專利名稱：分離柵閃存的有源區(qū)制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,特別涉及一種分離柵閃存(Split-Gate Flash)的有源區(qū)制作方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種存儲器件，其中有一種存儲器件為分離柵閃存。分離柵閃存由外圍控制區(qū)域和存儲單元區(qū)域組成，其中，存儲單元區(qū)域用于存儲信息； 外圍控制區(qū)域，用于對存儲單元區(qū)域存儲的信息進(jìn)行讀取。
在分離柵閃存的存儲單元區(qū)域包括多個存儲單元，每個存儲單元都是由浮柵及控制柵構(gòu)成，存儲單元之間在X軸方向通過源極線(SL, Source Line隔離,在y軸方向通過字線(Bit-line)隔離，圖1a至圖1e示出了現(xiàn)有技術(shù)中制作存儲單元時的SL區(qū)域的y軸剖面結(jié)構(gòu)示意圖，包括
首先，如圖1a所示，在半導(dǎo)體襯底100上沉積浮柵層101，對浮柵層101采用光刻和刻蝕工藝，在半導(dǎo)體襯底100上形成浮柵，在SL區(qū)域內(nèi)，在刻蝕得到浮柵過程中，SL區(qū)域沒有采用掩膜層遮擋，所以SL區(qū)域內(nèi)中間部分的浮柵層101被刻蝕掉；
在本步驟中，浮柵層由浮柵氧化層及浮柵多晶硅層構(gòu)成，浮柵氧化層為100埃左右，浮柵多晶硅層為1. 2千埃左右；
采用光刻和刻蝕工藝，在半導(dǎo)體襯底100上形成浮柵的過程為在浮柵上涂覆光刻膠層，然后以浮柵圖案為掩膜，曝光和顯影后在光刻膠層上形成浮柵圖案，然后以具有浮柵圖案的光刻膠層為掩膜，刻蝕浮柵層101，形成浮柵；
然后，如圖1b所示，在裸露的半導(dǎo)體襯底100及浮柵層101表面，沉積氧氮氧層102結(jié)構(gòu)后，再沉積控 制柵多晶硅層103，最后沉積控制柵氧化層104，然后沉積掩膜層 105 ；
在本步驟中，氧氮氧層102的厚度為170埃，控制柵多晶硅層103的厚度為2千埃左右，控制柵氧化層104為200埃左右；
再次，如圖1c所示，采用光刻和刻蝕工藝在浮柵上形成控制柵，浮柵和控制柵之間通過氧氮氧層102隔離，這時，在SL區(qū)域，控制柵多晶硅層103的部分也被同時刻蝕掉；
在本步驟中，形成控制柵的過程為光刻掩膜層105，在掩膜層105中形成控制柵圖案，該控制柵圖案位于所形成的浮柵上方，然后以具有控制柵圖案的掩膜層105為遮擋， 對控制柵多晶硅層103進(jìn)行刻蝕，得到控制柵。
再次，如圖1d所示，采用第二掩膜層遮擋已經(jīng)制作好的存儲單元，然后對SL區(qū)域繼續(xù)刻蝕，依次采用刻蝕的方式去除控制柵多晶硅層103及氧氮氧層102 ；
最后，如圖1e所示，采用刻蝕的方式去除SL區(qū)域的浮柵層101，在去除的過程中， 由于在圖1a中SL區(qū)域內(nèi)中間部分的浮柵層101被刻蝕掉，所以SL區(qū)域內(nèi)中間部分的硅襯底會刻蝕掉，直到SL區(qū)域的浮柵層101都被刻蝕完，這時，就會造成硅襯底損傷，損傷的深度大于I千埃左右，比如為170埃。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)制作存儲單元時的俯視圖，該圖為圖1a的俯視圖，從圖中可以看出，在存儲單元中制作浮柵過程中，SL區(qū)域沒有遮擋，SL區(qū)域沒有采用掩膜層遮擋，所以SL 區(qū)域內(nèi)中間部分的浮柵層101被刻蝕掉。
