專(zhuān)利名稱(chēng)：一種與非門(mén)閃存及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲(chǔ)器及其制造方法，尤其涉及一種與非門(mén)閃存及其制造方法。
背景技術(shù)：
閃存(flash memory)由于可多次進(jìn)行信息的存入、讀取、擦除等動(dòng)作、且存入的信 息在斷電后也不會(huì)消失，已成為個(gè)人電腦和電子設(shè)備所廣泛采用的一種非易失性存儲(chǔ)器。 其中，閃存根據(jù)陣列結(jié)構(gòu)的不同，主要分為與非門(mén)閃存與或非門(mén)閃存，由于與非門(mén)閃存比或 非門(mén)閃存的集成度高，所以具有更廣的應(yīng)用范圍。典型的與非門(mén)閃存以摻雜的多晶硅作為浮動(dòng)?xùn)?floating gate)和控制柵 (control gate)；其中，控制柵形成于浮動(dòng)?xùn)派?，且通過(guò)柵間介質(zhì)層相隔；浮動(dòng)?xùn)判纬捎谝r 底上，通過(guò)一層遂穿介質(zhì)層(tunnel oxide)相隔。當(dāng)對(duì)閃存進(jìn)行信息的寫(xiě)入操作時(shí)，通過(guò) 在控制柵與源區(qū)/漏區(qū)施加偏壓，使電子注入浮動(dòng)?xùn)胖?；在讀取閃存信息時(shí)，在控制柵上施 加一工作電壓，此時(shí)浮動(dòng)?xùn)诺膸щ姞顟B(tài)會(huì)影響其下方溝道(channel)的開(kāi)/關(guān)，而此溝道的 開(kāi)/關(guān)即為判斷信息值0或1的依據(jù)；當(dāng)閃存在擦除信息時(shí)，將襯底、漏(源)區(qū)或控制柵 的相對(duì)電位提高，并利用遂穿效應(yīng)使電子由浮動(dòng)?xùn)糯┻^(guò)遂穿介質(zhì)層而進(jìn)入襯底或漏(源) 極中(substrate erase或drain (source) side erase)，或是穿過(guò)柵間介質(zhì)層而進(jìn)入控制柵 中。閃存包括多個(gè)閃存單元，按一定的陣列結(jié)構(gòu)布局。圖12至圖14為現(xiàn)有技術(shù)的 一種與非門(mén)閃存的閃存單元沿字線(xiàn)方向的制造流程剖面示意圖。參考圖12為形成浮動(dòng) 柵以及隔離溝槽的沿字線(xiàn)方向剖面示意圖，包括提供襯底210 ；在襯底210上形成遂穿 介質(zhì)層220 ；利用淀積工藝形成浮動(dòng)?xùn)?TO) 230，高度約為800埃-2500埃；形成隔離溝槽 STI (shallow trench isolation) 240,該隔離溝槽STI240將所述浮動(dòng)?xùn)?30、遂穿介質(zhì)層 220分隔開(kāi)，并于該隔離溝槽STI240內(nèi)淀積墊襯氧化物和高密度等離子體(High Density Palasa,HDP)氧化物Ml，所述HDP氧化物高度為5000埃-8000埃；之后在整個(gè)襯底210的 表面淀積阻擋層250，以防止在接下來(lái)的平坦化工藝中對(duì)浮動(dòng)?xùn)?30造成損傷。參考圖13， 完成阻擋層250的淀積后，利用CMP工藝對(duì)整個(gè)硅片表面進(jìn)行平坦化，移除高出浮動(dòng)?xùn)?30 的多余HDP氧化物。參考圖14，完成平坦化工藝后，于整個(gè)硅片的表面淀積柵間介質(zhì)層沈0， 所述柵間介質(zhì)層260為氧化物-氮化物-氧化物(oxide-nitride-oxide，0N0)，之后在柵 間介質(zhì)層260上形成控制柵270 ；以上所述并沒(méi)有對(duì)有源區(qū)的形成作介紹，其可根據(jù)公知的 工藝形成(圖中未示)。圖14中形成的結(jié)構(gòu)即為現(xiàn)有技術(shù)的形成與非門(mén)閃存單元沿字線(xiàn)方 向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。閃存的工作電壓，讀、取以及擦除的速率與浮動(dòng)?xùn)藕涂刂茤胖g的耦合率 (gate-coupling ratio,GCR)有關(guān)，耦合率越大，操作閃存所需要的工作電壓越低，讀、取以 及擦除的速率越高。公知的增加?xùn)艠O耦合率的方法為增加浮動(dòng)?xùn)排c控制柵之間的重疊面積 (overlap area)，然而，當(dāng)器件尺寸逐漸往小型化發(fā)展后，浮動(dòng)?xùn)藕涂刂茤胖g的重疊面積 也會(huì)相應(yīng)的隨著縮小，導(dǎo)致柵極耦合率降低，從而降低閃存的性能。3
