技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施例涉及用于半導(dǎo)體裝置的制造中的薄膜沉積設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體裝置的集成度會(huì)增大，在半導(dǎo)體制造工藝中，會(huì)要求半導(dǎo)體裝置形成具有高縱橫比的精細(xì)圖案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)施例可以通過提供一種薄膜沉積設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述薄膜沉積設(shè)備包括：處理室；舟皿，位于處理室中，舟皿容納位于舟皿中的多個(gè)基底；噴嘴，向處理室供應(yīng)源氣體以在每個(gè)基底上形成薄膜，噴嘴包括多個(gè)T形的噴嘴管，每個(gè)T形的噴嘴管包括具有閉合端的第一管和結(jié)合到第一管的中間部的第二管。

實(shí)施例可以通過提供一種薄膜沉積設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述薄膜沉積設(shè)備包括：處理室；舟皿，位于處理室中，舟皿容納位于舟皿中的多個(gè)基底；多個(gè)噴嘴部件，包括與舟皿的側(cè)表面鄰近的彼此分隔開的多個(gè)T形的噴嘴管，以向處理室的不同區(qū)域供應(yīng)用于在每個(gè)基底上形成薄膜的源氣體和吹掃氣體。

實(shí)施例可以通過提供一種薄膜沉積設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述薄膜沉積設(shè)備包括：處理室；多個(gè)噴嘴管，以基本均勻的速度(velocity)向處理室的不同區(qū)域供應(yīng)氣體。

附圖說(shuō)明

通過參照附圖詳細(xì)描述示例性實(shí)施例，特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講將 變得清楚，在附圖中：

圖1示出根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積(ALD)設(shè)備的示意性剖視圖；

圖2示出根據(jù)圖1示出的示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備的一部分的視圖；

圖3和圖4示出根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備的相應(yīng)的噴嘴部件的視圖；

圖5和圖6示出根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備的相應(yīng)的噴嘴部件和氣體供應(yīng)設(shè)備的視圖；

圖7和圖8分別示出使用根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備形成薄膜的工藝的流程圖和時(shí)序圖；

圖9示出通過使用根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備制造的豎直存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的示意性透視圖；

圖10A和圖10B示出圖9的區(qū)域A的放大圖；

圖11至圖18示出通過使用根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備制造豎直存儲(chǔ)裝置的方法中的步驟的視圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在，在下文中將參照附圖更充分地描述示例實(shí)施例；然而，示例實(shí)施例可以以不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)解釋為局限于這里闡述的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底的且完整的，并將把示例性實(shí)施方案充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。

在附圖中，為了示出的清楚，可夸大層和區(qū)域的尺寸。在整個(gè)說(shuō)明書中，將理解的是，當(dāng)諸如層、區(qū)域或基底的元件被稱為“在”另一元件“上”、“連接到”或“結(jié)合到”另一元件時(shí)，該元件可以直接“在”其他元件“上”、直接“連接到”或直接“結(jié)合到”其他元件或者可以存在置于兩個(gè)元件之間的其他元件。相反地，當(dāng)元件被稱為“直接在”另一元件“上”、“直接連接到”或“直接結(jié)合到”另一元件時(shí)，可以不存在置于兩個(gè)元件之間的元件或?qū)印Ｍ瑯拥臉?biāo)號(hào)始終指示同樣的元件。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)列出項(xiàng)的任何和全部組合。

將明顯的是，盡管在這里可以使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等來(lái)描述各種構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但這些構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該被這些術(shù)語(yǔ)所限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部 分與另一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，在不脫離示例實(shí)施例的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，諸如“在……之上”、“上面的”、“在……之下”和“下面的”等，用來(lái)描述如在圖中所示的一個(gè)元件與另一元件(其他元件)的關(guān)系。將理解的是，除了圖中描繪的方位之外空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)還意在包含裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則描述為“在”其他元件“上方”或“上面”的元件隨后將被定向?yàn)椤霸凇逼渌蛱卣鳌跋路健被颉跋旅妗薄Ｒ虼耍g(shù)語(yǔ)“在……上方”可以根據(jù)附圖的具體方向包含上方方位和下方方位這兩種方位。裝置可被另外地定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并可以相應(yīng)地解釋在這里使用的空間相對(duì)描述符。

在這里使用術(shù)語(yǔ)僅為了描述具體實(shí)施例而不意在限制具體實(shí)施例。如這里使用的，除非上下文另外清楚地指出，否則單數(shù)形式的“一個(gè)(種/者)”、“該”和“所述”也意在包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包括……的”時(shí)，指存在所述特征、整體、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或它們的組，但不排除存在或附加一個(gè)或更多個(gè)其他的特征、整體、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或它們的組。

在下文中，將參照示意圖描述示例實(shí)施例。在附圖中，例如，由于制造技術(shù)和/或公差，可以估計(jì)被示出的形狀有所改變。因此，示例實(shí)施例不應(yīng)該被解釋為局限于這里示出的區(qū)域的具體形狀，例如，包括由制造引起的形狀的改變。下面的實(shí)施例也可以由一個(gè)實(shí)施例或?qū)嵤├慕M合構(gòu)成。

盡管可以不示出一些剖視圖的相應(yīng)平面圖和/或透視圖，但這里示出的裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖為如將在平面圖中示出的沿兩個(gè)不同方向延伸的和/或如將在透視圖中示出的在三個(gè)不同方向上的多個(gè)裝置結(jié)構(gòu)提供支持。兩個(gè)不同的方向可以是彼此正交的或者可以不是彼此正交的。三個(gè)不同的方向可以包括可以與兩個(gè)不同的方向正交的第三方向。多個(gè)裝置結(jié)構(gòu)可以集成在同一電子裝置中。例如，當(dāng)在剖視圖中示出裝置結(jié)構(gòu)(例如，存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu))時(shí)，如將由電子裝置的平面圖示出的，電子裝置可以包括多個(gè)裝置結(jié)構(gòu)(例如，存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu))。多個(gè)裝置結(jié)構(gòu)可以布置在陣列中和/或二維圖案中。

下面描述的示例實(shí)施例的內(nèi)容可以具有多種構(gòu)造，并且在此僅提出需要 的構(gòu)造，但不限于此。

圖1示出根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積(ALD)設(shè)備的示意性剖視圖。

參照?qǐng)D1，根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備100可以包括處理室102、流道106、舟皿108、噴嘴部件140、氣體供應(yīng)設(shè)備132、控制器164、豎直驅(qū)動(dòng)器120和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器118。

