專利名稱：閃存器件的平坦化方法
技術領域：
本發(fā)明是有關一種閃存器件(FLASH memory device)的制作工藝，且特別是有關于一種閃存器件的平坦化方法。
然而，公知技術在形成高密度等離子體氧化層時，因為采用非等向性沉積制作工藝(anisotropic deposition)的高密度等離子體制作工藝，因此會造成如

圖1A所示的缺陷發(fā)生，更甚者會造成閃存器件如圖1B所示發(fā)生器件故障的問題。
圖1A至圖1B是公知一種閃存器件的制造流程剖面圖。
請參照圖1A與圖1B，在基底100已形成包括穿隧氧化層102與浮柵極104的結(jié)構。并根據(jù)上述的公知技術于基底100上形成一層高密度等離子體氧化層106。然而，因為采用非等向性沉積制作工藝來形成這層高密度等離子體氧化層106，所以會在接近晶圓(wafer)外圍的閃存器件產(chǎn)生缺口(breach)120，在后續(xù)制作工藝流程中經(jīng)過濕式蝕刻后甚至會形成貫穿整層高密度等離子體氧化層106的開口130。因而導致如圖1B所示，在陸續(xù)形成柵極間介電層108與較大面積的控制柵極(control gate)110之后，因其中的控制柵極110與基底100相接觸，而發(fā)生短路(short)的問題。此外，公知采用高密度等離子體氧化層106作為介電層用，所以容易有移動離子(mobile ion)或雜質(zhì)(impurity)存在，進而降低器件的可靠度(reliability)。
另外，上述公知技術還有其它缺點，譬如閃存器件在進行初期操作時，往往會因為采用高密度等離子體氧化層106作為介電層用，而有快速抹除(fast-erase)的問題發(fā)生。目前為解決上述的快速抹除缺點，通常是在出貨(delivery)前先進行數(shù)次程序化/抹除(program/erase)的操作，然而這又導致耗時的缺點。
本發(fā)明的再一目的在提供一種閃存器件的平坦化方法，以避免發(fā)生短路的問題。
本發(fā)明的另一目的在提供一種閃存器件的平坦化方法，以防止有移動離子或雜質(zhì)的存在。
本發(fā)明的又一目的在提供一種閃存器件的平坦化方法，增進器件的可靠度。
本發(fā)明的又一目的在提供一種閃存器件的平坦化方法，以避免快速抹除的問題發(fā)生。
本發(fā)明的又一目的在提供一種閃存器件的平坦化方法，以節(jié)省出貨前進行程序化/抹除的操作時間。
根據(jù)上述與其它目的，本發(fā)明提出一種閃存器件的平坦化方法，包括于基底上先形成一層穿隧氧化層，再于穿隧氧化層上形成一浮柵極，并于浮柵極上形成一層頂蓋層(capping layer)，其中穿隧氧化層、浮柵極以及頂蓋層組成一堆棧結(jié)構(stacked structure)。然后，于堆棧結(jié)構上沉積一氧化層，再于基底上形成一層高密度等離子體磷硅玻璃(HDP phosphosilicate glass，簡稱HDP PSG)，以覆蓋堆棧結(jié)構。接著，去除(dip)部分高密度等離子體磷硅玻璃與氧化層，以暴露出頂蓋層的頂邊。隨后，去除頂蓋層，其中位于頂蓋層上的部分高密度等離子體磷硅玻璃與部分氧化層也將被同時去除。
本發(fā)明另外提出一種閃存器件的平坦化方法，包括于基底上形成一層穿隧氧化層，再于穿隧氧化層上形成一浮柵極，并于浮柵極上形成一氧化層，其中穿隧氧化層、浮柵極以及氧化層組成一堆棧結(jié)構。然后，于基底上形成一高密度等離子體氮化層，以覆蓋堆棧結(jié)構。接著，去除部分高密度等離子體氮化層，以暴露出氧化層的頂邊。最后，去除氧化層，而位于氧化層上的部分高密度等離子體氮化層也會同時被去除。
本發(fā)明通過形成于基底上覆蓋堆棧結(jié)構的一層氧化層，來避免閃存器件產(chǎn)生缺口，甚至是形成貫穿整層高密度等離子體氧化層的開口。而且，通過這層高密度的氧化層的保護，也可避免基底因暴露出來，而在形成控制柵極后發(fā)生短路的問題。同時，由于本發(fā)明采用高密度等離子體磷硅玻璃作為介電層用，所以可防止移動離子或雜質(zhì)的存在，進而增進器件的可靠度。
此外，本發(fā)明還包括采用高密度等離子體氮化層取代公知以氧化層作為介電層之用，故可防止快速抹除的問題發(fā)生，也就可以節(jié)省出貨前進行程序化/抹除的操作時間。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明。
