專利名稱：Sonos快閃存儲器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制作方法，尤其是一種SONOS快閃存儲器及其 制作方法。
背景技術(shù)：
通常，用于存儲數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體存儲器分為易失性存儲器和非易失性存儲 器，易失性存儲器易于在電源中斷時丟失其數(shù)據(jù)，而非易失性存儲器即使在 供電電源關(guān)閉后仍能保持存儲器內(nèi)信息。與其它的非易失性存儲技術(shù)(例如 磁盤驅(qū)動器)相比，非易失性半導(dǎo)體存儲器具有成本低、密度大的特點(diǎn)。因此， 非易失性存儲器已廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，包括嵌入式系統(tǒng)，如PC及外設(shè)、 電信交換機(jī)、蜂窩電話、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備、儀器儀表和汽車器件，同時還包括 新興的語音、圖像、數(shù)據(jù)存儲類產(chǎn)品，如數(shù)字相機(jī)、數(shù)字錄音機(jī)和個人數(shù)字 助理。
近來，已經(jīng)提出了具有硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)結(jié)構(gòu) 的非易失性存儲器，即SONOS快閃存儲器。SONOS結(jié)構(gòu)的非易失性存儲器具 有很薄的單元，便于制造且容易結(jié)合至例如集成電路的外圍區(qū)域和/或邏輯區(qū)域中。
專利號為US6797565的美國專利提供了 一種SONOS快閃存儲器的制作方 法，包括如下步驟，如圖1A所示，首先，在硅襯底100上形成氧化硅-氮化硅 -氧化硅層(ONO ) 102;然后在氧化硅-氮化硅-氧化硅層102上沉積第一 多晶硅層104;在第一多晶硅層104上形成第一腐蝕阻擋層106;在第一腐蝕阻 擋層106上旋涂第一光阻層107，經(jīng)過曝光、顯影工藝，在第一光阻層107上沿
位線方向形成第一開口圖形108，所述第一光阻層107上第一開口圖形108的位 置與硅襯底100內(nèi)需要形成源極和漏極的位置相對應(yīng)。
如圖1B所示，以第一光阻層107為掩膜，用干法蝕刻法蝕刻第一腐蝕阻擋 層106、第 一多晶硅層104至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅層102,由于未使用 選擇性蝕刻，因此蝕刻后的第 一腐蝕阻擋層106和第 一 多晶硅層104沿字線方 向的截面呈方形，蝕刻后的第一多晶硅層104作為柵極；去除第一光阻層107; 以柵極為掩膜，通過氧化硅-氮化硅-氧化硅層102,在硅襯底100中進(jìn)行離 子注入，形成源極/漏極101。
如圖1C所示，在氧化硅-氮化硅-氧化硅層102和第一腐蝕阻擋層106上 沉積介電層IIO,介電層110的材料為低溫氧化硅，所述低溫為200。C 50(TC; 對介電層110進(jìn)行平坦化處理，直至露出第一腐蝕阻擋層106;接著，去除第 一腐蝕阻擋層106,露出第一多晶硅層104。
如圖1D所示，在第一多晶硅層104上沉積第二多晶硅層112;在第二多晶 硅層112上沉積第二腐蝕阻擋層114;在第二腐蝕阻擋層114上旋涂第二光阻層 115，經(jīng)過曝光、顯影工藝，在第二光阻層115上沿字線方向形成第二開口圖 形116。
