專(zhuān)利名稱(chēng)：制作硅納米點(diǎn)及非易失性存儲(chǔ)器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制作硅納米點(diǎn)及非易失性存儲(chǔ)器的方法。
技術(shù)背景隨著非易失性存儲(chǔ)器制作工藝的發(fā)展，器件的臨界尺寸越來(lái)越小，而且 對(duì)非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度要求也越來(lái)越高。在具有介質(zhì)層-捕獲電荷層 -介質(zhì)層的三層堆疊結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)器的制作工藝中，采用具有離散的 納米點(diǎn)的捕獲電荷層取代現(xiàn)有技術(shù)中有一定厚度的捕獲電荷層，可以減少非 易失性存儲(chǔ)器的橫向漏電，降低形成的非易失性存儲(chǔ)器捕獲電荷層的厚度， 并提高存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)能力。圖1給出具有作為電荷捕獲位的納米點(diǎn)的非易失性存儲(chǔ)器的典型結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1所示，源/漏區(qū)lla和漏/源區(qū)llb形成于半導(dǎo)體襯底10中。溝道 區(qū)設(shè)置于半導(dǎo)體襯底10中的源/漏區(qū)1 la和漏/源區(qū)1 lb之間。柵極結(jié)構(gòu)形成于半 導(dǎo)體襯底10上，與源/漏區(qū)lla和漏/源區(qū)llb接觸。柵極結(jié)構(gòu)包括依次堆疊的隧 穿氧化層12、包括納米點(diǎn)13的捕獲電荷層、阻擋層14和柵電極層15。隧穿氧化層12接觸設(shè)置于其下的源/漏區(qū)1 la和漏/源區(qū)1 lb,且納米點(diǎn)13作 為存儲(chǔ)穿過(guò)隧穿層12的電荷的捕獲位。即，在圖l中所示的非易失性存儲(chǔ)器中， 當(dāng)電子穿過(guò)隧穿層12，被作為捕獲位的納米點(diǎn)13捕獲時(shí)，所述的非易失性存 儲(chǔ)器以隧穿方法來(lái)記錄信息。在例如申請(qǐng)?zhí)枮?00610143565.0的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中還能發(fā)現(xiàn)更多與上述 相關(guān)的信息，該中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了使用納米點(diǎn)作為捕獲位的非易失性存儲(chǔ) 器及其制造方法。
目前，形成硅納米點(diǎn)一般采用低壓化學(xué)氣相沉積法，然而經(jīng)過(guò)低壓化學(xué) 氣相沉積形成的硅納米點(diǎn)通常尺寸不夠小，并且相鄰硅納米點(diǎn)的隔離度也較 差。而目前的信息通訊技術(shù)需要高速度地存儲(chǔ)、處理和傳輸大量信息的非易 失性存儲(chǔ)器，尤其是需要將作為電荷捕獲位的納米點(diǎn)的尺寸縮小到幾個(gè)納米， 以提高存儲(chǔ)密度，便于大量存儲(chǔ)信息，以獲得高性能的存儲(chǔ)器。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種制作硅納米點(diǎn)的方法，來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)低壓化學(xué)氣 相沉積形成的硅納米點(diǎn)尺寸以及隔離度較差，不能滿(mǎn)足高性能存儲(chǔ)的要求的 問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種制作硅納米點(diǎn)的方法，包括下列步驟，提供無(wú)定形硅；在所述無(wú)定形硅上形成籽晶；對(duì)所述無(wú)定形硅和籽晶退火形 成石圭納米點(diǎn)；氧化所述硅納米點(diǎn)形成氧化硅，以隔離相鄰石圭納米點(diǎn)?？