104，204，304浮柵極106高密度等離子體氧化層108柵極間介電層110控制柵極120缺口130開口206頂蓋層 208，308堆棧結(jié)構210，210a，210b，306氧化層212，212a，212b高密度等離子體磷硅玻璃312，312a，312b高密度等離子體氮化層請參照圖2A，于基底200上先形成一層穿隧氧化層202，再于穿隧氧化層202上形成一層材質(zhì)為多晶硅的浮柵極204，并于浮柵極204上形成一層譬如是氮化層的頂蓋層(capping layer)206，其中穿隧氧化層202、浮柵極204以及頂蓋層206組成一堆棧結(jié)構(stackedstructure)208。
然后，請參照圖2B，于基底200上沉積一層氧化層210，并覆蓋上述堆棧結(jié)構208，以避免基底200于后續(xù)蝕刻制作工藝后暴露出來，其中氧化層210的厚度約200埃。之后，還可以施行一回火處理(annealing treatment)，以密實化氧化層210，借此以增進氧化層210的抗蝕刻能力(etch-resistant capability)。
接著，請參照圖2C，于基底200上形成一層高密度等離子體(highdensity plasma，簡稱HDP)磷硅玻璃(phosphosilicate glass，簡稱PSG)212，以覆蓋堆棧結(jié)構208，其中高密度等離子體磷硅玻璃212的厚度較浮柵極204厚以及較堆棧結(jié)構208薄，且其厚度約在1500埃至3000埃之間。由于采用高密度等離子體磷硅玻璃212作為介電層用，所以本發(fā)明可以避免移動離子(mobile ion)或雜質(zhì)(impurity)，進而增進可靠度(reliability)。
然后，請參照圖2D，去除(dip)部分高密度等離子體磷硅玻璃212與氧化層210，直到暴露出頂蓋層206的頂邊(top edge)，以使高密度等離子體磷硅玻璃212以及氧化層210分為位在頂蓋層206上方的高密度等離子體磷硅玻璃212a與氧化層210a，以及位在浮柵極204間的高密度等離子體磷硅玻璃212b以及氧化層210b的兩個部分，其中去除的方法譬如是以氫氟酸(HF)溶液或緩沖氧化硅蝕刻(bufferedoxide etch，簡稱BOE)溶液去除。
之后，請參照圖2E，去除頂蓋層206，同時位于頂蓋層206上方的高密度等離子體磷硅玻璃212a與氧化層210a也將被去除，而留下位在浮柵極204間的高密度等離子體磷硅玻璃212b以及氧化層210b，其中去除的方法譬如是以熱磷酸(hot H3PO4)溶液去除。第二實施例圖3A至圖3D是依照本發(fā)明的一第二實施例的閃存器件的平坦化制造流程圖。
請參照圖3A，于基底300上形成一層穿隧氧化層302，其厚度約在70埃至100埃之間。再于穿隧氧化層302上形成一材質(zhì)為多晶硅的浮柵極304，其厚度約1000埃。接著，于浮柵極304上形成一氧化層306，其厚度約2000埃。其中穿隧氧化層302、浮柵極304以及氧化層306組成一堆棧結(jié)構308。
然后，請參照圖3B，于基底300上形成一高密度等離子體氮化層(HDP nitride layer)312，以覆蓋堆棧結(jié)構308，其中高密度等離子體氮化層312的厚度較浮柵極304厚以及較堆棧結(jié)構308薄，且其厚度約在1500埃至3000埃之間。由于本發(fā)明采用高密度等離子體氮化層312取代公知以氧化層作為介電層之用，故可防止快速抹除(fast-erase)的問題發(fā)生。
接著，請參照圖3C，去除部分高密度等離子體氮化層312，直到暴露出頂蓋層306的頂邊，以使高密度等離子體氮化層312分為位在頂蓋層306上方的高密度等離子體氮化層312a與位在浮柵極304間的高密度等離子體氮化層312b兩個部分，其中去除的方法譬如是以熱磷酸溶液去除。
然后，請參照圖3D，去除氧化層306，同時位于氧化層306上方的高密度等離子體氮化層312a也將被去除，而留下位在浮柵極304間的高密度等離子體氮化層312b，其中去除的方法譬如是以氫氟酸溶液去除。
綜上所述，本發(fā)明的特征包括1、本發(fā)明通過形成于基底上覆蓋堆棧結(jié)構的一層氧化層，來避免閃存器件產(chǎn)生缺口，甚至是形成貫穿整層高密度等離子體氧化層的開口。
2、本發(fā)明通過高密度的氧化層的保護，可避免基底因暴露出來，而在形成控制柵極后發(fā)生短路的問題。
3、本發(fā)明由于采用高密度等離子體磷硅玻璃作為介電層用，所以可防止移動離子或雜質(zhì)的存在，進而增進器件的可靠度。