處理室102可以豎直地延伸，可以具有圓頂形狀的上部和開放的圓筒形狀的下部，并且可以包括可經(jīng)受高溫的石英或碳化硅(SiC)材料。對(duì)處理室102進(jìn)行加熱的加熱部104可以設(shè)置成圍繞處理室102。

流道106可以結(jié)合在處理室102的下部上，可以包括金屬材料，并且可以具有上部和下部開放的圓筒形狀。

流道106可以包括設(shè)置在其一側(cè)中的排氣部160以排出，例如，剩余源氣體、吹掃氣體和反應(yīng)副產(chǎn)物。排氣部160可以連接到真空泵。

舟皿108可以在豎直方向以特定間隔容納多個(gè)半導(dǎo)體基底W。舟皿108可以通過流道106被傳送到處理室102中或處理室102的外部。半導(dǎo)體基底W可以容納在舟皿108中以被裝載到處理室102中，然后流道106的下開口可以由蓋構(gòu)件110關(guān)閉。相比于處理室102的內(nèi)部空間，流道106的內(nèi)部空間會(huì)具有相對(duì)低的溫度。為了補(bǔ)償這樣的溫度差，可以在蓋構(gòu)件110中設(shè)置加熱器162。例如，加熱器162可以對(duì)流道106的內(nèi)部空間進(jìn)行加熱使得處理室102的內(nèi)部空間和流道106的內(nèi)部空間可以具有均勻的溫度分布。加熱器162可以使用電阻加熱線形成。

處理室102和流道106，以及流道106和蓋構(gòu)件110可以分別具有置于它們之間的用于提供密封的密封構(gòu)件112。

噴嘴部件140可以向處理室102供應(yīng)分別在半導(dǎo)體基底W上形成薄膜的源氣體和用于吹掃處理室102內(nèi)部的源氣體的吹掃氣體，并且可以包括多個(gè)T形噴嘴管。下面將參照?qǐng)D2到圖4更詳細(xì)地描述噴嘴部件140的端部。

氣體供應(yīng)設(shè)備132可以設(shè)置成連接到噴嘴部件140，并且可以包括儲(chǔ)存源氣體(或液體源材料)和吹掃氣體的存儲(chǔ)部件、使液體源材料蒸發(fā)的蒸發(fā)器以及控制氣體供應(yīng)的閥。

控制器164可以控制氣體供應(yīng)設(shè)備132、豎直驅(qū)動(dòng)器120和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器118的操作。在堆疊有多個(gè)半導(dǎo)體基底W的舟皿108被豎直驅(qū)動(dòng)器120傳送到處理室102中之后，控制器164可以控制由氣體供應(yīng)設(shè)備132供應(yīng)的氣體 的供應(yīng)流率和供應(yīng)時(shí)間，并且可以使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器118調(diào)整半導(dǎo)體基底W的旋轉(zhuǎn)速度以便在每個(gè)基底W上形成均勻厚度的薄膜。

舟皿108可以設(shè)置在轉(zhuǎn)盤114上，轉(zhuǎn)盤114可以結(jié)合在旋轉(zhuǎn)軸116上方。旋轉(zhuǎn)軸116可以連接到轉(zhuǎn)盤114和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器118。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器118可以設(shè)置在豎直驅(qū)動(dòng)器120的水平臂122的下部上，蓋構(gòu)件110可以設(shè)置在豎直驅(qū)動(dòng)器120的水平臂122上方。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器118可以包括第一電動(dòng)機(jī)。第一電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力可以傳輸?shù)叫D(zhuǎn)軸116。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器118可以使轉(zhuǎn)盤114和舟皿108旋轉(zhuǎn)。防止通過旋轉(zhuǎn)軸116與蓋構(gòu)件110之間的間隙泄漏的機(jī)械密封件124可以設(shè)置在蓋構(gòu)件110與水平臂122之間。

負(fù)載鎖定室126可以設(shè)置在處理室102下方，舟皿108可以在處理室102與負(fù)載鎖定室126之間豎直地移動(dòng)。

豎直驅(qū)動(dòng)器120可以包括水平臂122、提供用于豎直移動(dòng)水平臂122的驅(qū)動(dòng)力的豎直驅(qū)動(dòng)部128以及傳輸驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)軸130。豎直驅(qū)動(dòng)部128可以包括第二電動(dòng)機(jī)。可以用導(dǎo)螺桿作為驅(qū)動(dòng)軸130，該導(dǎo)螺桿通過第二電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)。水平臂122可以結(jié)合到驅(qū)動(dòng)軸130，并且可以通過驅(qū)動(dòng)軸130的旋轉(zhuǎn)豎直地移動(dòng)。

在示例實(shí)施例中，原子層沉積設(shè)備100被例示為薄膜沉積設(shè)備。示例實(shí)施例不限于此，在沒有限制的情況下，可以使用能夠使用源氣體沉積薄膜的各種類型的沉積設(shè)備。

圖2示出根據(jù)圖1示出的示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備的一部分的視圖。圖2示出圖1的原子層沉積設(shè)備100的處理室102中的噴嘴部件140的視圖。

參照?qǐng)D2，噴嘴部件140可以包括多個(gè)T形噴嘴管141、142和143。在示例實(shí)施例中，噴嘴部件140可以包括向處理室102的三個(gè)不同區(qū)域同時(shí)供應(yīng)源氣體的三個(gè)T形噴嘴管141、142和143。噴嘴部件140可以包括向舟皿108的上面區(qū)域T供應(yīng)源氣體的第一T形噴嘴管141、向舟皿108的中心區(qū)域C供應(yīng)源氣體的第二T形噴嘴管142以及向舟皿108的下面區(qū)域B供應(yīng)源氣體的第三T形噴嘴管143。T形噴嘴管的數(shù)量不限于示例實(shí)施例中示出的T形噴嘴管的數(shù)量。當(dāng)處理室102被劃分為四個(gè)或更多個(gè)區(qū)域時(shí)，四個(gè)或更多個(gè)T形噴嘴管可以形成噴嘴部件140。

T形噴嘴管141、142和143中的每個(gè)可以包括均具有閉合端的第一管141a、142a和143a以及均結(jié)合到第一管141a、142a和143a中的每個(gè)的中間 部的第二管141b、142b和143b，即，噴嘴管可以是T形的。