蛇x的，形成無(wú)定形硅的時(shí)間為1-6分鐘，所述形成無(wú)定形硅的溫度為 450 - 550°C ,所述形成無(wú)定形硅采用硅烷，所述硅烷的流量為0.5 - 2升/分鐘?？蛇x的，在所述無(wú)定形硅上形成籽晶的時(shí)間為5-30分鐘，所述形成籽 晶的溫度為500-600°C，所述在無(wú)定形硅上形成籽晶采用硅烷和氮?dú)?，所?硅烷的流量為5-20毫升/分鐘，所述氮?dú)獾牧髁繛? - 5升/分鐘。可選的，對(duì)所述無(wú)定形硅和籽晶退火形成硅納米點(diǎn)的退火時(shí)間為5-10 分鐘，退火溫度為500-600°C,所述退火過(guò)程中還通入氮?dú)?，所述氮?dú)獾牧?量為1 - 5升/分鐘?？蛇x的，形成所述氧化硅的時(shí)間為5-30分鐘，氧化的溫度為500 - 600 。C,所述氧化采用氧氣和氮?dú)?，所述氧氣的流量?.1-0.5升/分鐘，所述氮 氣的流量為1-5升/分4中。本發(fā)明還提供一種制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，包括在半導(dǎo)體襯底上形
成柵極結(jié)構(gòu)，所述形成柵極結(jié)構(gòu)的方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成隧穿氧化層；在所述隧穿氧化層上形成硅納米點(diǎn)；在硅納米點(diǎn)上形成層間絕緣層；以 及在層間絕緣層上形成多晶硅層，其中，所述形成硅納米點(diǎn)的方法包括下列 步驟，在所述隧穿氧化層上形成無(wú)定形硅；在所述無(wú)定形硅上形成籽晶；對(duì) 所述無(wú)定形硅和籽晶退火形成硅納米點(diǎn)；氧化所述硅納米點(diǎn)形成氧化硅，以 隔離相鄰石圭納米點(diǎn)?？蛇x的，在所述襯底上形成隧穿氧化層釆用熱氧化的方法，所述熱氧化 的溫度為800-900°C,所述熱氧化釆用純氧或純氧和惰性氣體的混合氣氛。可選的，在所述隧穿氧化層上形成無(wú)定形硅的時(shí)間為1-6分鐘，所述形 成無(wú)定形硅的溫度為450- 550°C,所述形成無(wú)定形硅采用硅烷，所述硅烷的 流量為0.5-2升/分鐘?？蛇x的，在所述無(wú)定形硅上形成籽晶的時(shí)間為5-30分鐘，所述形成籽 晶的溫度為500-600°C,所述在無(wú)定形硅上形成籽晶采用硅烷和氮?dú)猓?硅烷的流量為5-20毫升/分鐘，所述氮?dú)獾牧髁繛? - 5升/分鐘?？蛇x的，對(duì)所述無(wú)定形硅和籽晶退火形成硅納米點(diǎn)的退火時(shí)間為5-10 分鐘，退火溫度為500-600°C,所述退火過(guò)程中還通入氮?dú)?，所述氮?dú)獾牧?量為1-5升/分鐘?？蛇x的，形成所述氧化硅的時(shí)間為5-30分鐘，氧化的溫度為500-600 °C,所述氧化采用氧氣和氮?dú)?，所述氧氣的流量?.1-0.5升/分鐘，所述氮 氣的流量為l-5升/分鐘?？蛇x的，所述層間絕緣層可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或它們的組合?？蛇x的，所述層間絕緣層的厚度是10至100nm。 可選的，所述多晶硅層的厚度是50至200nm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述所公開(kāi)的制作硅納米點(diǎn)的方法以及制作非易失性存儲(chǔ)器的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)上述所公開(kāi)的制作硅納米點(diǎn)的方法以及制作非易失性存儲(chǔ)器的方法通過(guò)在無(wú)定形硅上生長(zhǎng)籽晶，來(lái)對(duì)所形成的硅納米點(diǎn)的 大小進(jìn)行控制。并且，在進(jìn)行退火形成硅納米點(diǎn)時(shí)，也使用了合適的退火時(shí)間，從而使 得所形成的硅納米點(diǎn)的尺寸在滿(mǎn)足存儲(chǔ)器性能要求的前提下達(dá)到最小。并且，在形成硅納米點(diǎn)之后的氧化，不僅進(jìn)一步減小了硅納米點(diǎn)的大小， 還有效地隔離了相鄰硅納米點(diǎn)，提高了硅納米點(diǎn)的隔離度。因而，通過(guò)所述 制作非易失性存儲(chǔ)器的方法形成的非易失性存儲(chǔ)器中的硅納米點(diǎn)具有較佳的 尺寸以及較好的隔離度，從而非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)性能也得到了提高。