如圖1E所示，以第二光阻層115為掩膜，沿第二開口圖形116用干法蝕刻 法蝕刻第二腐蝕阻擋層U4、第二多晶硅層112和第一多晶硅層104至露出氧化 硅-氮化硅-氧化硅層102;去除第二光阻層115和第二腐蝕阻擋層114至露出 第二多晶硅層112，第二多晶硅層112將S0N0S快閃存儲器的各個柵極連接起 來，形成字線。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)制作的SONOS快閃存儲器俯視圖，其中110是介電層，112 是第二多晶硅層。圖2A為圖2所示的SONOS快閃存儲器在B-B方向的截面結(jié) 構(gòu)示意圖，B-B為存儲器的字線方向。結(jié)合圖1A至圖1E和圖2A可以看出，由 于蝕刻完第一腐蝕阻擋層106和第一多晶硅層104后，第一多晶硅層104沿字線方向的截面呈方形，后續(xù)在第 一 多晶硅層10 4間沉積的介電層110沿字線方向 的截面也呈方形；并且干法蝕刻為非等向性蝕刻，即蝕刻主要作用于垂直方 向，側(cè)向的蝕刻相對較少；在蝕刻第二腐蝕阻擋層114、第二多晶硅層112和 第 一多晶硅層104至接近氧化硅-氮化硅-氧化硅層102時，介電層11 O邊緣的 第一多晶硅層104會被介電層110吸附，使得微弱的側(cè)向蝕刻很難將介電層IIO 側(cè)壁上的第一多晶硅層104蝕刻干凈，垂直方向的蝕刻又無法大量作用于介電 層110側(cè)壁上，因此介電層110側(cè)壁會形成殘留的多晶硅120,殘留的多晶硅120 會導(dǎo)致存儲單元之間發(fā)生短路。
現(xiàn)有制作SONOS快閃存儲器，由于干法蝕刻為非等向性蝕刻，蝕刻主要 作用于垂直方向，側(cè)向的蝕刻相對較少，如果第一多晶硅層間的介電層沿字 線方向的截面呈方形，這樣在蝕刻第二腐蝕阻擋層、第二多晶硅層和第一多 晶硅層至接近氧化硅-氮化硅-氧化硅層時，介電層邊緣的第一多晶硅層會 被介電層吸附，使得微弱的側(cè)向蝕刻很難將介電層側(cè)壁上的第一多晶硅蝕刻 干凈，垂直方向的蝕刻又無法大量作用于側(cè)壁上，因此介電層側(cè)壁會形成殘 留的多晶硅，殘留的多晶硅會導(dǎo)致存儲單元之間發(fā)生短路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種防止介電層側(cè)壁產(chǎn)生多晶硅殘留的SONOS 快閃存儲器的制作方法。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種SONOS快閃存儲器的制作方法，包括 如下步驟提供硅襯底，所述硅襯底上依次包含氧化硅-氮化硅-氧化硅層、 第一多晶硅層以及第一腐蝕阻擋層；沿位線方向蝕刻第一腐蝕阻擋層；以第 一腐蝕阻擋層為掩膜選擇性蝕刻第一多晶硅層至露出氧化硅-氮化硅-氧化 硅層，蝕刻后的第一多晶硅層沿字線方向的截面呈倒梯形；在第一多晶硅層 間填充介電層，所述介電層沿字線方向的截面呈正梯形；去除第一腐蝕阻擋 層；在第 一多晶硅層以及介電層表面依次形成第二多晶硅層和第二腐蝕阻擋
層；沿字線方向蝕刻所述第二腐蝕阻擋層、第二多晶硅層和第一多晶硅層至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅層；去除第二腐蝕阻擋層。
選擇性蝕刻第 一多晶硅層分成至少兩段干法蝕刻。
選擇性蝕刻第一多晶硅層分成第一段和第二段干法蝕刻，第二段蝕刻壓 力比第一段蝕刻壓力大。
選擇性蝕刻第一多晶硅層分成第一段、第二段和第三段干法蝕刻，第一 段、第二段和第三段蝕刻壓力依次增大。
第 一段蝕刻壓力為15~25毫米汞柱，第二段蝕刻壓力為45~55毫米汞柱， 第三段蝕刻壓力為75 85毫米汞柱。
第一段、第二段和第三段蝕刻采用的氣體為HBr和He02。第一段蝕刻氣 體HBr/He02的摩爾比為15~20,蝕刻時間是35 45秒；第二段蝕刻氣體 HBr/He02的摩爾比為10 12,蝕刻時間是25 35秒；第三段蝕刻氣體HBr/He02 的摩爾比為10~ 12,蝕刻時間是55 65秒。
所述倒梯形和正梯形的銳角夾角為85° 88。。
本發(fā)明提供一種SONOS快閃存儲器，包括硅襯底；位于硅襯底上的氧 化硅-氮化硅-氧化硅層；位于所述氧化硅-氮化硅-氧化硅層上的多晶硅 層，所述多晶硅層包括第 一多晶硅層和位于第 一多晶硅層上的第二多晶硅層， 所述第 一 多晶硅層沿字線方向的截面呈倒梯形；以及位于第 一 多晶硅層之間 的介電層，介電層沿字線方向的截面呈正梯形。
所述倒梯形和正梯形的^l兌角夾角為85°~88。。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明選擇性蝕刻第一多晶硅 層，使第一多晶硅層沿字線方向的截面呈倒梯形，后續(xù)在第一多晶硅層間形 成的介電層沿字線方向的截面呈正梯形，蝕刻第二多晶硅層和第一多晶硅層