從上述現(xiàn)有技術(shù)的形成與非門(mén)閃存的方法中可以看出，控制柵和浮動(dòng)?xùn)诺闹丿B面 積將會(huì)隨著器件集成度的提高，器件尺寸的縮小而相應(yīng)的縮小，造成柵極耦合率的降低，從 而使閃存的性能下降，這不是所希望的結(jié)果，人們期望隨著集成度的提高、器件尺寸的縮 小，而器件的性能并不降低，或者比之前有更大的提高。為解決以上現(xiàn)有技術(shù)隨著器件集成度的提高，浮動(dòng)?xùn)藕涂刂茤胖g的重疊面積縮 小，從而造成柵極耦合率降低，使閃存性能降低的缺點(diǎn)，公開(kāi)號(hào)為1770429，
公開(kāi)日為2006 年5月10日的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“快閃存儲(chǔ)單元及其制造方法”公開(kāi)了一種增大浮動(dòng)?xùn)艠O和控 制柵極之間的重疊面積，從而提高柵極耦合率提高器件性能的閃存單元及其制造方法。參 考圖15為該公開(kāi)的閃存單元的一實(shí)施例的字線(xiàn)方向的剖面圖，該種結(jié)構(gòu)的閃存單元通過(guò) 增高浮動(dòng)?xùn)艠O301，使其高出圖案化膜層302 —定深度L，則控制柵極303與浮動(dòng)?xùn)艠O301 不僅在浮動(dòng)?xùn)艠O301的頂部重疊，而且在浮動(dòng)?xùn)艠O301的側(cè)壁也有一部分重疊，因此控制柵 極303與浮動(dòng)?xùn)艠O301的重疊面積增大，柵極耦合率增大。圖16為該公開(kāi)的閃存單元的另 一實(shí)施例的剖面圖，在該實(shí)施例中控制柵極403分為兩部分，分別為位于浮動(dòng)?xùn)?01頂部的 頂端部403'和位于浮動(dòng)?xùn)?01側(cè)壁的側(cè)壁部403〃 ；其中控制柵403的頂端部403‘和側(cè) 壁部403"材料相同、相互導(dǎo)通，作用與圖15中顯示的閃存單元實(shí)施例中的控制柵303的作 用相同，同樣可以增大浮動(dòng)?xùn)?01與控制柵403的重疊面積，提高柵極耦合率。該專(zhuān)利中公開(kāi)的增加控制柵和浮動(dòng)?xùn)胖g的重疊面積的快閃存儲(chǔ)單元的制造方 法，包括1)在襯底上利用化學(xué)氣相淀積CVD形成圖案化膜層，之后利用微影及蝕刻在圖案 化膜層形成開(kāi)口 ；2)于開(kāi)口內(nèi)形成隧穿氧化層和浮動(dòng)?xùn)?，形成浮?dòng)?xùn)藕?，浮?dòng)?xùn)藕蛨D案化 膜層的表面等高；幻然后，對(duì)圖案化膜層進(jìn)行選擇性刻蝕，使圖案化膜層的上表面的高度 低于浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨?；幻之后形成控制柵。以上所述的?zhuān)利中公開(kāi)的增加控制柵和浮動(dòng)?xùn)胖g的重疊面積的快閃存儲(chǔ)單元 的制造方法，通過(guò)形成圖案化膜層并使圖案化膜層上表面的高度低于浮動(dòng)?xùn)派媳砻娴母叨?增加浮動(dòng)?xùn)藕涂刂茤胖g的重疊面積；該方法工藝步驟復(fù)雜，增加了形成圖案化膜層的步 驟，使制造成本提高，效率降低。另外，在以上所述的專(zhuān)利的背景技術(shù)中還公開(kāi)了一種增加控制柵和浮動(dòng)?xùn)胖g的 重疊面積的閃存的制造方法，然而該方法中，為了增加浮動(dòng)?xùn)排c控制柵之間的重疊面積以 提高柵極耦合率，在形成浮動(dòng)?xùn)艜r(shí)，必須使其具有足夠的厚度，而且兩相鄰的浮動(dòng)?xùn)胖g的 距離越小越好，這將導(dǎo)致形成圖案化導(dǎo)體層的蝕刻工藝難度增加，而且在刻蝕圖案化導(dǎo)體 層時(shí)容易對(duì)隔離結(jié)構(gòu)過(guò)度刻蝕，導(dǎo)致元件發(fā)生漏電流。