圖1是現(xiàn)有的具有作為電荷捕獲位的納米點(diǎn)的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明制作硅納米點(diǎn)的方法的一種實(shí)施方式示意圖； 圖3是本發(fā)明制作非易失性存儲(chǔ)器的方法的一種實(shí)施方式示意圖； 圖4A至4H是圖3所示方法的工藝示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所公開(kāi)的制作硅納米點(diǎn)的方法以及制作非易失性存儲(chǔ)器的方法通 過(guò)在無(wú)定形硅上生長(zhǎng)籽晶，來(lái)對(duì)所形成的硅納米點(diǎn)的大小進(jìn)行控制。并且在 進(jìn)行退火形成硅納米點(diǎn)時(shí)，也使用了合適的退火時(shí)間。并且，在形成硅納米 點(diǎn)之后的氧化，不僅進(jìn)一步減小了硅納米點(diǎn)的大小，還有效地隔離了相鄰硅 納米點(diǎn)，提高了硅納米點(diǎn)的隔離度。參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明制作硅納米點(diǎn)的方法的一種實(shí)施方式包括下列步驟
步驟sl,提供無(wú)定形硅；步驟s2，在所述無(wú)定形硅上形成籽晶；步驟s3,對(duì)所述無(wú)定形硅和軒晶退火形成硅納米點(diǎn)；步驟s4，氧化所述硅納米點(diǎn)形成氧化硅，以隔離相鄰珪納米點(diǎn)。對(duì)于步驟sl,形成無(wú)定形硅的時(shí)間為1-6分鐘，所述形成無(wú)定形硅的溫 度為450 - 550°C ,所述形成無(wú)定形硅采用硅烷，所述硅烷的流量為0.5 - 2升 /分鐘。對(duì)于步驟s2,在所述無(wú)定形硅上形成籽晶的時(shí)間為5-30分鐘，所述形 成籽晶的溫度為500-600°C,所述在無(wú)定形硅上形成籽晶采用硅烷和氮?dú)猓?所述硅烷的流量為5-20毫升/分鐘，所述氮?dú)獾牧髁繛?-5升/分鐘。所述 硅烷用于形成籽晶，而所述氮?dú)庥糜谙♂尗曂?。?duì)于步驟s3,對(duì)所述無(wú)定形硅和籽晶退火形成硅納米點(diǎn)的退火時(shí)間為5 -IO分鐘，退火溫度為500-600°C,所述退火過(guò)程中還通入氮?dú)猓龅獨(dú)?的流量為1 - 5升/分鐘。對(duì)于步驟s4,形成所述氧化^^圭的時(shí)間為5-30分鐘，氧化的溫度為500 -600°C,所述氧化采用氧氣和氮?dú)?，所述氧氣的流量?.1-0.5升/分鐘，所 述氮?dú)獾牧髁繛? - 5升/分鐘。參照?qǐng)D3所示，本發(fā)明制作非易失性存儲(chǔ)器的方法的一種實(shí)施方式包括 下列步驟，步驟s10,在半導(dǎo)體襯底上形成隧穿氧化層； 步驟s20,在所述隧穿氧化層上形成無(wú)定形硅； 步驟s30,在所述無(wú)定形硅上形成籽晶； 步驟s40，對(duì)所述無(wú)定形硅和籽晶退火形成硅納米點(diǎn)；