多個(gè)T形噴嘴管141、142和143可以，與例如在z軸方向上容納有多個(gè)半導(dǎo)體基底W的舟皿108的側(cè)表面鄰近地(例如，相鄰)，設(shè)置為以例如在z軸方向上的特定的間隔S彼此分隔開。多個(gè)第一管141a、142a和143a可以按線性方式，以例如在z軸方向上的特定的間隔S，與舟皿108的側(cè)表面鄰近地設(shè)置。第一管141a、142a和143a以及第二管141b、142b和143b可以彼此結(jié)合以基本形成直角(例如，以形成大致直角)。第二管141b、142b和143b的例如在x軸方向上的長(zhǎng)度可以分別比第一管141a、142a和143a的例如在z軸方向上的長(zhǎng)度短。

第一管141a、142a和143a中的每個(gè)可以具有以特定的間隔設(shè)置在其一側(cè)中的用于噴射源氣體的多個(gè)噴嘴孔H(見圖3)。多個(gè)噴嘴孔H中的每個(gè)可以與半導(dǎo)體基底W之間的多個(gè)空間中的每個(gè)空間對(duì)應(yīng)，例如，可以與半導(dǎo)體基底W之間的一個(gè)空間對(duì)應(yīng)。噴嘴孔H可以按(例如，以)至少等于半導(dǎo)體基底W的數(shù)量的量設(shè)置。

噴嘴部件140還可以具有分別連接到T形噴嘴管141、142和143的第二管141b、142b和143b的注射部151、152和153。源氣體可以分別通過注射部151、152和153單獨(dú)地引入到T形噴嘴管141、142和143中，并且可以通過噴嘴孔H噴射到處理室102中。

根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備100可以包括噴嘴部件140，噴嘴部件140包括同時(shí)向處理室102的三個(gè)不同區(qū)域(例如，上面區(qū)域T、中心區(qū)域C和下面區(qū)域B)供應(yīng)源氣體的三個(gè)T形噴嘴管141、142和143，并且與通過包括單個(gè)L型噴嘴管的原子層沉積設(shè)備分別形成在半導(dǎo)體基底上的薄膜相比，通過原子層沉積設(shè)備100分別形成在半導(dǎo)體基底上的薄膜可以在處理室102的區(qū)域中具有改善的厚度變化，并且在半導(dǎo)體基底中具有改善的厚度變化。相比于向單個(gè)L型噴嘴管供應(yīng)源氣體，源氣體可以單獨(dú)供應(yīng)到三個(gè)T形噴嘴管141、142和143，通過噴嘴孔H噴射的源氣體的速率可以增大，并且遍布在處理室102的整個(gè)區(qū)域的源氣體的速率可以保持恒定。這樣的結(jié)果也可以通過模擬來(lái)證實(shí)。

與示例實(shí)施例不同，T形噴嘴管141、142和143的第二管141b、142b和143b可以連接到單個(gè)注射部。當(dāng)通過單個(gè)注射部引入源氣體時(shí)，不會(huì)對(duì)薄膜中厚度變化的改善具有影響。

圖3和圖4示出根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備的相應(yīng)的噴嘴部件的視圖。

參照?qǐng)D3，噴嘴部件140可以包括分別連接到T形噴嘴管141、142和143的第二管141b、142b和143b的注射部151、152和153，并且還可以包括使注射部151、152和153彼此固定的結(jié)合部161。側(cè)向地設(shè)置在各個(gè)第一管141a、142a和143a中的噴嘴孔H的數(shù)量不限于示例實(shí)施例中示出的噴嘴孔H的數(shù)量，并且可以根據(jù)容納在舟皿108中的半導(dǎo)體基底W的數(shù)量而改變(參照?qǐng)D2)。

至少一個(gè)結(jié)合部161可以安裝在第一注射部151和第二注射部152之間以及第一注射部151、第二注射部152和第三注射部153之中。至少一個(gè)結(jié)合部161可以允許多個(gè)第一管141a、142a和143a以特定間隔S與舟皿108的側(cè)表面鄰近地設(shè)置(參照?qǐng)D2)，多個(gè)噴嘴孔H中的每個(gè)可以設(shè)置為與半導(dǎo)體基底W之間的空間中的每個(gè)對(duì)應(yīng)。至少一個(gè)結(jié)合部161可以保持注射部151、152和153之中的間隔。

至少一個(gè)結(jié)合部161可以包括諸如石英或碳化硅(SiC)的材料，以便防止由工藝期間的熱或源氣體引起的損壞。

首先參照?qǐng)D4，噴嘴部件240可以包括與舟皿108(見圖2)的側(cè)表面鄰近地豎直布置成線的彼此結(jié)合的多個(gè)T形噴嘴管241、242和243。

T形噴嘴管241、242和243中的每個(gè)可以包括均具有閉合端的第一管241a、242a和243a，以及均結(jié)合到各個(gè)第一管241a、242a和243a的中間部的第二管241b、242b和243b。第一管241a、242a和243a中的每個(gè)可以包括具有突起P的一端，以及具有凹進(jìn)R的另一端。第一管242a和243a的突起P與另外的第一管241a和242a可以彼此結(jié)合。以這種方式，第一管241a、242a和243a可以彼此結(jié)合以豎直布置成線，例如，可以直接接觸使得沒有特定間隔S位于它們之間。突起P可以安裝到凹進(jìn)R中而它們之間不存在空間。

第一管241a、242a和243a以及第二管241b、242b和243b可以彼此結(jié)合以基本形成直角。第二管241b、242b和243b可以分別比第一管241a、242a和243a短。

噴嘴部件240還可以包括參照?qǐng)D3描述的結(jié)合部161，使得分別連接到第二管241b、242b和243b的注射部151、152和153之間可以保持間隔，并且多個(gè)噴嘴孔H中的每個(gè)可以設(shè)置為與半導(dǎo)體基底W之間的多個(gè)空間中的每 個(gè)對(duì)應(yīng)。

圖5和圖6示出根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備的相應(yīng)的噴嘴部件和氣體供應(yīng)設(shè)備的視圖。