形成字線過程中，由于介電層沿字線方向的截面呈正梯形，使介電層側(cè)壁上
的第一多晶硅層容易被垂直方向的蝕刻去除干凈，不會在介電層側(cè)壁形成多 晶硅殘留，從而不會在不同存儲單元之間產(chǎn)生短路的現(xiàn)象。


圖1A至圖IE是現(xiàn)有技術(shù)形成SONOS快閃存儲器工藝流程不同步驟的 截面結(jié)構(gòu)示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)形成的SONOS快閃存儲器俯視圖2A為圖2所示SONOS快閃存儲器在B - B方向的截面結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明形成的SONOS快閃存儲器的流程圖4A至圖4E是本發(fā)明形成SONOS快閃存儲器工藝流程不同步驟的截 面結(jié)構(gòu)示意圖5是現(xiàn)有技術(shù)形成的SONOS快閃存儲器俯視圖5A至圖5C分別為圖5所示SONOS快閃存儲器在A-A、 B-B、 C -C方向的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明選擇性蝕刻第一多晶硅層，使第一多晶硅層沿字線方向的截面呈 倒梯形，后續(xù)在第一多晶硅層間形成的介電層沿字線方向的截面呈正梯形， 蝕刻第二多晶硅層和第一多晶硅層形成字線過程中，由于介電層沿字線方向 的截面呈正梯形，使介電層側(cè)壁上的第一多晶硅容易被垂直方向的蝕刻去除 干凈，不會在介電層側(cè)壁形成多晶硅殘留，從而不會在不同存儲單元之間產(chǎn) 生短路的現(xiàn)象。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖 對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
本發(fā)明的SONOS快閃存儲器，包括硅襯底；位于硅襯底上的氧化硅-氮化硅-氧化硅層；位于所述氧化硅-氮化硅-氧化硅層上的多晶硅層，所 述多晶硅層包括第一多晶硅層和位于第一多晶硅層上的第二多晶硅層，所述 第 一多晶硅層沿字線方向的截面呈倒梯形；以及位于第 一 多晶硅層之間的介 電層，介電層沿字線方向的截面呈正梯形。
圖3是本發(fā)明形成的SON()S快閃存儲器的流程圖。如圖3所示，執(zhí)行步驟 S101提供硅襯底，所述硅襯底上依次包含氧化硅-氮化硅-氧化硅層、第一 多晶硅層以及第一腐蝕阻擋層；S102沿位線方向蝕刻第一腐蝕阻擋層；S103 以第一腐蝕阻擋層為掩膜選擇性蝕刻第一多晶硅層至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅層，蝕刻后的第一多晶硅層沿字線方向的截面呈倒梯形；S104在第一 多晶硅層間填充介電層，所述介電層沿字線方向的截面呈正梯形；S105去除 第一腐蝕阻擋層；S106在第一多晶硅層以及介電層表面依次形成第二多晶硅 層和第二腐蝕阻擋層；S107沿字線方向蝕刻所述第二腐蝕阻擋層、第二多晶 硅層和第一多晶硅層至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅層；S108去除第二腐蝕 阻擋層。
圖4A至圖4E是本發(fā)明形成SONOS快閃存儲器工藝流程不同步驟的截 面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4A所示(圖4A為沿字線方向的截面圖)，首先，在硅 襯底200上形成氧化硅-氮化硅-氧化硅層(ONO ) 202;然后用化學(xué)氣相沉 積法在氧化硅-氮化硅-氧化硅層202上形成第一多晶硅層204;在第一多晶 硅層204上用化學(xué)氣相沉積法形成第一腐蝕阻擋層206;在第一腐蝕阻擋層 206上旋涂第一光阻層207,經(jīng)過曝光、顯影工藝，在第一光阻層207上沿位 線方向形成第一開口圖形208，所述第一光阻層207上第一開口圖形208的位 置與硅襯底200內(nèi)需要形成源極和漏極的位置相對應(yīng)；以第一光阻層207為 掩膜，經(jīng)由第一開口圖形208蝕刻第一腐蝕阻擋層206。