為了解決以上所述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，需要提出一種增加?xùn)艠O耦合率的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種與非門(mén)閃存及其制造方法，在形成隔離溝槽 后對(duì)隔離溝槽刻蝕，提高浮動(dòng)?xùn)藕涂刂茤胖g的重疊面積，并利用原子力顯微鏡對(duì)刻蝕的 高度進(jìn)行檢測(cè)防止過(guò)度刻蝕。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明一種與非門(mén)閃存，其包括多個(gè)閃存單元，其中每一個(gè)閃存 單元包括襯底，于該襯底內(nèi)形成有源區(qū)；遂穿介質(zhì)層，形成于所述襯底上；
浮動(dòng)?xùn)?，形成于所述遂穿介質(zhì)層上；隔離溝槽，隔離有源區(qū)、遂穿介質(zhì)層以及浮動(dòng)?xùn)?；柵間介質(zhì)層，覆蓋于所述浮動(dòng)?xùn)藕退龈綦x溝槽上；控制柵，覆蓋于所述柵間介質(zhì)層；其中，所述隔離溝槽內(nèi)填充物的上表面低于浮動(dòng) 柵的上表面，所述柵間介質(zhì)層覆蓋于所述浮動(dòng)?xùn)乓约八龈綦x溝槽的側(cè)壁和填充物的上表本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述隔離溝槽內(nèi)填充物上表面與浮動(dòng)?xùn)派媳砻娴牡母?度差為500埃-2000埃。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述柵間介質(zhì)層為氧化物-氮化物-氧化物層。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述隔離溝槽內(nèi)的填充物為高密度等離子體氧化物。本發(fā)明的另一方面提供一種制造與非門(mén)閃存的方法，該與非門(mén)閃存包括多個(gè)閃 存單元，其中每一個(gè)閃存單元包括襯底，于該襯底內(nèi)形成有源區(qū)；遂穿介質(zhì)層，形成于所 述襯底上；浮動(dòng)?xùn)?，形成于所述遂穿介質(zhì)層上；隔離溝槽，隔離有源區(qū)、遂穿介質(zhì)層以及浮 動(dòng)?xùn)?；柵間介質(zhì)層，覆蓋于所述浮動(dòng)?xùn)藕退龈綦x溝槽上；控制柵，覆蓋于所述柵間介質(zhì)層 上；其中，所述隔離溝槽內(nèi)填充物上表面低于浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻?，所述柵間介質(zhì)層覆蓋于所述 浮動(dòng)?xùn)乓约八龈綦x溝槽的側(cè)壁和填充物的上表面；其包括步驟提供襯底，該襯底內(nèi)形成有源區(qū)；于所述襯底上形成遂穿介質(zhì)層；于所述遂穿介質(zhì)層上形成浮動(dòng)?xùn)?；形成隔離溝槽，隔離所述有源區(qū)、遂穿介質(zhì)層以及浮動(dòng)?xùn)?；形成柵間介質(zhì)層，覆蓋于所述浮動(dòng)?xùn)藕退龈綦x溝槽上；形成控制柵，覆蓋于所述柵間介質(zhì)層上；其中，形成所述隔離溝槽之后，形成柵間 介質(zhì)層之前，增加隔離溝槽刻蝕步驟，使所述隔離溝槽內(nèi)填充物上表面低于浮動(dòng)?xùn)诺纳媳肀景l(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述的刻蝕步驟采用氟化氫HF刻蝕工藝。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于在刻蝕隔離溝槽時(shí)，利用原子力顯微鏡對(duì)刻蝕的高度 進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述隔離溝槽內(nèi)填充物上表面與浮動(dòng)?xùn)派媳砻娴母叨?差為500埃-2000埃。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述柵間介質(zhì)層為氧化物-氮化物-氧化物層。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述隔離溝槽內(nèi)的填充物為高密度等離子體氧化物。