參照?qǐng)D5，噴嘴部件140可以包括多個(gè)T形噴嘴管141、142和143以及分別連接到T形噴嘴管141、142和143的注射部151、152和153。注射部151、152和153可以分別將由氣體供應(yīng)設(shè)備132供應(yīng)的源氣體和吹掃氣體引入到T形噴嘴管141、142和143中。氣體供應(yīng)設(shè)備132可以包括第一氣體供應(yīng)設(shè)備132a、第二氣體供應(yīng)設(shè)備132b和第三氣體供應(yīng)設(shè)備132c。第一氣體供應(yīng)設(shè)備132a、第二氣體供應(yīng)設(shè)備132b和第三氣體供應(yīng)設(shè)備132c中的每個(gè)可以包括儲(chǔ)存源氣體或液態(tài)源材料的存儲(chǔ)部件和調(diào)整氣體供應(yīng)的閥。第一氣體供應(yīng)設(shè)備132a、第二氣體供應(yīng)設(shè)備132b和第三氣體供應(yīng)設(shè)備132c中的每個(gè)還可以包括在蒸鍍液態(tài)源材料時(shí)，使液態(tài)源材料蒸發(fā)并將蒸發(fā)的液態(tài)源材料作為源氣體來(lái)供應(yīng)的蒸發(fā)器。第一氣體供應(yīng)設(shè)備132a和第二氣體供應(yīng)設(shè)備132b可以分別供應(yīng)第一源氣體和第二源氣體，第三氣體供應(yīng)設(shè)備132c可以供應(yīng)吹掃氣體。在示例實(shí)施例中，噴嘴部件140可以向舟皿108的上面區(qū)域T、中心區(qū)域C和下面區(qū)域B(參照?qǐng)D2)供應(yīng)第一源氣體、第二源氣體或吹掃氣體。噴嘴部件140可以按需要的順序依次供應(yīng)第一源氣體、第二源氣體和吹掃氣體。

參照?qǐng)D6，多個(gè)噴嘴部件140-1、140-2和140-3可以與舟皿108的側(cè)表面鄰近地設(shè)置在處理室102中。多個(gè)噴嘴部件140-1、140-2和140-3中的每個(gè)可以包括多個(gè)T形噴嘴管和分別連接到T形噴嘴管的注射部。

氣體供應(yīng)設(shè)備132可以包括第一氣體供應(yīng)設(shè)備132a、第二氣體供應(yīng)設(shè)備132b和第三氣體供應(yīng)設(shè)備132c。第一氣體供應(yīng)設(shè)備132a和第二氣體供應(yīng)設(shè)備132b可以分別供應(yīng)第一源氣體和第二源氣體，第三氣體供應(yīng)設(shè)備132c可以供應(yīng)吹掃氣體。在示例實(shí)施例中，第一噴嘴部件140-1可以供應(yīng)由第一氣體供應(yīng)設(shè)備132a引入的第一源氣體，第二噴嘴部件140-2可以供應(yīng)由第二氣體供應(yīng)設(shè)備132b引入的第二源氣體，第三噴嘴部件140-3可以供應(yīng)由第三氣體供應(yīng)設(shè)備132c引入的吹掃氣體。第一噴嘴部件140-1、第二噴嘴部件140-2和第三噴嘴部件140-3可以分別允許第一源氣體、第二源氣體和吹掃氣體同時(shí)供應(yīng)到舟皿108的各個(gè)區(qū)域。

在示例實(shí)施例中，多個(gè)噴嘴部件140-1、140-2和140-3的使用可以允許 不同的氣體通過單獨(dú)的噴嘴部件供應(yīng)到處理室。當(dāng)通過單獨(dú)的噴嘴部件供應(yīng)吹掃氣體時(shí)，源氣體可以保留在多個(gè)噴嘴部件中。通過使供應(yīng)源氣體的多個(gè)噴嘴部件分開，可以防止保留在噴嘴部件中的不同類型的源氣體彼此反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生異物。多個(gè)噴嘴部件140-1、140-2和140-3可以允許第一源氣體、第二源氣體和吹掃氣體按需要的順序依次供應(yīng)到處理室。

在下文中，根據(jù)具有上述構(gòu)造并在圖1中示出的示例實(shí)施例，將描述使用原子層沉積設(shè)備100形成薄膜的方法。根據(jù)示例實(shí)施例，將描述利用原子層沉積設(shè)備使用原子層沉積(ALD)工藝形成薄膜的方法。這可以是示例，而形成薄膜的方法不限于此。

圖7和圖8分別示出使用根據(jù)圖1示出的示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備形成薄膜的工藝的流程圖和時(shí)序圖。

參照?qǐng)D1、圖7和圖8，可以將半導(dǎo)體基底W保持在舟皿108中以裝載在處理室102中(S10)。在裝載半導(dǎo)體基底W之后，連接到排氣部160的真空泵可以在處理室102中形成期望的真空條件。同時(shí)，加熱器104可以將半導(dǎo)體基底W加熱到期望的加工溫度。

接著，噴嘴部件140可以允許第一源氣體供應(yīng)到處理室102(S11)。豎直地設(shè)置的多個(gè)T形噴嘴管可以允許第一源氣體以基本均勻的速度供應(yīng)到處理室102的整個(gè)區(qū)域。可以以脈沖的方式供應(yīng)第一源氣體預(yù)定的時(shí)間段以使第一源氣體吸附在半導(dǎo)體基底W上。第一源氣體可以是提供形成所需薄膜的材料的前驅(qū)氣體。“以脈沖的方式供應(yīng)第一源氣體預(yù)定時(shí)間段”可以意味著僅以恒定的流率供應(yīng)第一源氣體預(yù)定的時(shí)間段然后關(guān)閉，并且在下文中可以作為具有相同的意思來(lái)使用。

隨后，可以通過經(jīng)由噴嘴部件140引入第一吹掃氣體來(lái)對(duì)處理室102執(zhí)行第一吹掃操作(S12)。第一吹掃操作(S12)可以允許未吸附在半導(dǎo)體基底W上的第一源氣體通過排氣部160排出。可以以脈沖的方式供應(yīng)第一吹掃氣體預(yù)定的時(shí)間段。可以將諸如氬(Ar)或氦(He)的惰性氣體用作第一吹掃氣體。當(dāng)完成第一吹掃操作(S12)時(shí)，僅單層的第一源氣體可以吸附在半導(dǎo)體基底W上。

接著，噴嘴部件140可以允許第二源氣體供應(yīng)到處理室102(S13)。豎直地設(shè)置的多個(gè)T形噴嘴管可以允許第二源氣體以基本均勻的速度供應(yīng)到處理室102的整個(gè)區(qū)域。可以以脈沖的方式供應(yīng)第二源氣體預(yù)定的時(shí)間段。第 二源氣體可以與吸附在半導(dǎo)體基底W上的第一源氣體反應(yīng)以形成具有單原子厚度的需要的薄膜。第二源氣體可以是與作為前驅(qū)氣體的第一源氣體反應(yīng)的反應(yīng)氣體。