4、本發(fā)明還可選擇采用高密度等離子體氮化層取代公知以氧化層作為介電層之用，以防止快速抹除的問題發(fā)生，也就可以節(jié)省出貨前進行程序化/抹除的操作時間。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許之更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種閃存器件的平坦化方法，其特征在于包括于一基底上形成一穿隧氧化層；于該穿隧氧化層上形成一浮柵極；于該浮柵極上形成一頂蓋層，其中該穿隧氧化層、該浮柵極以及該頂蓋層組成一堆棧結(jié)構；于該基底上沉積一氧化層；于該基底上形成一高密度等離子體磷硅玻璃，以覆蓋該堆棧結(jié)構；去除部分該高密度等離子體磷硅玻璃與該氧化層，以暴露出該頂蓋層的頂邊；去除該頂蓋層，其中位于該頂蓋層上的部分該高密度等離子體磷硅玻璃與部分該氧化層被同時去除。
2.如權利要求1所述的閃存器件平坦化方法，其特征在于該高密度等離子體磷硅玻璃的厚度較該浮柵極厚以及較該堆棧結(jié)構薄。
3.如權利要求1所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于該高密度等離子體磷硅玻璃的厚度在1500埃至3000埃之間。
4.如權利要求1所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于該頂蓋層包括氮化層。
5.如權利要求1所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于該浮柵極包括多晶硅。
6.如權利要求1所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于于該基底上沉積該氧化層之后，還包括施行一回火處理以密實化該氧化層，借此以增進該氧化層的抗蝕刻能力。
7.如權利要求1所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于去除部分該高密度等離子體磷硅玻璃與該氧化層的方法包括以氫氟酸溶液去除。
8.如權利要求1所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于去除部分該高密度等離子體磷硅玻璃與該氧化層的方法包括以緩沖氧化硅蝕刻(BOE)溶液去除。
9.如權利要求1所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于去除該頂蓋層的方法包括以熱磷酸溶液去除。
10.一種閃存器件的平坦化方法，其特征在于包括于一基底上形成一穿隧氧化層；于該穿隧氧化層上形成一浮柵極；于該浮柵極上形成一氧化層，其中該穿隧氧化層、該浮柵極以及該氧化層組成一堆棧結(jié)構；于該基底上形成一高密度等離子體氮化層，以覆蓋該堆棧結(jié)構；去除部分該高密度等離子體氮化層，以暴露出該氧化層的頂邊；去除該氧化層，其中位于該氧化層上的部分該高密度等離子體氮化層被同時去除。
11.如權利要求10所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于該高密度等離子體氮化層的厚度較該浮柵極厚以及較該堆棧結(jié)構薄。
12.如權利要求10所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于該高密度等離子體氮化層的厚度在1500埃至3000埃之間。
13.如權利要求10所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于其中該穿隧氧化層的厚度在70埃至100埃之間。
14.如權利要求10所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于該浮柵極包括多晶硅。
15.如權利要求10所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于去除部分該高密度等離子體氮化層的方法包括以氫氟酸溶液去除。
16.如權利要求10所述的閃存器件的平坦化方法，其特征在于去除該氧化層的方法包括以熱磷酸溶液去除。
全文摘要
一種閃存器件的平坦化方法，于基底上先形成一層穿隧氧化層，再于穿隧氧化層上形成一浮柵極，并于浮柵極上形成一頂蓋層，其中穿隧氧化層、浮柵極以及頂蓋層組成一堆棧結(jié)構。然后，假使頂蓋層是氮化層，則需在堆棧結(jié)構上先沉積一層氧化層，再于基底上形成一高密度等離子體磷硅玻璃；如果頂蓋層是氧化層，則直接于基底上形成一高密度等離子體氮化層，以覆蓋堆棧結(jié)構。接著，去除部分高密度等離子體層，以暴露出頂蓋層的頂邊。最后，去除頂蓋層，而位于頂蓋層上的部分沉積層也會同時被去除。
文檔編號H01L21/82GK1479368SQ0214226
公開日2004年3月3日 申請日期2002年8月28日 優(yōu)先權日2002年8月28日
發(fā)明者鄭培仁 申請人:旺宏電子股份有限公司