在存儲單元之間的SL區(qū)域造成硅襯底損傷，會提高存儲單元的Rs電阻率，降低最終所制作的分離柵閃存器件性能。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種分離柵閃存的有源區(qū)制作方法，該方法能夠防止分離柵閃存的有源區(qū)中的SL區(qū)域硅襯底損傷，降低有源區(qū)的存儲單元的Rs電阻率。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的
一種分離柵閃存的有源區(qū)制作方法，該方法包括
在提供的半導(dǎo)體襯底上沉積浮柵層，對浮柵層采用光刻和刻蝕工藝形成浮柵，在源極線SL區(qū)域內(nèi)，在刻蝕得到浮柵過程中，SL區(qū)域采用第一掩膜層遮擋，SL區(qū)域內(nèi)的浮柵層沒有被刻蝕掉；
在裸露的半導(dǎo)體襯底及浮柵層表面，依次沉積氧氮氧層、控制柵多晶硅層、控制柵氧化層和第二掩膜層后，采用光刻和刻蝕工藝在浮柵上形成控制柵，浮柵和控制柵之間通過氧氮氧層隔離，形成存儲單元，在SL區(qū)域，控制柵多晶硅層也被同時部分刻蝕掉；
采用第二掩膜層遮擋已經(jīng)制作好的存儲單元，然后對SL區(qū)域繼續(xù)刻蝕，依次采用刻蝕的方式去除剩余的控制柵多晶硅層、氧氮氧層及浮柵層。
所述浮柵層由浮柵氧化層及浮柵多晶硅層構(gòu)成，浮柵氧化層為100埃左右，浮柵多晶硅層為1. 2千埃左右。
所述形成浮柵的過程為在浮柵上涂覆光刻膠層，然后以浮柵圖案為掩膜，曝光和顯影后在光刻膠層上形成浮 柵圖案，然后以具有浮柵圖案的光刻膠層為掩膜，刻蝕浮柵層， 形成浮柵。
所述第一掩膜層為光刻膠層，在所述形成浮柵過程中的涂覆光刻膠層時形成。
所述氧氮氧層的厚度為170埃，控制柵多晶硅層的厚度為2千埃，控制柵氧化層為 200埃左右。
所述在形成控制柵的過程為光刻第二掩膜層，在掩膜層中形成控制柵圖案，該控制柵圖案位于所形成的浮柵上方，然后以具有控制柵圖案的第二掩膜層為遮擋，對控制柵多晶硅層進(jìn)行刻蝕，得到控制柵。
從上述方案可以看出，本發(fā)明提供的方法在分離柵閃存的有源區(qū)制作浮柵過程中，對SL區(qū)域采用掩膜層進(jìn)行遮擋，使得SL區(qū)域內(nèi)中間部分的浮柵層不被刻蝕掉，這樣，在后續(xù)SL區(qū)域采用刻蝕方式去除浮柵層上方的氧氮氧層及控制柵多晶硅層，以及去除浮柵層時，都是平面刻蝕，在不損傷SL區(qū)域的硅襯底情況下，將SL區(qū)域硅襯底上的浮柵層、氧氮氧層及控制柵多晶硅層都刻蝕完。因此，本發(fā)明提供的方法防止了分離柵閃存的有源區(qū)中的SL區(qū)域硅襯底損傷，降低了有源區(qū)的存儲單元的Rs電阻率，最終提高所制作的分離柵閃存器件性能。


圖1a至圖1e為現(xiàn)有技術(shù)中制作存儲單元時的SL區(qū)域的y軸剖面結(jié)構(gòu)示意圖2為現(xiàn)有技術(shù)制作存儲單元時的俯視圖3為本發(fā)明提供的分離柵閃存的有源區(qū)制作方法流程圖4a至圖4e為本發(fā)明中制作分離柵閃存的有源區(qū)中的存儲單元時的SL區(qū)域的 y軸剖面結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明提供的制作存儲單元時的俯視圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
造成分離柵閃存的存儲單元的Rs電阻率過高，降低最終所制作的分離柵閃存器件性能的原因就是分離柵閃存的有源區(qū)中的隔離存儲單元的SL區(qū)域的硅襯底損傷，為了解決這個問題，本發(fā)明修改了制作分離柵閃存的有源區(qū)中的存儲單元的制程，也就是在分離柵閃存的有源區(qū)制作浮柵過程中，對SL區(qū)域采用掩膜層進(jìn)行遮擋，使得SL區(qū)域內(nèi)中間部分的浮柵層101不被刻蝕掉，這樣，在后續(xù)SL區(qū)域采用刻蝕方式去除浮柵層上方的氧氮氧層及控制柵多晶硅層，以及去除浮柵層時，都是平面刻蝕，在不損傷SL區(qū)域的硅襯底情 況下，將SL區(qū)域硅襯底上的浮柵層、氧氮氧層及控制柵多晶硅層都刻蝕完。