隨后，可以通過經(jīng)由噴嘴部件140引入第二吹掃氣體來(lái)對(duì)處理室102執(zhí)行第二吹掃操作(S14)。

通過第二吹掃操作(S14)未反應(yīng)的第二源氣體和反應(yīng)副產(chǎn)物可以通過排氣部160排出。可以將諸如氬(Ar)或氦(He)的惰性氣體用作第二吹掃氣體。

操作S11至操作S14可以形成循壞，并且可以根據(jù)需要的薄膜的厚度來(lái)重復(fù)循壞。

當(dāng)形成具有需要的厚度的薄膜時(shí)，可以使半導(dǎo)體基底W冷卻，然后從處理室102卸載。

圖9示出使用根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備制造的豎直存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。

參照?qǐng)D9，豎直存儲(chǔ)裝置300可以包括基底301、包括交替地堆疊在基底301上的層間絕緣層320和柵電極330的柵極結(jié)構(gòu)以及在與基底301的上表面垂直的方向上穿過層間絕緣層320和柵電極330的溝道350。豎直存儲(chǔ)裝置300還可以包括在溝道350的下部上設(shè)置在基底301上的外延部340、設(shè)置在溝道350與柵電極330之間的柵極介電層360、設(shè)置在源極區(qū)305上的共源線307以及設(shè)置在溝道350中的每個(gè)的上部上的漏極焊盤390。

在豎直存儲(chǔ)裝置300中，單個(gè)的存儲(chǔ)單元串可以沿溝道350中的每個(gè)來(lái)構(gòu)造，多個(gè)存儲(chǔ)單元串可以分別在x軸方向和y軸方向上布置在行和列中。

基底301可以具有在x軸和y軸方向上延伸的上表面。基底301可以包含半導(dǎo)體材料，諸如IV族半導(dǎo)體、III-V族化合物半導(dǎo)體或II-VI族化合物半導(dǎo)體。例如，IV族半導(dǎo)體可以包含硅、鍺或硅-鍺。基底301可以設(shè)置為塊狀晶片或外延層。

均具有柱狀的溝道350可以設(shè)置為在與基底301的上表面垂直的z軸方向上延伸。溝道350中的每個(gè)可以具有圍繞每個(gè)溝道350中的第一絕緣層382的環(huán)形形狀。溝道350可以在x軸和y軸方向上彼此分隔開以被設(shè)置成建立特定的布置。如示例實(shí)施例中所示，具有共源線307置于其間的鄰近的溝道350的沉積可以是對(duì)稱的。

溝道350可以通過位于溝道350的下表面上的外延層340電連接到基底301。溝道350可以包含諸如多晶硅的半導(dǎo)體材料，半導(dǎo)體材料可以不摻雜有雜質(zhì)，或者可以包含p型或n型雜質(zhì)。

外延層340可以在溝道350的下部上設(shè)置在基底301上。外延層340可以設(shè)置在至少一個(gè)柵電極330的側(cè)表面上。盡管溝道350的長(zhǎng)寬比(aspect ratio)被外延層340增大，但是溝道350可以穩(wěn)定地并且電氣地連接到基底301。外延層340可以包含摻雜有或未摻雜有雜質(zhì)的多晶硅、單晶硅、多晶鍺或單晶鍺。

外延絕緣層365可以設(shè)置在外延層340與柵電極331之間。外延絕緣層365可以是通過使外延層340的一部分熱氧化而形成的氧化膜。例如，外延絕緣層365可以是通過使硅(Si)外延層340熱氧化而形成的硅氧化膜SiO₂。

由330共同表示的多個(gè)柵電極331至338可以與溝道350中的每個(gè)的側(cè)表面鄰近地設(shè)置為在z軸方向上與基底301分隔開。柵電極330可以包含多晶硅、金屬硅化物材料或金屬材料。例如，金屬硅化物材料可以是從鈷(Co)、鎳(Ni)、鉿(Hf)、鉑(Pt)、鎢(W)和鈦(Ti)或其組合選擇的金屬的硅化物材料。例如，金屬材料可以是鎢(W)、鋁(Al)或銅(Cu)。

由320共同表示的多個(gè)層間絕緣層321至329中的每個(gè)可以設(shè)置在柵電極330之間。與柵電極330一樣，層間絕緣層320也可以設(shè)置為在z軸方向上彼此分隔開并在y軸方向上延伸。層間絕緣層320可以包含諸如氧化硅或氮化硅的絕緣材料。

柵極介電層360可以設(shè)置在柵電極330與溝道350之間。柵極介電層360可以包括從溝道350順序地堆疊的隧穿(tunneling)介電層、電荷存儲(chǔ)層和阻擋介電層。這將在下面參照?qǐng)D10A和圖10B更詳細(xì)地描述。

圖10A和圖10B是圖9的區(qū)域A的放大圖。

參照?qǐng)D10A，柵極介電層360可以具有從溝道350順序地堆疊有隧穿介電層362、電荷存儲(chǔ)層364和阻擋介電層366的結(jié)構(gòu)。可以設(shè)置柵極介電層360使得隧穿介電層362、電荷存儲(chǔ)層364和阻擋介電層366都可以與溝道350鄰近地延伸。形成柵極介電層360的層的相對(duì)厚度不限于圖10A中示出的層的厚度，并且可以改變。

隧穿介電層362可以包含氧化硅。電荷存儲(chǔ)層364可以包含氮化硅或氧氮化硅。阻擋介電層366可以包含氧化硅、具有高介電常數(shù)的金屬氧化物或 其組合物。例如，具有高介電常數(shù)的金屬氧化物可以是氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鉭(Ta₂O₃)、氧化鈦(TiO₂)、氧化釔(Y₂O₃)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化鋯硅(ZrSi_xO_y)、氧化鉿(HfO₂)、氧化鉿硅(HfSi_xO_y)、氧化鑭(La₂O₃)、氧化鑭鋁(LaAl_xO_y)、氧化鑭鉿(LaHf_xO_y)、氧化鉿鋁(HfAl_xO_y)和氧化鐠(Pr₂O₃)或其組合物。

參照?qǐng)D10B，柵極介電層360a可以具有從溝道350順序地堆疊有隧穿介電層362、電荷存儲(chǔ)層364以及阻擋介電層366a1和366a2的結(jié)構(gòu)。與圖10A的示例實(shí)施例不同，阻擋介電層366a1和366a2可以形成兩層，第一阻擋介電層366a1可以與溝道350鄰近地延伸，第二阻擋介電層366a2可以設(shè)置為圍繞柵電極層333。例如，第一阻擋介電層366a1可以是氧化硅膜，第二阻擋介電層366a2可以是具有高介電常數(shù)的金屬氧化物膜。