步驟s50,在硅納米點(diǎn)上依次形成層間絕緣層； 步驟s60,在所述層間絕緣層上形成多晶硅層。對(duì)于步驟s10,在所述襯底上形成隧穿氧化層采用熱氧化的方法，所述熱 氧化的溫度為800-IIO(TC,所述熱氧化采用純氧或純氧和惰性氣體的混合 物，或氫氣和氧氣的混合物等。形成所述隧穿氧化層還可以包括熱氧化后為 提高介電常數(shù)而進(jìn)行的熱處理，比如將熱氧化硅在氨氣中退火等。對(duì)于步驟s20,在所述隧穿氧化層上形成無(wú)定形硅的時(shí)間為1-6分鐘， 所述形成無(wú)定形硅的溫度為450-550°C,所述形成無(wú)定形硅采用硅烷，所述 硅烷的流量為0.5 _ 2升/分鐘。對(duì)于步驟s30,在所述無(wú)定形硅上形成籽晶的時(shí)間為5-30分鐘，所述形 成籽晶的溫度為500- 600°C，所述在無(wú)定形硅上形成籽晶采用硅烷和氮?dú)猓?所述硅烷的流量為5-20毫升/分鐘，所述氮?dú)獾牧髁繛?-5升/分鐘。所述 硅烷用于形成籽晶，而所述氮?dú)庥糜谙♂尮柰?。?duì)于步驟s40,對(duì)所述無(wú)定硅和籽晶退火形成硅納米點(diǎn)的退火時(shí)間為5-IO分鐘，退火溫度為500-600°C，所述退火過(guò)程中還通入氮?dú)猓龅獨(dú)獾?流量為1 - 5升/分鐘。對(duì)于步驟s50,形成所述氧化硅的時(shí)間為5 - 30分鐘，氧化的溫度為500 -600°C,所述氧化采用氧氣和氮?dú)猓鲅鯕獾牧髁繛?.1-0.5升/分鐘，所 述氮?dú)獾牧髁繛?-5升/分鐘。所述氧化硅使相鄰硅納米點(diǎn)隔離，增強(qiáng)硅納米 點(diǎn)的隔離度。所述層間絕緣層可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或它們的組合。 所述層間絕緣層的厚度是10至100nm。 所述多晶硅層的厚度是50至200nm。 下面結(jié)合圖3和圖4A至圖4H,以一個(gè)具體的非易失性存儲(chǔ)器的柵極結(jié) 構(gòu)的制作過(guò)程為例來(lái)使得上述的制作硅納米點(diǎn)的方法以及制作非易失性存儲(chǔ) 器的方法更加清楚。結(jié)合圖3和圖4A、圖4B所示，首先提供半導(dǎo)體襯底100。所述半導(dǎo)體襯 底一般為硅襯底。并且，在所述半導(dǎo)體襯底100上形成隧穿氧化層101。所述 隧穿氧化層101的作用是在于將后續(xù)形成的硅納米點(diǎn)與硅襯底100隔離，并 且硅納米點(diǎn)下的隧穿氧化層101通?？梢宰龅妮^薄，所述隧穿氧化層101的 厚度可以為10-500埃，例如10埃、50埃、100埃、150埃、200埃、250埃、 300埃、350埃、400埃、450埃、500埃。所述隧穿氧化層100可以是氧化硅、 氮氧化硅、富硅氧化物等。形成所述隧穿氧化層的方法可以采用熱氧化的方 法。以隧穿氧化層是氧化硅為例，就可以通過(guò)通入純氧與半導(dǎo)體襯底100表 面的石圭發(fā)生反應(yīng)來(lái)形成氧化硅。所述反應(yīng)溫度為800-IIOO"C,例如800。C、 850°C、 900°C、 950°C、 IOOO'C、 1050°C、 1100°C。當(dāng)然，在進(jìn)行熱氧化的時(shí) 候通入的氣體取決于所要形成的隧穿氧化層，除了純氧外，還可以是純氧和 惰性氣體的混合物，或氬氣和氧氣的混合物等。并且，形成所述隧穿氧化層 還可以包括熱氧化后為提高介電常數(shù)而進(jìn)行的熱處理，比如將熱氧化硅在氨 氣中退火等。結(jié)合圖3和圖4C所示，在所述隧穿氧化層101上形成無(wú)定形硅102。無(wú) 定形硅102其實(shí)是作為形成硅納米點(diǎn)的材料提供層。所述無(wú)定形硅102的厚 度為1 - 5nm， 例如lnm、 1.5nm、 2nm、 2.5nm、 3nm、 3.5nm、 4nm、 4.5nm、 5nm。所述無(wú)定形硅102可以采用低壓化學(xué)氣相沉積法等常規(guī)工藝形成。作為 一種舉例，在所述隧穿氧化層101上形成無(wú)定形硅102是通入硅烷和氮?dú)狻?所述^s圭烷的流量為0.5 - 2升/分鐘，例如0.5升/分鐘、0.7升/分鐘、0.9升/分 鐘、1.1升/分鐘、1.2升/分鐘、1.4升/分鐘、1.6升/分鐘、1.8升/分鐘、2升/ 分鐘。所述氮?dú)獾牧髁繛?-5升/分鐘，例如1升/分鐘、1.5升/分鐘、2升/