通過(guò)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)增加浮動(dòng)?xùn)藕涂刂茤诺闹丿B面積，增加耦合率，提高閃存器件的性能，即讀、 寫(xiě)速率；另外，隨著浮動(dòng)?xùn)派媳砻婧透綦x溝槽內(nèi)填充物上表面高度差的增加，側(cè)壁的重疊面 積增加，整個(gè)浮動(dòng)?xùn)藕涂刂茤诺闹丿B面積增加，柵極耦合率也會(huì)進(jìn)一步增加；而且本發(fā)明形 成與非門(mén)閃存的方法，在對(duì)隔離溝槽進(jìn)行選擇性移除其內(nèi)的填充物時(shí)，利用原子力顯微鏡 控制移除的填充物的高度，在移除隔離溝槽內(nèi)的填充物的過(guò)程中，可以精確控制移除的填 充物的高度，進(jìn)而可以準(zhǔn)確控制隔離溝槽填充物上表面與浮動(dòng)?xùn)派媳砻娴母叨炔?，以免刻蝕過(guò)度。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的與非門(mén)閃存的閃存單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 6為形成圖1所示的閃存單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的與非門(mén)閃存的柵極耦合率與高度差h的關(guān)系曲線(xiàn) 圖；圖8為高度差與編程時(shí)間以及閃存單元閾值電壓的關(guān)系曲線(xiàn)圖；圖9為高度差與擦除時(shí)間以及閃存單元閾值電壓的關(guān)系曲線(xiàn)圖；圖10為在不同編程時(shí)間下刻蝕深度與編程閾值電壓的關(guān)系曲線(xiàn)圖；圖11為高度差與擦除閾值電壓的關(guān)系曲線(xiàn)圖；圖12至圖14為現(xiàn)有技術(shù)的與非門(mén)閃存的閃存單元的制造流程剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為公開(kāi)的閃存單元的一實(shí)施例的字線(xiàn)方向的剖面圖；圖16為公開(kāi)的閃存單元的另一實(shí)施例的剖面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的與非門(mén)閃存包括多個(gè)閃存單元，通過(guò)字線(xiàn)和位線(xiàn)按一定方式進(jìn)行耦合， 并與其他的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行耦合以形成本發(fā)明的與非門(mén)閃存，由于本發(fā)明的與非門(mén)閃存的 改進(jìn)主要在于對(duì)閃存單元中的浮動(dòng)?xùn)藕涂刂茤胖g的重疊面積的增加，依此來(lái)增加?xùn)艠O耦 合率，并不涉及對(duì)與非門(mén)閃存其他方面，例如陣列結(jié)構(gòu)等方面，而且本發(fā)明的與非門(mén)閃存的 其他方面均與公知的技術(shù)相同，因此在本說(shuō)明書(shū)中只對(duì)閃存單元及其形成方法做詳細(xì)介 紹，對(duì)其他方面不做具體的描述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員結(jié)合與非門(mén)閃存的公知技術(shù)和本 發(fā)明的閃存單元可以達(dá)到提高與非門(mén)閃存性能的目的，即提高閃存的讀、寫(xiě)以及擦除速率。為了更好的闡述本發(fā)明，有利于更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體 實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。參考圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的與非門(mén)閃存的閃存單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。