在存儲(chǔ)單元串的上端處，漏極焊盤390中的每個(gè)可以設(shè)置為覆蓋第一絕緣層382的上表面并電連接到溝道350。例如，漏極焊盤390可以包含摻雜的多晶硅。漏極焊盤390可以電連接到形成在漏極焊盤390上的位線。

在存儲(chǔ)單元串的下端處，源極區(qū)305可以設(shè)置在基底301的區(qū)域中。源極區(qū)305可以設(shè)置為與基底301的上表面鄰近并在y軸方向上延伸的同時(shí)以特定距離在x軸方向上彼此分隔開。例如，可以在x軸方向上的每?jī)蓚€(gè)溝道350中順序地布置源極區(qū)305，但不限于此。共源線307可以設(shè)置在源極區(qū)305上以便與源極區(qū)305鄰近地在y軸方向上延伸。共源線307可以包含導(dǎo)電材料。例如，共源線307可以包含鎢(W)、鋁(Al)或銅(Cu)。共源線307可以通過第二絕緣層306而與柵電極330電絕緣。

圖11至圖18示出使用根據(jù)示例實(shí)施例的原子層沉積設(shè)備制造半導(dǎo)體裝置的方法的視圖。

參照?qǐng)D11，可以在基底301上交替地堆疊層間絕緣層320和由310共同表示的層間犧牲層311至316。如圖11中所示，層間絕緣層320和層間犧牲層310可以從第一層間絕緣層321開始在基底301上交替地堆疊在彼此上。

層間犧牲層310可以由針對(duì)層間絕緣層320具有蝕刻選擇性地蝕刻的材料形成。例如，層間絕緣層320可以包括氧化硅和氮化硅中的至少一種，層間犧牲層310可以包括從硅、碳化硅、氧化硅和氮化硅中選擇的并與層間絕緣層320不同的材料。

如示例實(shí)施例中所示，層間絕緣層320的厚度可以不全是相同的。可以 使層間絕緣層320之中的底層間絕緣層321形成為具有相對(duì)薄的厚度，可以使頂層間絕緣層329形成為具有相對(duì)厚的厚度。

參照?qǐng)D12，可以使第一開口OP1穿過層間犧牲層310和層間絕緣層320，可以使其具有孔形狀并且具有高的長(zhǎng)寬比。第一開口OP1可以被稱為“溝道孔”。第一開口OP1的長(zhǎng)寬比可以是10:1或更大。

第一開口OP1可以在z軸方向上延伸到基底301以在基底301中形成凹進(jìn)區(qū)域R。可以通過對(duì)層間犧牲層310和層間絕緣層320各向異性地蝕刻來(lái)形成第一開口OP1。可以根據(jù)第一開口OP1的寬度W1來(lái)選擇凹進(jìn)區(qū)域R的深度D1。

參照?qǐng)D13，可以在位于第一開口OP1下部的下方的凹進(jìn)區(qū)域R中形成外延層340。

可以使用選擇性外延生長(zhǎng)(SEG)工藝來(lái)形成外延層340。外延層340可以填充凹進(jìn)區(qū)域R，并且可以在基底301的上方延伸。外延層340的上表面可以比與基底301鄰近的犧牲層311的上表面高，并且可以比位于犧牲層311上方的犧牲層312的下表面低。

如示例實(shí)施例中所示，外延層340的上表面可以是平坦的。例如，根據(jù)生長(zhǎng)條件，外延層340的上表面可以是傾斜的。

隨后，第一開口OP1可以具有在其內(nèi)壁上形成的柵極介電層360。可以使用圖1示出的原子層沉積設(shè)備100通過原子層沉積(ALD)來(lái)在第一開口OP1的內(nèi)壁上共形地形成具有均勻厚度的柵極介電層360。此外，可以在單個(gè)基底301上形成多個(gè)豎直存儲(chǔ)裝置，并且即使位于多個(gè)豎直存儲(chǔ)裝置之間也可以改善柵極介電層360的厚度變化。

將參照?qǐng)D1和圖7更詳細(xì)地描述形成具有圖10A中示出的堆疊結(jié)構(gòu)的柵極介電層360的方法。

第一開口OP1可以具有順序地堆疊在其中的阻擋介電層366、電荷存儲(chǔ)層364和隧穿介電層362。

首先，第一開口OP1可以具有形成在其內(nèi)壁上的阻擋介電層366。阻擋介電層366可以是具有高介電常數(shù)的金屬氧化物，可以使用圖1中示出的原子層沉積設(shè)備100通過原子層沉積(ALD)來(lái)形成金屬氧化物。

參照?qǐng)D1和圖7，可以將具有第一開口OP1的基底101保持在舟皿108中以裝載到處理室102中(S10)，可以通過噴嘴部件140以脈沖的方式向處 理室102供應(yīng)金屬源氣體、第一源氣體預(yù)定的時(shí)間段(S11)。金屬源氣體可以是包含金屬元素的有機(jī)化合物。金屬源氣體可以包含鋁(Al)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、鑭(La)或鉭(Ta)。金屬源氣體可以被吸附到第一開口OP1的內(nèi)壁、外延層340的上表面以及硬掩模HM1的上表面上。隨后，可以通過噴嘴部件140向處理室102供應(yīng)第一吹掃氣體以執(zhí)行第一吹掃操作(S12)。

接著，可以通過噴嘴部件140向處理室102供應(yīng)氧源氣體、第二源氣體(S13)。氧源氣體可以是氧氣O₂、臭氧O₃、水蒸氣H₂O或過氧化氫H₂O₂。氧源氣體可以與先前吸附的金屬源氣體反應(yīng)以在第一開口OP1的內(nèi)壁、外延層340的上表面以及硬掩模HM1的上表面上共形地形成具有原子層厚度的金屬氧化物。隨后，可以通過噴嘴部件140向處理室102供應(yīng)第二吹掃氣體以執(zhí)行第二吹掃操作(S14)。

根據(jù)需要的厚度，通過重復(fù)操作(S11到S14)，可以形成包括金屬氧化物的阻擋介電層366。

第二，可以在形成在第一開口OP1的內(nèi)壁上的阻擋介電層366上形成電荷存儲(chǔ)層364。電荷存儲(chǔ)層364可以是氮化硅，可以使用圖1中示出的原子層沉積設(shè)備100通過原子層沉積(ALD)來(lái)形成氮化硅。