分鐘、2.5升/分鐘、3升/分鐘、3.5升/分鐘、4升/分鐘、4.5升/分鐘、5升/分 鐘。所述形成無(wú)定形硅的反應(yīng)溫度為450-550°C,例如450°C、 460°C、 470 °C、 480°C、 490°C、 500°C、 510°C、 520°C 、 530°C、 540°C 、 550°C。所述通 入>5圭烷的時(shí)間為1 - 6分鐘，例如1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、 6分鐘。經(jīng)過(guò)所述的反應(yīng)過(guò)程之后，就能夠形成所述厚度的無(wú)定形硅102 了。 由于所形成的無(wú)定形硅102較薄，密度較小，從而能夠使得之后形成的硅納 米點(diǎn)的顆粒也較小。結(jié)合圖3和圖4D所示，在所述無(wú)定形硅102上形成籽晶103。籽晶103 的厚度對(duì)后續(xù)所形成的硅納米點(diǎn)的大小起著重要的作用。籽晶103的厚度較 薄，也就能夠使得最終形成的硅納米點(diǎn)的顆粒也較小。作為一種舉例，所述在無(wú)定形硅102上形成籽晶103采用硅烷和氮?dú)猓?所述形成籽晶103的溫度為500-600°C,例如500。C、 510°C、 520°C、 530°C、 540°C、 550°C、 560°C、 570°C、 580°C、 590°C、 600°C。所述珪烷用于形成籽 晶，而所述氮?dú)獾淖饔檬菫榱讼♂尮柰?。因此，較佳的選擇是氮?dú)獾牧髁窟h(yuǎn) 大于硅烷的流量，使得形成籽晶103時(shí)通入的硅烷很稀薄，從而減緩籽晶103 在無(wú)定形硅102上的形成速度，進(jìn)而最終可以在無(wú)定形硅102上形成薄層籽 晶103。所述硅烷的流量為5-20毫升/分鐘，例如5毫升/分鐘、7毫升/分鐘、 9毫升/分鐘、10毫升/分鐘、12毫升/分鐘、14毫升/分鐘、16毫升/分鐘、18 毫升/分鐘、20毫升/分鐘。所述氮?dú)獾牧髁繛?-5升/分鐘，例如l升/分鐘、 1.5升/分鐘、2升/分鐘、2.5升/分鐘、3升/分鐘、3.5升/分鐘、4升/分鐘、4.5 升/分鐘、5升/分鐘。在經(jīng)過(guò)了5-30分鐘，例如5分鐘、7分鐘、IO分鐘、 12分鐘、14分鐘、16分鐘、18分鐘、20分鐘、22分鐘、24分鐘、26分鐘、 28分鐘、30分鐘的反應(yīng)時(shí)間后，在無(wú)定形硅102上就形成了薄層籽晶103。結(jié)合圖3和圖4E所示，對(duì)所述無(wú)定形硅102和籽晶103退火形成硅納米 點(diǎn)104。如前所述，硅納米點(diǎn)104是在退火的過(guò)程中，硅被從無(wú)定形硅102中
提取出來(lái)，并沿籽晶103生長(zhǎng)而形成的。其實(shí)就是說(shuō)退火過(guò)程中，硅原子不斷地從無(wú)定形硅102中被提取出來(lái)，并且附著在籽晶103表面，并最終形成 硅納米點(diǎn)。因此，退火的時(shí)間對(duì)最終形成的硅納米點(diǎn)的大小也起著重要的作 用。退火的時(shí)間很長(zhǎng)，所形成的硅納米點(diǎn)的尺寸也會(huì)較大，從而相鄰的硅納 米點(diǎn)就可能相接，造成硅納米點(diǎn)的密度降低，從而影響捕獲電荷層的存儲(chǔ)能 力。而退火的時(shí)間很短，雖然形成的硅納米點(diǎn)的尺寸會(huì)較小，但在后續(xù)的氧 化工藝中，過(guò)小的硅納米點(diǎn)就可能因?yàn)檠趸g而消失，因而也會(huì)影響捕獲 電荷層的存儲(chǔ)能力。因此，退火的時(shí)間為5-IO分鐘，例如5分鐘、5.5分鐘、 6分鐘、6.5分鐘、7分鐘、7.5分鐘、8分鐘、8.5分鐘、9分鐘、9.5分鐘、 IO分鐘。退火溫度為500-600°C,例如500。C、 510°C、 520。C、 53(TC、 540 。C、 550°C、 560°C、 570°C、 580°C、 590°C、 600°C。所述退火過(guò)程中還通入 氮?dú)?，所述氮?dú)獾淖饔檬怯脕?lái)作為退火的保護(hù)氣體，所述氮?dú)獾牧髁繛?-5 升/分鐘，例如l升/分鐘、1.5升/分鐘、2升/分鐘、2.5升/分鐘、3升/分鐘、 3.5升/分鐘、4升/分鐘、4.5升/分鐘、5升/分鐘。