該 閃存單元100包括襯底110，其中該襯底110內(nèi)形成有有源區(qū)(圖中未示)，襯底110可以 根據(jù)不同的需要選擇不同的襯底，可以為是硅片，在絕緣體上的硅，以及其他的襯底；遂穿 介質(zhì)層120，該遂穿介質(zhì)層120可以為二氧化硅，氮化硅，硅氧氮化物以及其他的絕緣材料， 在該具體實(shí)施例中優(yōu)選為氮化硅；浮動(dòng)?xùn)?30，覆蓋于所述的遂穿介質(zhì)層120以及隔離溝槽 150，高度約為800埃-2500埃；隔離溝槽150，該隔離溝槽150進(jìn)入襯底110內(nèi)一定深度， 用于各個(gè)有源區(qū)、遂穿介質(zhì)層120以及浮動(dòng)?xùn)?30的隔離，且所述隔離溝槽150內(nèi)的填充 物為高密度等離子體(HDP)氧化物151，該高密度等離子體(HDP)氧化物151的上表面153 低于浮動(dòng)?xùn)?30的上表面131，且高密度等離子體氧化物151的上表面153與浮動(dòng)?xùn)?30 的上表面的高度差h在500埃-2000埃之間，高密度等離子體氧化物151的高度為5000 埃-8000埃，可選擇的，隔離溝槽150內(nèi)的填充物可以是二氧化硅，氮化硅和其他合適的材 料；柵間介質(zhì)層160，形成于浮動(dòng)?xùn)?30上，以及隔離溝槽150的高密度等離子體氧化物151 的上表面153和側(cè)壁152，在該具體實(shí)施例中柵間介質(zhì)層160為氧化物-氮化物-氧化物 (oxide-nitride-oxide，簡(jiǎn)稱(chēng)0N0)；控制柵170，形成于所述柵間介質(zhì)層160上。閃存單元100中浮動(dòng)?xùn)?30和控制柵170的重疊部分包括浮動(dòng)?xùn)?30的上表面131和側(cè)壁132，并且 隨著高密度等離子體氧化物151的上表面153與浮動(dòng)?xùn)?30的上表面131的高度差h的增 加，側(cè)壁132的重疊面積增加，整個(gè)浮動(dòng)?xùn)?30和控制柵170的重疊面積增加。與非門(mén)閃存的性能和閃存單元的柵極耦合率有很大的關(guān)系，而柵極耦合率與浮動(dòng) 柵和控制柵之間的重疊面積有關(guān)，重疊面積越大，柵極耦合率越大；本發(fā)明的具有閃存單元 100的與非門(mén)閃存，通過(guò)對(duì)隔離溝槽150進(jìn)行刻蝕，移除部分的隔離溝槽150內(nèi)的高密度等 離子氧化物151，使浮動(dòng)?xùn)?30的側(cè)壁露出一部分，從而使浮動(dòng)?xùn)?30與控制柵170的重疊 面積不僅包括浮動(dòng)?xùn)?30的上表面131部分，還包括浮動(dòng)?xùn)?30的側(cè)壁132部分，這樣增加 了浮動(dòng)?xùn)?30和控制柵170的重疊面積，增加耦合率，提高閃存的性能，即讀、寫(xiě)以及擦除速 率。另外，隨著高密度等離子體氧化物151的上表面153與浮動(dòng)?xùn)?30的上表面131的高 度差h的增加，側(cè)壁132的重疊面積增加，整個(gè)浮動(dòng)?xùn)?30和控制柵170的重疊面積增加， 耦合率也會(huì)進(jìn)一步增加。參考圖2 6為形成圖1所示的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的與非門(mén)閃存的閃存單元的剖 面結(jié)構(gòu)流程示意圖。本發(fā)明的形成圖1所示的閃存單元100的方法具體包括步驟參考圖2，由于圖2所示的結(jié)構(gòu)的形成方法和現(xiàn)有技術(shù)的方法相同，在此將各個(gè) 步驟合并在一幅圖中描述，并沒(méi)有對(duì)各個(gè)形成步驟用圖示的方式分別進(jìn)行描述。提供襯底 110，襯底110可以根據(jù)不同的需要選擇不同的襯底，可以為是硅片，在絕緣體上的娃，以及 其他的襯底；形成遂穿介質(zhì)層120，該遂穿介質(zhì)層120形成于該襯底110上，利用熱氧化工藝形 成，其可以為二氧化硅，氮化硅，硅氧氮化物以及其他的絕緣材料；形成浮動(dòng)?xùn)?30，該浮動(dòng)?xùn)?30形成于遂穿介質(zhì)層120上，該浮動(dòng)?xùn)?30可以通過(guò) 淀積工藝和擴(kuò)散工藝形成，在該具體實(shí)施例中，浮動(dòng)?xùn)?30通過(guò)淀積多晶硅層和摻雜磷形 成，高度約為800埃-2500埃；可選擇的，多晶硅層可以形成非結(jié)晶態(tài)，之后再進(jìn)行結(jié)晶；形成隔離溝槽150，該隔離溝槽150將浮動(dòng)?xùn)?30、以及遂穿介質(zhì)層120相互隔 離，且該隔離溝槽120進(jìn)入襯底110 —定深度以隔離有源區(qū)；在進(jìn)行隔離溝槽150的形成 