參照?qǐng)D1和圖7，在第一開口OP1的內(nèi)壁上形成有阻擋介電層366的基底301被裝載到處理室102中時(shí)，可以通過噴嘴部件140以脈沖的方式向處理室102供應(yīng)硅源氣體、第一源氣體預(yù)定的時(shí)間段(S11)。硅源氣體可以是包括硅元素的有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物。例如，硅源氣體可以包含六氯乙硅烷(HCDS)或二異丙基氨基硅烷(DIPAS)。硅源氣體可以吸附到位于第一開口OP1的內(nèi)壁、外延層340的上表面以及硬掩模HM1的上表面上的阻擋介電層366上。隨后，可以通過噴嘴部件140向處理室102供應(yīng)第一吹掃氣體以執(zhí)行第一吹掃操作(S12)。

接著，可以通過噴嘴部件140向處理室102供應(yīng)氮源氣體、第二源氣體(S13)。氮源氣體可以是氮?dú)釴₂和氨氣NH₃中的一種。氮源氣體可以與先前吸附的硅源氣體反應(yīng)以在位于第一開口OP1的內(nèi)壁、外延層340的上表面以及硬掩模HM1的上表面上的阻擋介電層366上共形地形成具有原子層厚度的氮化硅。隨后，可以通過噴嘴部件140向處理室102供應(yīng)第二吹掃氣體以執(zhí)行第二吹掃操作(S14)。

根據(jù)需要的厚度，通過重復(fù)操作(S11到S14)，可以形成包括氮化硅的 電荷存儲(chǔ)層364。

第三，可以在形成在第一開口OP1的內(nèi)壁上的電荷存儲(chǔ)層364上形成隧穿介電層362。隧穿介電層362可以是氧化硅，可以使用圖1中示出的原子層沉積設(shè)備100通過原子層沉積(ALD)來(lái)形成氧化硅。

參照?qǐng)D1和圖7，在把第一開口OP1的內(nèi)壁上形成了阻擋介電層366和電荷存儲(chǔ)層364的基底301裝載到處理室102中時(shí)，可以通過源供應(yīng)部以脈沖的方式向處理室102供應(yīng)硅源氣體、第一源氣體預(yù)定的時(shí)間段(S11)。硅源氣體可以是包括硅元素的有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物。例如，硅源氣體可以包含六氯乙硅烷(HCDS)或二異丙基氨基硅烷(DIPAS)。硅源氣體可以吸附到位于第一開口OP1的內(nèi)壁、外延層340的上表面以及硬掩模HM1的上表面上的電荷存儲(chǔ)層364上。隨后，可以向處理室102供應(yīng)第一吹掃氣體以執(zhí)行第一吹掃操作(S12)。

接著，可以通過噴嘴部件140向處理室102供應(yīng)氧源氣體、第二源氣體(S13)。氧源氣體可以是氧氣O₂、臭氧O₃、水蒸氣H₂O或過氧化氫H₂O₂。氧源氣體可以與先前吸附的硅源氣體反應(yīng)以在第一開口OP1的內(nèi)壁、外延層340的上表面以及硬掩模HM1的上表面上共形地形成具有原子層厚度的氮化硅。隨后，可以向處理室102供應(yīng)第二吹掃氣體以執(zhí)行第二吹掃操作(S12)。根據(jù)需要的厚度，通過重復(fù)操作(S11到S14)，可以形成包括氧化硅的隧穿介電層362。

參照?qǐng)D14，第一開口OP1中的柵極介電層360的一部分的去除可以允許外延層340的上表面的一部分暴露，然后可以在暴露的外延層340和柵極介電層360上形成溝道350。當(dāng)去除柵極介電層360的一部分時(shí)，外延層340的一部分可以被除去，凹進(jìn)可以形成在外延層340的上部中。溝道350可以在外延層340的上表面上與外延層340接觸以連接到外延層340。可以使用摻雜有雜質(zhì)或未摻雜有雜質(zhì)的多晶硅或非晶硅來(lái)形成溝道350，當(dāng)使用非晶硅形成溝道350時(shí)，可以另外執(zhí)行使非晶硅結(jié)晶的工藝。

隨后，可以分別在溝道350上形成填充第一開口OP1的第一絕緣層382以及漏極焊盤390。可以通過去除第一絕緣層382、溝道350和柵極介電層360的三者的一部分以形成凹進(jìn)，并且通過利用摻雜的多晶硅填充該凹進(jìn)來(lái)形成漏極焊盤390。可以包括使頂層間絕緣層329的上表面暴露的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝。

接著，可以形成使層間犧牲層310和層間絕緣層320的堆疊體以特定的間隔分開的第二開口OP2。可以通過使用光刻工藝形成硬掩模并對(duì)層間犧牲層310和層間絕緣層320的堆疊體進(jìn)行各向異性地蝕刻來(lái)形成第二開口OP2。第二開口OP2可以具有在y軸方向上延伸的溝槽形式(參照?qǐng)D9)。在形成第二開口OP2之前，頂層間絕緣層329和漏極焊盤390可以具有形成在其上的附加絕緣層，可以防止例如對(duì)漏極焊盤390以及位于漏極焊盤390的下部上的溝道350的損害。第二開口OP2可以暴露溝道350之間的基底301。

參照?qǐng)D15，可以通過蝕刻工藝來(lái)去除通過第二開口OP2暴露的層間犧牲層310，并且可以形成限定在層間絕緣層320之間的側(cè)開口LP。側(cè)開口LP可以允許柵極介電層360的側(cè)表面和外延層340的側(cè)表面部分地暴露。

接著，可以在被側(cè)開口LP暴露的外延層340上形成外延絕緣層365。例如，可以通過熱氧化工藝形成外延絕緣層365。在這種情況下，外延絕緣層365可以是通過使外延層340的一部分氧化而形成的氧化物膜。外延絕緣層365的厚度和形狀不限于示例實(shí)施例中示出的厚度和形狀。

當(dāng)在本操作中執(zhí)行熱氧化工藝時(shí)，對(duì)于通過側(cè)開口LP暴露的柵極介電層360而言，可以消除在蝕刻層間犧牲層310期間形成的損壞。