結(jié)合圖3和圖4F、圖4G所示，在所述硅納米點(diǎn)104上依次形成氧化硅 層105和層間絕緣層106作為絕緣隔離層。參照?qǐng)D4F所示，形成所述覆蓋硅納米點(diǎn)的氧化硅層105采用熱氧化的方 法。所述氧化硅層的作用是使得硅納米點(diǎn)與外界隔離。由于無(wú)定形硅102很 容易被氧化，因而在無(wú)定形硅102被氧化的過(guò)程中，相鄰硅納米點(diǎn)之間的無(wú) 定形硅102就會(huì)由于氧化硅層的形成而被隔絕，并且硅納米點(diǎn)104本身也會(huì) 由于氧化過(guò)程而有一部分厚度被氧化掉，從而使得硅納米點(diǎn)104的尺寸進(jìn)一 步縮減。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，所述氧化過(guò)程就應(yīng)保證既能夠有效隔絕相鄰硅 納米點(diǎn)104以及使得硅納米點(diǎn)104縮小，也不會(huì)因?yàn)檫^(guò)量氧化而使原本應(yīng)存 在的硅納米點(diǎn)104消失。作為一種舉例，對(duì)所述硅納米點(diǎn)104進(jìn)行氧化的時(shí) 間為5-30分鐘，例如5分鐘、7分鐘、IO分鐘、12分鐘、14分鐘、16分鐘、18分鐘、20分鐘、22分鐘、24分鐘、26分鐘、28分鐘、30分鐘。氧化的溫 度為500-600°C,例如500°C、 510°C、 520。C、 530°C、 540°C、 550。C、 560 °C、 570°C、 580°C、 590°C、 600°C。所述氧化采用氧氣和氮?dú)?，所述氧氣?流量為0.1 - 0.5升/分鐘，例如0.1升/分鐘、0.2升/分鐘、0.3升/分鐘、0.4升/ 分鐘、0.5升/分鐘。所述氮?dú)獾牧髁繛? - 5升，例如1升/分鐘、1.5升/分鐘、 2升/分鐘、2.5升/分鐘、3升/分鐘、3.5升/分鐘、4升/分鐘、4.5升/分鐘、5 升/分鐘。并且，被氧化硅層105覆蓋的硅納米點(diǎn)104是作為非易失性存儲(chǔ)器的浮 柵使用的。而經(jīng)過(guò)上述方法形成的硅納米點(diǎn)本身尺寸較小，因而密度較大。 并且相鄰硅納米點(diǎn)之間的隔離度也很好，因而作為浮柵的話(huà)，其存儲(chǔ)密度高、 存儲(chǔ)能力強(qiáng)。參照?qǐng)D4G所示，在氧化硅層105上形成層間絕緣層106。所述層間絕緣 層可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或它們的組合。所述層間絕緣層的厚度 為10至100nm,例如10nm、 20nm、 30nm、 40nm、 50nm、 60nm、 70nm、 80nm、 90nm、 100nm。形成所述層間絕緣層的工藝可采用例如化學(xué)氣相沉積法等本 領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)，這里就不對(duì)其形成工藝作進(jìn)一步敘述了 。結(jié)合圖3和圖4H所示，在所述絕緣隔離層上形成多晶硅層107。所述的 多晶硅層107的厚度在50至200nm,例如50nm、70nm、 100nm、 120nm、 140nm、 160nm、 180nm、 200nm。所述多晶硅層107在非易失性存儲(chǔ)器中作為控制柵 使用的。形成多晶硅層107的工藝可釆用例如低壓化學(xué)氣相沉積法等本領(lǐng)域 技術(shù)人員公知的技術(shù)，這里就不對(duì)其形成工藝作進(jìn)一步敘述了 。在形成了多晶硅層107之后，再經(jīng)過(guò)一系列的圖案化步驟，就能形成非 易失性存儲(chǔ)器的柵極結(jié)構(gòu)了。所述柵極結(jié)構(gòu)的浮柵由于存儲(chǔ)密度高、存儲(chǔ)能 力強(qiáng)、導(dǎo)通電壓小，因而提高了非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)性能。