工藝之前，在浮動(dòng)?xùn)?30上形成一層硬掩膜層140，避免在以后的工藝中對(duì)浮動(dòng)?xùn)?30造成 損傷；該隔離溝槽150的形成步驟包括形成有源區(qū)氧化層，有源區(qū)氮化物淀積，抗反射涂 層(DARC)淀積，有源區(qū)光刻，有源區(qū)隔離溝槽刻蝕以及氧化物填充在該具體實(shí)施例中，有 源區(qū)氮化物的淀積通過(guò)低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)方法淀積硅氮化物薄膜，工藝條件為在 溫度約為700°C -800°C范圍內(nèi)，在低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)設(shè)備腔中利用氨氣和二氯硅 烷反應(yīng)，在襯底表面生成氮化硅(Si3N4),高度大約為100-500nm ；氮化硅在整個(gè)溝槽隔離形 成的過(guò)程中有兩個(gè)作用1)氮化硅比較堅(jiān)硬，可以作為掩膜材料，有助于在氧化物淀積過(guò) 程中保護(hù)有源區(qū)，幻氮化硅可以在化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)步驟中充當(dāng)拋光的阻擋材料；光刻 膠層通常用來(lái)界定隔離溝槽之間的有源區(qū)，在光刻膠與多晶硅之間通常有一層抗反射涂層 (DARC)以減少反射，在該具體實(shí)施例中，利用深紫外(DUV)光線(xiàn)進(jìn)行曝光，形成圖形；刻蝕 氮化物層，氧化層以及襯底，并進(jìn)行高密度等離子體氧化物151填充形成隔離溝槽STI150， 所述的高密度等離子體氧化物151的高度為5000埃-8000埃，可選擇的，該填充物可以是 二氧化硅，氮化硅和其他合適的材料；其中在進(jìn)行高密度等離子體氧化物151填充時(shí)，在溝 槽表面生長(zhǎng)墊襯氧化層(liner oxide)，改善硅與高密度等離子體氧化物151之間的界面特性。參考圖3，在形成浮動(dòng)?xùn)?30、隔離溝槽150后，選擇刻蝕隔離溝槽150以移除一定 高度的高密度等離子體氧化物151，使隔離溝槽150的填充物高密度等離子體氧化物151的 上表面153低于浮動(dòng)?xùn)?30的上表面131，且高密度等離子體氧化物151的上表面153與浮 動(dòng)?xùn)?30的上表面131的高度差h在500埃-2000埃之間；選擇刻蝕可以是等離子體刻蝕 或濕法刻蝕，在該具體實(shí)施例中，利用氫氟酸HF濕法刻蝕；在對(duì)隔離溝槽150進(jìn)行選擇刻蝕，移除一定高度的高密度等離子體氧化物151的 過(guò)程中，利用原子力顯微鏡進(jìn)行測(cè)量工藝，確定移除的高密度等離子體氧化物151的高度； 在移除的高度確定后，利用氫氟酸HF進(jìn)行刻蝕工藝，選擇性的移除一定高度的高密度等離 子體氧化物151，使高密度等離子體氧化物151的上表面153與浮動(dòng)?xùn)?30的上表面的高 度差h在500埃-2000埃之間；而且在對(duì)高密度等離子體氧化物151進(jìn)行選擇性移除過(guò)程 中，硬掩膜層140也被移除一部分；之后形成圖3所示的結(jié)構(gòu)。參考圖4，在對(duì)隔離溝槽150進(jìn)行選擇性刻蝕，移除一定高度的高密度等離子體氧 化物151之后，移除硬掩膜層140，該硬掩膜層140可以是氮化硅或其他合適的材料，在該 具體實(shí)施例中，該硬掩膜層140由氮化硅組成；硬掩膜層140的移除可以采用濕法或干法 工藝，在該具體實(shí)施例中利用磷酸H3PO4進(jìn)行SIN濕法去膠工藝，也可用氫氟酸HF移除氮化 硅，而不損壞高密度等離子體氧化物151和浮動(dòng)?xùn)?30。參考圖5，在整個(gè)襯底110的表面形成柵間介質(zhì)層160，即覆蓋浮動(dòng)?xùn)?30和隔離 溝槽150組成的表面；所述柵間介質(zhì)層160為氧化物-氮化物-氧化物層(ONO)，利用傳統(tǒng) 的淀積工藝形成，在此不做贅述。參考圖6，形成控制柵170，覆蓋于所述的柵間介質(zhì)層160，之后進(jìn)行控制柵170的 刻蝕工藝形成需要的控制柵結(jié)構(gòu)，該控制柵170的形成與公知的形成控制柵的方法相同， 在此不做贅述。