本實(shí)施例中，形成氧化硅-氮化硅_氧化硅層(ONO ) 202的方法為現(xiàn)
有技術(shù)，除化學(xué)氣相沉積法外，還可以是氧化法。氧化硅-氮化硅-氧化硅
層(ONO ) 202中在硅襯底200上的第一氧化硅層的厚度為30埃 50埃，具 體例如30》矣、35 i矣、40 i矣、45 i矣或50 i矣；IU匕石圭層的厚度為50埃 70埃， 具體例如50埃、55埃、60埃、65?；?0埃；位于氮化硅層上的第二氧化硅 層的厚度為100埃 140埃，具體例如100埃、110埃、120埃、130埃或140埃。
第一多晶硅層204的厚度為650埃 750埃，具體厚度例如650埃、680 埃、700埃、720埃或750埃。
第一腐蝕阻擋層206的材料為氮化硅、氮氧化硅、炭化硅等；第一腐蝕阻 擋層206的厚度為300埃 400埃，具體厚度采用300埃、350?；?00埃。
如圖4B所示(圖4B為沿字線方向的截面圖)，用灰化及濕法蝕刻法去除 第一光阻層207;以第一腐蝕阻擋層206為掩膜，用干法蝕刻法選擇性蝕刻第 一多晶硅層204至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅層202,蝕刻后的第 一多晶硅 層204作為柵極且沿字線方向的截面呈倒梯形；以柵極為掩膜，通過氧化硅-氮化硅-氧化硅層202,向硅襯底200中進(jìn)行一定深度的離子注入，形成源極/ 漏極201。
本實(shí)施例中，干法蝕刻法采用的是HBr和He02混合氣體，并且選擇性千 法蝕刻法分為三段，其中第一段蝕刻，蝕刻壓力為15 25毫米汞柱；第二段蝕 刻，蝕刻壓力為45 55毫米汞柱；第三段蝕刻，蝕刻壓力為75 85毫米汞柱， 蝕刻壓力的不斷增加，使蝕刻裝置中的電漿下沉，側(cè)向蝕刻氣體也下沉，使 第一多晶硅層204深度方向上蝕刻量逐漸增大，但是只控制蝕刻壓力，蝕刻后 的第一多晶硅層204側(cè)壁不夠平整。因此同時控制蝕刻壓力、蝕刻氣體的摩爾 比及蝕刻時間，其中第一段蝕刻，蝕刻壓力為15 25毫米汞柱，氣體HBr/He02 的摩爾比為15 20，蝕刻時間是35 45秒，形成沿字線方向的截面呈方形的第 一多晶硅層204;第二段蝕刻，蝕刻壓力為45 55毫米汞柱，氣體HBr/He02的
摩爾比為10 12,蝕刻時間是25 35秒，形成側(cè)壁平整且沿字線方向的截面呈 倒梯形的第 一多晶硅層204,倒梯形的銳角角度為88。C 89。C ;第三段蝕刻， 蝕刻壓力為75 85毫米汞柱，氣體HBr/He02的摩爾比為10 12,蝕刻時間是 55 65秒，形成側(cè)壁平整且沿字線方向的截面呈倒梯形的第 一多晶硅層204, 倒梯形的銳角角度為85 °C~88°C 。
離子注入的深度為現(xiàn)有技術(shù)，可根據(jù)不同的注入深度要求調(diào)整離子注入 的能量和劑量，本實(shí)施例中注入離子的劑量為1.0E15/cm2 2.0 E15/cm2，具體 劑量為1.0E15/cm2、 1.5E15/cm2或2.0 E15/cm2;離子注入所需能量為15 KeV 25KeV,具體例如15 KeV、 20 KeV或25 KeV。
離子注入之后，也可以進(jìn)行熱退火的工藝，使注入的離子更好的分散， 也就是使注入的離子進(jìn)入硅襯底200的深度增加。
如圖4C所示(圖4C為沿字線方向的截面圖)，用化學(xué)氣相沉積法在氧化 硅 - 氮化硅-氧化硅層202和第一腐蝕阻擋層206上沉積介電層210;接著， 采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝對介電層210進(jìn)行平坦化處理，直至完全暴露出第一 腐蝕阻擋層206表面，平坦后的介電層210沿字線方向的截面呈正梯形；用 濕法蝕刻法去除第一腐蝕阻擋層206，至露出第一多晶硅層204。
其中，介電層210的材料為氧化硅、氮氧化硅等，本發(fā)明最優(yōu)選的為低 溫氧化硅(溫度為200"C至500°C )，采用等離子體化學(xué)氣相沉積法形成。