綜上所述，上述所公開(kāi)的制作納米點(diǎn)的方法及制作非易失性存儲(chǔ)器的方 法通過(guò)在無(wú)定形硅上生長(zhǎng)較薄的籽晶，來(lái)對(duì)所形成的硅納米點(diǎn)的大小進(jìn)行控 制。并且在進(jìn)行退火形成硅納米點(diǎn)時(shí)，也使用了合適的退火時(shí)間，從而使得 所形成的硅納米點(diǎn)的尺寸在滿(mǎn)足存儲(chǔ)器性能要求的前提下達(dá)到最小。并且， 在形成硅納米點(diǎn)之后的氧化，不僅進(jìn)一步減小了硅納米點(diǎn)的大小，還有效地 隔離了相鄰硅納米點(diǎn)，提高了硅納米點(diǎn)的隔離度。因而，通過(guò)所述制作非易失性存儲(chǔ)器的方法形成的非易失性存儲(chǔ)器中的 硅納米點(diǎn)具有較佳的尺寸以及較好的隔離度，從而非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)性 能也得到了提高。雖然本發(fā)明已以較佳實(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(dòng)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. 一種制作硅納米點(diǎn)的方法，其特征在于，包括下列步驟提供無(wú)定形硅；在所述無(wú)定形硅上形成籽晶；對(duì)所述無(wú)定形硅和籽晶退火形成硅納米點(diǎn)；氧化所述硅納米點(diǎn)形成氧化硅，以隔離相鄰硅納米點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的制作硅納米點(diǎn)的方法，其特征在于，形成所述無(wú)定形 硅的時(shí)間為1 - 6分鐘，形成所述無(wú)定形硅的溫度為450 - 550°C,形成所述無(wú) 定形硅采用硅烷，所述硅烷的流量為0.5 - 2升/分鐘。
3. 如權(quán)利要求1所述的制作硅納米點(diǎn)的方法，其特征在于，在所述無(wú)定形硅 上形成籽晶的時(shí)間為5-30分鐘，所述形成籽晶的溫度為500- 600°C,所述 在無(wú)定形硅上形成籽晶采用硅烷和氮?dú)?，所述硅烷的流量?-20毫升/分鐘， 所述氮?dú)獾牧髁繛? - 5升/分鐘。
4. 如權(quán)利要求1所述的制作硅納米點(diǎn)的方法，其特征在于，對(duì)所述無(wú)定形硅 和籽晶退火形成硅納米點(diǎn)的退火時(shí)間為5-10分鐘，退火溫度為500 _ 600°C。
5. 如權(quán)利要求4所述的制作硅納米點(diǎn)的方法，其特征在于，所述退火過(guò)程中 還通入氮?dú)?，所述氮?dú)獾牧髁繛?-5升/分鐘。
6. 如權(quán)利要求1所述的制作硅納米點(diǎn)的方法，其特征在于，形成所述氧化硅 的時(shí)間為5 - 30分鐘，氧化的溫度為500 - 600°C,所述氧化采用氧氣和氮?dú)猓?所述氧氣的流量為0.1 - 0.5升/分鐘，所述氮?dú)獾牧髁繛? - 5升/分鐘。
7. —種制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，包括在半導(dǎo)體襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)，其 特征在于，所述形成柵極結(jié)構(gòu)的方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成隧穿氧化層； 在所述隧穿氧化層上形成硅納米點(diǎn)；在硅納米點(diǎn)上形成層間絕緣層；以及在 層間絕緣層上形成多晶硅層，其中，所述形成硅納米點(diǎn)的方法包括下列步驟， 在所述隧穿氧化層上形成無(wú)定形硅；在所述無(wú)定形硅上形成籽晶；對(duì)所述無(wú) 定形硅和籽晶退火形成硅納米點(diǎn)；氧化所述硅納米點(diǎn)形成氧化硅，以隔離相 鄰硅納米點(diǎn)。