利用上述方法形成的與非門(mén)閃存的閃存單元，其浮動(dòng)?xùn)?30和控制柵170之間的 重疊面積增大，且該面積隨著高密度等離子體氧化物151的上表面153與浮動(dòng)?xùn)?30的上 表面131的高度差h的增大而增大，隨之柵極耦合率增大，則與非門(mén)閃存的性能提高。參考圖7，為本發(fā)明的實(shí)施例的與非門(mén)閃存的柵極耦合率與高密度等離子體氧化 物的上表面與浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨炔頷的關(guān)系曲線(xiàn)圖。從圖中可以得知，隨著深度h的 增大，柵極耦合率增大。參考圖8為高密度等離子體氧化物的上表面與浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨炔頷與編程 時(shí)間以及閃存單元閾值電壓的關(guān)系曲線(xiàn)圖，在該圖中橫坐標(biāo)代表編程時(shí)間，縱坐標(biāo)代表閃 存單元閾值電壓，圖中的三條曲線(xiàn)分別代表三個(gè)不同的高密度等離子體氧化物的上表面與 浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨炔頷的曲線(xiàn)。從圖上可以得知，在同一閃存單元閾值電壓下，隨著高 密度等離子體氧化物的上表面與浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨炔頷的增加，編程時(shí)間減小。參考圖9為高密度等離子體氧化物的上表面與浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨炔頷與擦除 時(shí)間以及閃存單元電壓的關(guān)系曲線(xiàn)圖，在該圖中橫坐標(biāo)代表擦除時(shí)間，縱坐標(biāo)代表閃存單 元電壓，圖中的三條曲線(xiàn)分別代表三個(gè)不同的高密度等離子體氧化物的上表面與浮動(dòng)?xùn)诺?上表面的高度差h的曲線(xiàn)。從圖上可以得知，在同一閃存單元閾值電壓下，隨著高密度等離 子體氧化物上表面與浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨炔頷的增加，擦除時(shí)間減小。
參考圖10為在同一編程時(shí)間下高密度等離子體氧化物的上表面與浮動(dòng)?xùn)诺纳媳?面的高度差h與編程閾值電壓的關(guān)系曲線(xiàn)圖，其橫坐標(biāo)代表高密度等離子體氧化物的上表 面與浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨炔頷，縱坐標(biāo)代表編程閾值電壓。從圖上得知，在同一編程閾值 電壓的情況下，隨著高密度等離子體氧化物上表面與浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨炔頷的增加， 編程時(shí)間減小。參考圖11為在同一擦除基礎(chǔ)電壓下高密度等離子體氧化物的上表面與浮動(dòng)?xùn)诺?上表面的高度差h與擦除電壓的關(guān)系曲線(xiàn)圖，其橫坐標(biāo)代表高密度等離子體氧化物的上表 面與浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨炔頷，縱坐標(biāo)代表擦除電壓。從圖上得知，在同一擦除基礎(chǔ)電壓 的情況下，隨著高密度等離子體氧化物的上表面與浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻娴母叨炔頷的增加，擦 除電壓減小。以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的 精神，然而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以該具體實(shí)施例的具體描述為限定范圍，任何本領(lǐng)域的 技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做修改，而不脫離本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種與非門(mén)閃存，其包括多個(gè)閃存單元，其中每一個(gè)閃存單元包括襯底，于該襯底 內(nèi)形成有源區(qū)；遂穿介質(zhì)層，形成于所述襯底上； 浮動(dòng)?xùn)牛纬捎谒鏊齑┙橘|(zhì)層上； 隔離溝槽，隔離有源區(qū)、遂穿介質(zhì)層以及浮動(dòng)?xùn)牛?柵間介質(zhì)層，覆蓋于所述浮動(dòng)?xùn)藕退龈綦x溝槽上；控制柵，覆蓋于所述柵間介質(zhì)層；其特征在于所述隔離溝槽內(nèi)填充物的上表面低于 浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻?，所述柵間介質(zhì)層覆蓋于所述浮動(dòng)?xùn)乓约八龈綦x溝槽的側(cè)壁和填充物的 上表面。