如圖4D所示(圖4D為沿位線方向的截面圖)，用化學(xué)氣相沉積法在第一 多晶硅層204和介電層210上沉積第二多晶硅層212;用化學(xué)氣相沉積法在第二 多晶硅層212上沉積第二腐蝕阻擋層214;在第二腐蝕阻擋層214上旋涂第二光 阻層215，經(jīng)過曝光、顯影工藝，在第二光阻層215上沿字線方向形成第二開 口圖形216。
本實(shí)施例中，第二多晶硅層212的厚度為1100埃 1300埃，具體厚度為1100埃、1200?；?300埃。
第二腐蝕阻擋層214的材料為氮化硅、氮氧化硅、炭化硅等；第二腐蝕阻 擋層214的厚度為250埃 350埃，具體例如250埃、300?；?50埃。
如圖4E所示(圖4E為沿位線方向的截面圖)，以第二光阻層215為掩膜， 用干法蝕刻法蝕刻第二腐蝕阻擋層214 、第二多晶硅層212和第 一 多晶硅層204 至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅層102;用灰化及濕法蝕刻法去除第二光阻層 115和第二腐蝕阻擋層114至露出第二多晶硅層112，第二多晶硅層112將 SONOS快閃存儲器的各個柵極連接起來，形成字線。
本實(shí)施例中，干法蝕刻法蝕刻第二腐蝕阻擋層214、第二多晶硅層212和 第 一多晶硅層204所采用的是HBr和He02混合氣體，氣體HBr和He02的摩爾比 是30 40，具體摩爾比例如30、 32、 35、 38或40;蝕刻時間是150 170秒，具 體時間例如15 0秒、160秒或170秒。
繼續(xù)參考圖4A至圖4E,下面為本發(fā)明的優(yōu)化實(shí)施例。如圖4A所示，首 先，在硅襯底200上形成氧化硅-氮化硅_氧化硅層(ONO ) 202，硅襯底為 P型，所述在硅襯底200上的第一氧化硅層的厚度為40埃，氮化硅層的厚度 為60埃，位于氮化硅層上的第二氧化硅層的厚度為120埃；然后用化學(xué)氣相 沉積法在氧化硅-氮化硅-氧化硅層202上形成厚度為700埃的第一多晶硅 層204;在第一多晶硅層204上用化學(xué)氣相沉積法形成厚度為400埃的第一腐 蝕阻擋層206，所述第一腐蝕阻擋層206的材料是氮化硅；在第一腐蝕阻擋層 206上旋涂第一光阻層207，經(jīng)過曝光、顯影工藝，在第一光阻層207上沿位 線方向形成第一開口圖形208,所述第一光阻層207上第一開口圖形208的位 置與硅襯底200內(nèi)需要形成源極和漏極的位置相對應(yīng)；以第一光阻層207為 掩膜，經(jīng)由第一開口圖形208蝕刻第 一腐蝕阻擋層206。
如圖4B所示，用灰化及濕法蝕刻法去除第一光阻層207;以第一腐蝕阻擋 層206為掩膜，在蝕刻壓力為15毫米汞柱，氣體HBr/He02的摩爾比為15，蝕刻
時間是35秒時蝕刻第 一多晶硅層204至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅層202, 形成沿字線方向的截面呈方形的第一多晶硅層204;接著，在蝕刻壓力為45毫 米汞柱，氣體HBr/He02的摩爾比為10，蝕刻時間是25秒時，繼續(xù)蝕刻第一多 晶硅層204,形成側(cè)壁平整且沿字線方向的截面呈倒梯形的第一多晶硅層204， 倒梯形的銳角角度為88。C 89。C;最后，在蝕刻壓力為75毫米汞柱，氣體 HBr/He02的摩爾比為10,蝕刻時間是55秒時，蝕刻第 一 多晶硅層204,形成側(cè) 壁平整且沿字線方向的截面呈倒梯形的第 一多晶硅層204,倒梯形的銳角角度 為85。C 88。C;用灰化及濕法蝕刻法去除第一光阻層207;以柵極為掩膜，通 過氧化硅-氮化硅-氧化硅層202，在硅襯底200中注入磷離子，形成源極/漏 極201,其中注入磷離子的劑量為1.5E15/cm2，磷離子注入所需要的能量為20 KeV。
如圖4C所示，用等離子體化學(xué)氣相沉積法在氧化硅-氮化硅-氧化硅層 202和第一腐蝕阻擋層206上沉積介電層210,所述介電層210的材料為低溫 氧化硅(溫度為20(TC至50CTC );接著，采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝對介電層210 進(jìn)行平坦化處理，直至完全暴露出第一腐蝕阻擋層206表面，平坦后的介電 層210沿字線方向的截面呈正梯形；用濕法蝕刻法去除第 一腐蝕阻擋層206, 至露出第一多晶硅層204。