8. 如權(quán)利要求7所述的制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，其特征在于，在所述隧穿氧化層上形成無(wú)定形硅的時(shí)間為1 - 6分鐘，所述形成無(wú)定形硅的溫度為450 -550°C,所述形成無(wú)定形硅采用硅烷，所述硅烷的流量為0.5-2升/分鐘。
9. 如權(quán)利要求7所述的制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，其特征在于，在所述無(wú) 定形硅上形成籽晶的時(shí)間為5 - 30分鐘，所述形成籽晶的溫度為500 - 600°C, 所述在無(wú)定形硅上形成籽晶采用硅烷和氮?dú)猓龉柰榈牧髁繛?-20毫升/ 分鐘，所述氮?dú)獾牧髁繛?-5升/分鐘。
10. 如權(quán)利要求7所述的制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，其特征在于，對(duì)所述無(wú) 定形硅和軒晶退火形成硅納米點(diǎn)的退火時(shí)間為5-10分鐘，退火溫度為500 -600°C。
11. 如權(quán)利要求10所述的制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，其特征在于，所述退 火過(guò)程中還通入氮?dú)?，所述氮?dú)獾牧髁繛閘-5升/分鐘。
12. 如權(quán)利要求7所述的制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，其特征在于，在所述襯 底上形成隧穿氧化層釆用熱氧化的方法，所述熱氧化的溫度為800-900°C， 所述熱氧化采用純氧或純氧和惰性氣體的混合氣氛。
13. 如權(quán)利要求7所述的制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，其特征在于，形成所述 氧化硅的時(shí)間為5 - 30分鐘，氧化的溫度為500 - 600°C,所述氧化采用氧氣 和氮?dú)?，所述氧氣的流量?.1-0.5升/分鐘，所述氮?dú)獾牧髁繛? - 5升/分 鐘。
14. 如權(quán)利要求7所述的制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，其特征在于，所述層間 絕緣層可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或它們的組合。
15. 如權(quán)利要求7所述的制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，其特征在于，所述層間 絕緣層的厚度是10至100nm。
16. 如權(quán)利要求7所述的制作非易失性存儲(chǔ)器的方法，其特征在于，所述多晶 硅層的厚度是50至200nm。
全文摘要
一種制作硅納米點(diǎn)的方法，包括下列步驟，提供無(wú)定形硅；在所述無(wú)定形硅上形成籽晶；對(duì)所述無(wú)定形硅和籽晶退火形成硅納米點(diǎn)；氧化所述硅納米點(diǎn)形成氧化硅，以隔離相鄰硅納米點(diǎn)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種制作非易失性存儲(chǔ)器的方法。所述制作硅納米點(diǎn)的方法以及制作非易失性存儲(chǔ)器的方法能夠使得所形成的非易失性存儲(chǔ)器中的硅納米點(diǎn)的尺寸較小，并且隔離度較好，從而提高了非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)性能。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101399190SQ200710046799
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者馮永剛, 宋化龍, 張復(fù)雄, 靜 林 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司