2.如權(quán)利要求1所述的與非門(mén)閃存，其特征在于所述隔離溝槽內(nèi)填充物上表面與遂 穿介質(zhì)層上表面的高度差為500埃-2000埃。
3.如權(quán)利要求1 2任一所述的與非門(mén)閃存，其特征在于所述柵間介質(zhì)層為氧化 物-氮化物-氧化物層。
4.如權(quán)利要求1 2任一所述的與非門(mén)閃存，其特征在于所述隔離溝槽內(nèi)的填充物 為高密度等離子體氧化物。
5.如權(quán)利要求3所述的與非門(mén)閃存，其特征在于所述隔離溝槽內(nèi)的填充物為高密度 等離子體氧化物。
6.一種制造權(quán)利要求1所述的與非門(mén)閃存的方法，其包括步驟 提供襯底，該襯底內(nèi)形成有有源區(qū)；于所述襯底上形成遂穿介質(zhì)層； 于所述遂穿介質(zhì)層上形成浮動(dòng)?xùn)牛?形成隔離溝槽，隔離所述有源區(qū)、遂穿介質(zhì)層以及浮動(dòng)?xùn)牛?形成柵間介質(zhì)層，覆蓋于所述浮動(dòng)?xùn)藕退龈綦x溝槽上； 形成控制柵，覆蓋于所述柵間介質(zhì)層上；其特征在于形成所述隔離溝槽之后，形成柵間介質(zhì)層之前，增加隔離溝槽刻蝕步驟， 使所述隔離溝槽內(nèi)填充物的上表面低于浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻妗?br> 7.如權(quán)利要求6所述的制造與非門(mén)閃存的方法，其特征在于所述的刻蝕步驟采用氟 化氫刻蝕工藝。
8.如權(quán)利要求6 7任一所述的制造與非門(mén)閃存的方法，其特征在于在刻蝕隔離溝 槽時(shí)，利用原子力顯微鏡對(duì)刻蝕的高度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
9.如權(quán)利要求8所述的制造與非門(mén)閃存的方法，其特征在于所述隔離溝槽內(nèi)填充物 上表面與遂穿介質(zhì)層上表面的高度差為500埃-2000埃。
10.如權(quán)利要求9所述的制造與非門(mén)閃存的方法，其特征在于所述柵間介質(zhì)層為氧化 物-氮化物-氧化物層。
11.如權(quán)利要求10所述的制造與非門(mén)閃存的方法，其特征在于所述隔離溝槽內(nèi)的填 充物為高密度等離子體氧化物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種與非門(mén)閃存及其制造方法，該與非門(mén)閃存包括多個(gè)閃存單元，其中每一個(gè)閃存單元包括襯底，于該襯底內(nèi)形成有有源區(qū)；遂穿介質(zhì)層，形成于所述襯底上；浮動(dòng)?xùn)?，形成于所述遂穿介質(zhì)層上；隔離溝槽；柵間介質(zhì)層，覆蓋于所述浮動(dòng)?xùn)藕退龈綦x溝槽上；控制柵，覆蓋于所述柵間介質(zhì)層；本發(fā)明提供的制造與非門(mén)閃存的方法，在形成隔離溝槽之后，形成柵間介質(zhì)層步驟之前，增加隔離溝槽刻蝕步驟，移除隔離溝槽內(nèi)一定高度的填充物，使隔離溝槽內(nèi)填充物的上表面低于浮動(dòng)?xùn)诺纳媳砻妗Ｍㄟ^(guò)以上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明提供的與非門(mén)閃存通過(guò)增加浮動(dòng)?xùn)藕涂刂茤诺闹丿B面積，增加耦合率，提高閃存器件的性能。
文檔編號(hào)H01L21/8247GK102054841SQ20091019858
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者彭洪修, 蔣莉, 金鐘雨 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司