如圖4D所示，用化學(xué)氣相沉積法在第 一多晶硅層204和介電層21 O上沉積 厚度1200埃的第二多晶硅層212;用化學(xué)氣相沉積法在第二多晶硅層212上沉 積厚度為300埃的第二腐蝕阻擋層214,第二腐蝕阻擋層214的材料為氮化硅； 在第二腐蝕阻擋層214上旋涂第二光阻層215，經(jīng)過曝光、顯影工藝，在第二 光阻層215上沿字線方向形成第二開口圖形216。
如圖4E所示，以第二光阻層215為掩膜，用干法蝕刻法蝕刻第二腐蝕阻擋 層2M、第二多晶硅層212和第一多晶硅層204至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅 層102，干法蝕刻所采用的氣體為HBr和He02, HBr和He02氣體的摩爾比是30，蝕刻時間是l5秒；用灰化及濕法蝕刻法去除第二光阻層115和第二腐蝕阻擋層 114至露出第二多晶硅層112，第二多晶硅層112將SONOS快閃存儲器的各個柵 極結(jié)構(gòu)連接起來，形成字線。
再次參考圖4A至圖4E,本發(fā)明形成的SONOS快閃存儲器，包括硅襯底 200;位于硅村底200上的氧化硅-氮化硅-氧化硅層202;位于所述氧化硅-氮化硅-氧化硅層202上的多晶硅層，所述多晶硅層包括第一多晶硅層204和 位于第一多晶硅層204上的第二多晶硅層212，所述第一多晶硅層204沿字線方 向的截面呈倒梯形且第一多晶硅層204作為柵極；位于4冊極兩側(cè)的硅襯底200 中的源極/漏極201;位于第一多晶硅層204之間且處于源極/漏極201上方的介 電層210，介電層210沿字線方向的截面呈正梯形。
圖5為本發(fā)明制作的SONOS快閃存儲器俯視圖，其中210是介電層，212 是第二多晶硅層。圖5A、 5B和5C分別為圖5所示的SONOS快閃存儲器在 A-A、 B-B、 C-C方向的截面結(jié)構(gòu)示意圖。其中C-C為存儲器的位線方 向，A-A、 B-B為存儲器的字線方向。從圖5A至圖5C可以看出，本發(fā)明 在蝕刻壓力為15-25毫米汞柱，氣體HBr/He02的摩爾比為15 20，蝕刻時間 是35 45秒時蝕刻第一多晶硅層204至露出氧化硅_氮化硅-氧化硅層202， 形成沿字線方向的截面呈方形的第 一多晶硅層204;接著，在蝕刻壓力為45~55 毫米汞柱，氣體HBr/He02的摩爾比為10 12 ，蝕刻時間是2 5 3 5秒時，繼續(xù) 蝕刻第一多晶硅層204，形成側(cè)壁平整且沿字線方向的截面呈倒梯形的第一多 晶硅層204，倒梯形的銳角角度為88°C~89°C;最后，在蝕刻壓力為75 85毫 米汞柱，氣體HBr/He02的摩爾比為10 12,蝕刻時間是55 65秒時，蝕刻第 一多晶硅層204，形成側(cè)壁平整且沿字線方向的截面呈倒梯形的第一多晶硅層 204，倒梯形的銳角角度為85。C 88。C;然后在第一多晶硅層204間沉積介電 層210，所述介電層210沿字線方向的截面呈正梯形；去除第一腐蝕阻擋層 206后，用干法蝕刻法蝕刻第二多晶硅層212和第一多晶硅層204過程中，由
于第一多晶硅層204間形成的介電層210沿字線方向的截面呈正梯形，使介
電層210側(cè)壁上的第一多晶硅層204容易被垂直方向的蝕刻去除干凈，不會 在介電層210側(cè)壁形成多晶硅殘留，從而不會在不同存儲單元之間產(chǎn)生短路 的現(xiàn)象。
雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種SONOS快閃存儲器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟提供硅襯底，所述硅襯底上依次包含氧化硅-氮化硅-氧化硅層、第一多晶硅層以及第一腐蝕阻擋層；沿位線方向蝕刻第一腐蝕阻擋層；以第一腐蝕阻擋層為掩膜選擇性蝕刻第一多晶硅層至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅層，蝕刻后的第一多晶硅層沿字線方向的截面呈倒梯形；在第一多晶硅層間填充介電層，所述介電層沿字線方向的截面呈正梯形；去除第一腐蝕阻擋層；在第一多晶硅層以及介電層表面依次形成第二多晶硅層和第二腐蝕阻擋層；沿字線方向蝕刻所述第二腐蝕阻擋層、第二多晶硅層和第一多晶硅層至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅層；去除第二腐蝕阻擋層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的SONOS快閃存儲器的制作方法，其特征在于選擇 性蝕刻第一多晶硅層分成至少兩段干法蝕刻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的SONOS快閃存儲器的制作方法，其特征在于選擇 性蝕刻第 一多晶硅層分成第 一段和第二段干法蝕刻，第二段蝕刻壓力比第一 段蝕刻壓力大。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的SONOS快閃存儲器的制作方法，其特征在于選擇 性蝕刻第一多晶硅層分成第一段、第二段和第三段干法蝕刻，第一段、第二 段和第三段蝕刻壓力依次增大。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的S0N0S快閃存儲器的制作方法，其特征在于第一 段蝕刻壓力為15 25毫米汞柱，第二段蝕刻壓力為45 55毫米汞柱，第三段蝕 刻壓力為75 85毫米汞柱。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的SONOS快閃存儲器的制作方法，其特征在于第一 段、第二段和第三段蝕刻采用的氣體為HBr和He02。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的SONOS快閃存儲器的制作方法，其特征在于第一 段蝕刻氣體HBr/He02的摩爾比為15 20,蝕刻時間是35 45秒；第二段蝕刻氣 體HBr/He02的摩爾比為10 12 ,蝕刻時間是25 3 5秒；第三段蝕刻氣體 HBr/He02的摩爾比為10~12，蝕刻時間是55 65秒。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的SONOS快閃存儲器的制作方法，其特征在于所述 倒梯形和正梯形的銳角夾角為85。 88°。
9. 一種SONOS快閃存儲器，包括硅襯底；位于硅襯底上的氧化硅-氮化硅 -氧化硅層；位于所述氧化硅-氮化硅-氧化硅層上的多晶硅層，所述多晶 硅層包括第 一多晶硅層和位于第 一多晶硅層上的第二多晶硅層；以及位于第 一多晶硅層之間的介電層，其特征在于，所述第一多晶硅層沿字線方向的截 面呈倒梯形，介電層沿字線方向的截面呈正梯形。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的SONOS快閃存儲器，其特征在于所述倒梯形和正 梯形的銳角夾角為85° 88°。
全文摘要
一種SONOS快閃存儲器的制作方法，包括如下步驟提供硅襯底，所述硅襯底上依次包含氧化硅-氮化硅-氧化硅層、第一多晶硅層以及第一腐蝕阻擋層；沿位線方向蝕刻第一腐蝕阻擋層；以第一腐蝕阻擋層為掩膜選擇性蝕刻第一多晶硅層至露出氧化硅-氮化硅-氧化硅層，蝕刻后的第一多晶硅層沿字線方向的截面呈倒梯形；在第一多晶硅層間填充介電層，所述介電層沿字線方向的截面呈正梯形。經(jīng)過上述步驟，介電層側(cè)壁上的第一多晶硅容易被垂直方向的蝕刻去除干凈，不會在介電層側(cè)壁形成多晶硅殘留，從而不會在不同存儲單元之間產(chǎn)生短路的現(xiàn)象。
文檔編號H01L21/8247GK101197329SQ20061011935
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者姜海濤, 王剛寧, 薛江鵬, 鐘鑫生 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司