方形成保护绝缘层；在所述形成所述保护绝缘层之后，从所述第三区域中去除所述第三导电层；在从所述第三区域中去除所述第三导电层之后，形成伪导电材料块，所述伪导电材料块设置在所述第三区域中的所述上表面上方并且与所述上表面绝缘；在于所述第三区域中形成所述伪导电材料块之后，蚀刻所述第一区域和所述第二区域中的所述保护绝缘层的部分和所述第三导电层的部分以形成所述第三导电层的多个选择栅，每个选择栅与所述堆叠结构中的一个堆叠结构相邻设置，并且形成所述第三导电层的多个hv栅，每个hv栅设置在所述第二区域中的所述衬底的所述上表面上方并且与所述衬底的所述上表面绝缘；在所述衬底中形成第一漏极区，每个第一漏极区与所述选择栅中的一个选择栅相邻；在所述衬底中形成第二源极区，每个第二源极区与所述hv栅中的一个hv栅相邻；在所述衬底中形成第二漏极区，每个第二漏极区与所述hv栅中的一个hv栅相邻；在所述衬底中形成第三源极区，每个第三源极区与所述伪导电材料块中的一个伪导电材料块相邻；
在所述衬底中形成第三漏极区，每个第三漏极区与所述伪导电材料块中的一个伪导电材料块相邻；以及用金属材料块替换所述伪导电材料块中的每个伪导电材料块。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属材料块中的每个金属材料块通过高k绝缘材料层与所述第三区域中的所述衬底的所述上表面绝缘。3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述替换之前，所述伪导电材料块中的每个伪导电材料块通过高k绝缘材料层与所述第三区域中的所述衬底的所述上表面绝缘，并且其中所述替换还包括在所述高k绝缘材料层上形成所述金属材料块中的每个金属材料块。4.根据权利要求1所述的方法，其中对于所述堆叠结构对中的每个堆叠结构对，所述第三导电层的擦除栅设置在所述堆叠结构对之间，并且设置在所述源极区的一个源极区上方并且与所述源极区的所述一个源极区绝缘。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一导电层、所述第二导电层和所述第三导电层中的每一者由多晶硅或非晶硅形成。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述第一漏极区、所述第二漏极区和所述第三漏极区上以及在所述第二源极区和所述第三源极区上形成硅化物。7.根据权利要求4所述的方法，还包括：在所述替换之前，在所述选择栅、所述擦除栅和所述hv栅上形成硅化物。8.根据权利要求1所述的方法，其中对于所述堆叠结构中的每个堆叠结构，所述控制栅通过ono绝缘层与所述浮栅绝缘。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述形成所述伪导电材料块包括在所述导电材料块上形成逻辑绝缘层并且在所述逻辑绝缘层上形成硬掩模层。10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述替换之前，还包括：在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中形成能够流动的材料层；去除所述能够流动的材料层的一部分以暴露所述硬掩模层；去除所述硬掩模层；以及去除所述能够流动的材料层。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：在所述选择栅、所述擦除栅和所述hv栅上形成硅化物，其中所述逻辑绝缘层防止在所述导电材料块上形成硅化物。12.一种形成半导体设备的方法，包括：提供半导体材料的衬底，所述半导体材料的衬底包括第一区域、第二区域和第三区域；使所述第一区域中的所述衬底的上表面和所述第二区域中的所述衬底的上表面相对于所述第三区域中的所述衬底的上表面凹入；在所述衬底上方形成绝缘层；在所述第三区域中减薄所述绝缘层，而不在所述第一区域和所述第二区域中减薄所述绝缘层；在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中形成穿过所述绝缘层并进入所述衬底的沟槽；