參照?qǐng)D16，可以分別在側(cè)開口LP中形成柵電極330。柵電極330可以包含金屬材料。根據(jù)示例實(shí)施例，柵電極330可以包含例如鎢(W)、鋁(Al)或銅(Cu)。根據(jù)示例實(shí)施例，柵電極330還可以包括擴(kuò)散阻擋層。首先，擴(kuò)散阻擋層可以均勻地覆蓋層間絕緣層320、柵極介電層360、外延絕緣層365以及基底301的通過第二開口OP2和側(cè)開口LP暴露的上表面。接著，金屬材料可以填充側(cè)開口LP。

接著，為了僅在側(cè)開口LP中分別設(shè)置柵電極330，可以經(jīng)過附加的光刻工藝，通過掩模形成工藝和蝕刻工藝，通過去除形成被形成在第二開口OP2中的柵電極330的材料來(lái)形成第三開口OP3。第三開口OP3可以具有在y軸方向上延伸的溝槽形式(參照?qǐng)D9)。

結(jié)果，包括層間絕緣層320和柵電極330的柵極結(jié)構(gòu)可以形成為交替地堆疊在基底301上。柵電極330可以通過形成在柵極結(jié)構(gòu)之間的第三開口OP3的側(cè)表面暴露。柵極結(jié)構(gòu)可以包括在與基底301的上表面垂直的方向上穿過層間絕緣層320和柵電極330的溝道350。柵極結(jié)構(gòu)也可以包括在溝道350的下部上設(shè)置在基底301上外延層340以及分別設(shè)置在溝道350與柵電極330 之間的柵極介電層360。

參照?qǐng)D17，可以在通過柵極結(jié)構(gòu)之間的第三開口OP3暴露的基底301中形成源極區(qū)305，可以形成覆蓋第三開口OP3的內(nèi)壁的第二絕緣層306。

首先，可以通過使用柵極結(jié)構(gòu)作為掩模向通過第三開口OP3暴露的基底301中注入雜質(zhì)離子來(lái)形成源極區(qū)305。

接著，可以形成覆蓋柵極結(jié)構(gòu)之間的第三開口OP3的內(nèi)側(cè)表面的具有均勻厚度的第二絕緣層306。例如，第二絕緣層306可以是氧化硅，并且可以使用圖1中示出的原子層沉積設(shè)備100通過原子層沉積(ALD)來(lái)形成氧化硅。由于與形成隧穿絕緣層的上述方法相同，所以將省略形成第二絕緣層306的方法。

接著，各向異性蝕刻工藝的使用可以允許第二絕緣層306的一部分被去除使得可以暴露源極區(qū)305。結(jié)果，第二絕緣層306可以形成為覆蓋柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)表面，例如，第三開口OP3的內(nèi)壁。可以使用例如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)作為各向異性蝕刻工藝。

參照?qǐng)D18，共源線307可以通過位于暴露的源極區(qū)305上的第二絕緣層306來(lái)形成為與多個(gè)柵電極330電隔離。

形成共源線307的工藝可以包括用導(dǎo)電材料填充第二絕緣層306形成在其側(cè)表面上的第三開口OP3的工藝，以及使頂層間絕緣層329的上表面和漏極焊盤390的上表面暴露的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝。

導(dǎo)電材料可以包含例如金屬材料、金屬氮化物和金屬硅化物材料。共源線307可以包含例如鎢。

隨后，可以形成絕緣層以覆蓋共源線307、漏極焊盤390和頂層間絕緣層329。絕緣層可以具有形成在絕緣層中的導(dǎo)電接觸塞以與相應(yīng)的漏極焊盤390接觸。絕緣層可以具有形成在絕緣層上的位線。漏極焊盤390可以通過導(dǎo)電接觸塞電連接到形成在絕緣層上的位線。

通過總結(jié)和回顧的方式，當(dāng)在具有高長(zhǎng)寬比的形式精細(xì)圖案(form fine patterns)上形成薄膜時(shí)，會(huì)要求優(yōu)異的臺(tái)階覆蓋性和厚度均勻性。為了滿足這樣的要求，可以使用形成具有單原子厚度的薄膜層的ALD設(shè)備。

由于單獨(dú)地加工半導(dǎo)體基底的單個(gè)型ALD設(shè)備會(huì)具有低的生產(chǎn)率，所以對(duì)單個(gè)型ALD設(shè)備來(lái)說(shuō)會(huì)難以用于半導(dǎo)體制造工藝的批量生產(chǎn)中，而可以同時(shí)加工許多半導(dǎo)體基底的批量型ALD設(shè)備可以是更好的或是需要的。

例如，可以使用批量型ALD設(shè)備來(lái)執(zhí)行單元堆疊工藝(例如，形成柵極介電層(例如，溝道孔中的隧穿層、電荷陷阱層和阻擋層)的工藝)。就晶圓之間的厚度變化和晶圓中的厚度變化而言，通過使用經(jīng)過單個(gè)L型噴嘴管向處理室中的各種區(qū)域(例如，處理室的頂區(qū)、中心區(qū)和底區(qū))供應(yīng)源氣體的方式的批量型ALD設(shè)備來(lái)加工的薄膜會(huì)是有缺陷的。

根據(jù)示例實(shí)施例，可以通過將對(duì)比性的單個(gè)L型噴嘴管拆分成三個(gè)T型噴嘴管，并分別經(jīng)過三個(gè)T形的噴嘴管向處理室的三個(gè)區(qū)域T、C和B供應(yīng)源氣體來(lái)改善晶圓之間的厚度變化和晶圓中的厚度變化。

如上所述，根據(jù)示例實(shí)施例，當(dāng)通過使用批量型薄膜沉積設(shè)備在一個(gè)或更多個(gè)基底上形成薄膜時(shí)，多個(gè)T形的噴嘴管的提供可以允許單個(gè)基底的厚度的均勻性以及單個(gè)基底之間的均勻性。示例實(shí)施例可以提供可以改善單個(gè)基底內(nèi)的厚度均勻性以及單個(gè)基底之間的厚度均勻性的批量型薄膜沉積設(shè)備。

在這里已經(jīng)公開了示例實(shí)施例，雖然采用了特定的術(shù)語(yǔ)，但是僅以一般的和描述性的含義來(lái)使用和解釋它們，而不是為了限制的目的。在某些情況下，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚的，自提交本申請(qǐng)之時(shí)起，除非另外特別說(shuō)明，否則結(jié)合具體實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件可以單獨(dú)使用，或者可與結(jié)合其他實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件組合起來(lái)使用。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離本發(fā)明的由權(quán)利要求書闡述的精神和范圍的情況下，可以做出形式上和細(xì)節(jié)上的各種改變。