用绝缘材料填充所述沟槽；在填充所述沟槽之后，从所述第一区域和所述第二区域去除所述绝缘层；形成第一导电层，所述第一导电层设置在所述第一区域和所述第二区域中的所述上表面上方并且与所述上表面绝缘；形成第二导电层，所述第二导电层设置在所述第一区域和所述第二区域中的所述第一导电层上方并且与所述第一导电层绝缘；执行一种或多种蚀刻以选择性地去除所述第一区域中的所述第一导电层和所述第二导电层的部分，以从所述第二区域中完全去除所述第一导电层和所述第二导电层，其中所述一种或多种蚀刻导致在所述第一区域中形成堆叠结构对，其中所述堆叠结构中的每个堆叠结构包括所述第二导电层的控制栅，所述第二导电层的控制栅设置在所述第一导电层的浮栅上方并且与所述第一导电层的浮栅绝缘；在所述衬底中形成第一源极区，每个第一源极区设置在所述堆叠结构对中的一个堆叠结构对之间；形成第三导电层，所述第三导电层设置在所述第一区域和所述第二区域中的所述衬底的所述上表面上方并且与所述衬底的所述上表面绝缘；在所述第一区域和所述第二区域中的所述第三导电层上方形成保护绝缘层；在所述形成所述保护绝缘层之后，从所述第三区域中去除所述保护绝缘层；在从所述第三区域中去除所述保护绝缘层之后，形成伪导电材料块，所述伪导电材料块设置在所述第三区域中的所述上表面上方并且与所述上表面绝缘；在于所述第三区域中形成所述伪导电材料块之后，蚀刻所述第一区域和所述第二区域中的所述保护绝缘层的部分和所述第三导电层的部分以形成所述第三导电层的多个选择栅，每个选择栅与所述堆叠结构中的一个堆叠结构相邻设置，并且形成所述第三导电层的多个hv栅，每个hv栅设置在所述第二区域中的所述上表面上方并且与所述上表面绝缘；在所述衬底中形成第一漏极区，每个第一漏极区与所述选择栅中的一个选择栅相邻；在所述衬底中形成第二源极区，每个第二源极区与所述hv栅中的一个hv栅相邻；在所述衬底中形成第二漏极区，每个第二漏极区与所述hv栅中的一个hv栅相邻；在所述衬底中形成第三源极区，每个第三源极区与所述伪导电材料块中的一个伪导电材料块相邻；在所述衬底中形成第三漏极区，每个第三漏极区与所述伪导电材料块中的一个伪导电材料块相邻；以及用金属材料块替换所述伪导电材料块中的每个伪导电材料块。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述金属材料块中的每个金属材料块通过高k绝缘材料层与所述第三区域中的所述上表面绝缘。14.根据权利要求12所述的方法，其中对于所述堆叠结构对中的每个堆叠结构对，所述第三导电层的擦除栅设置在所述堆叠结构对之间，并且设置在所述源极区的一个源极区上方并且与所述源极区中的所述一个源极区绝缘。15.根据权利要求14所述的方法，还包括：在所述第一漏极区、所述第二漏极区和所述第三漏极区、所述第二源极区和所述第三源极区、所述选择栅、所述擦除栅和所述hv栅上形成硅化物。
16.根据权利要求12所述的方法，其中对于所述堆叠结构中的每个堆叠结构，所述控制栅通过ono绝缘层与所述浮栅绝缘。

技术总结
本发明涉及一种形成半导体设备的方法，该方法通过以下步骤进行：使第一区域和第二区域而不是第三区域中的半导体衬底的上表面凹入；在该第三区域中形成第一导电层；在所有三个区域中形成第二导电层；从该第二区域中去除该第一导电层和该第二导电层并且从该第一区域中去除该第一导电层和该第二导电层的部分，从而形成堆叠结构对，每个堆叠结构对在浮栅上方具有控制栅；在所有三个区域中形成第三导电层；在该第一区域和该第二区域中形成保护层；以及然后从该第三区域中去除该第三导电层；然后在该第三区域中形成伪导电材料块；然后在该第一区域和该第二区域中进行蚀刻以形成选择栅和HV栅；并且然后用金属材料块替换这些伪导电材料块。料块。料块。


技术研发人员：宋国祥 王春明 邢精成 X
受保护的技术使用者：硅存储技术股份有限公司
技术研发日：2021.03.01
技术公布日：2022/9/1