圖3為本發(fā)明提供的分離柵閃存的有源區(qū)制作方法流程圖，結(jié)合圖4a至圖4e示出了本發(fā)明中制作分離柵閃存的有源區(qū)中的存儲單元時的SL區(qū)域的y軸剖面結(jié)構(gòu)示意圖， 進(jìn)行詳細(xì)說明
步驟301，如圖4a所示，在半導(dǎo)體襯底100上沉積浮柵層101，對浮柵層101采用光刻和刻蝕工藝，在半導(dǎo)體襯底100上形成浮柵，在SL區(qū)域內(nèi)，在刻蝕得到浮柵過程中，SL 區(qū)域采用第一掩膜層遮擋，SL區(qū)域內(nèi)中間部分的浮柵層101沒有被刻蝕掉；
在本步驟中，浮柵層由浮柵氧化層及浮柵多晶硅層構(gòu)成，浮柵氧化層為100埃左右，浮柵多晶硅層為1. 2千埃左右；
采用光刻和刻蝕工藝，在半導(dǎo)體襯底100上形成浮柵的過程為在浮柵上涂覆光刻膠層，然后以浮柵圖案為掩膜，曝光和顯影后在光刻膠層上形成浮柵圖案，然后以具有浮柵圖案的光刻膠層為掩膜，刻蝕浮柵層101，形成浮柵；
在本步驟中，浮柵圖案不覆蓋住SL區(qū)域，也就是SL區(qū)域在刻蝕浮柵過程中，光刻膠層作為第一掩膜層遮擋住SL區(qū)域，使得SL區(qū)域的浮柵層101沒有被刻蝕掉，仍然為一個平面；
步驟302，如圖4b所示，在裸露的半導(dǎo)體襯底100及浮柵層101表面，沉積氧氮氧層102結(jié)構(gòu)后，再沉積控制柵多晶硅層103，最后沉積控制柵氧化層104，然后沉積第二掩膜層 105 ；
在本步驟中，氧氮氧層102的厚度為170埃，控制柵多晶硅層103的厚度為2千埃左右，控制柵氧化層104為200埃左右；
步驟303，如圖4c所示，采用光刻和刻蝕工藝在浮柵上形成控制柵，浮柵和控制柵之間通過氧氮氧層102隔離，這時，在SL區(qū)域，控制柵多晶硅層103的部分也被同時刻蝕掉；
在本步驟中，形成控制柵的過程為光刻第二掩膜層105，在掩膜層105中形成控制柵圖案，該控制柵圖案位于所形成的浮柵上方，然后以具有控制柵圖案的第二掩膜層105 為遮擋，對控制柵多晶硅層103進(jìn)行刻蝕，得到控制柵；
在本步驟中，在SL區(qū)域，硅襯底上依次沉積了浮柵層101、氧氮氧層102及沒有被完全刻蝕掉的部分控制柵多晶娃層103 ；
步驟304，如圖4d所示，采用第二掩膜層遮擋已經(jīng)制作好的存儲單元，然后對SL區(qū)域繼續(xù)刻蝕，依次采用刻蝕的方式去除控制柵多晶硅層103及氧氮氧層102 ；
步驟305，如圖4e所示，采用刻蝕的方式 去除SL區(qū)域的浮柵層101，得到?jīng)]有硅襯底損傷的SL區(qū)域。
圖5為本發(fā)明提供的制作存儲單元時的俯視圖，該圖為圖4a的俯視圖，從圖中可以看出，在存儲單元中制作浮柵過程中，SL區(qū)域被遮擋，SL區(qū)域采用掩膜層遮擋，所以SL區(qū)域內(nèi)中間部分的浮柵層101沒有被刻蝕掉，仍然為一個平面，所以在后續(xù)采用刻蝕工藝去除過程中，也不會造成SL區(qū)域表面各個地方刻蝕不均勻，不會造成SL區(qū)域損傷。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分離柵閃存的有源區(qū)制作方法，其特征在于，該方法包括在提供的半導(dǎo)體襯底上沉積浮柵層，對浮柵層采用光刻和刻蝕工藝形成浮柵，在源極線SL區(qū)域內(nèi)，在刻蝕得到浮柵過程中，SL區(qū)域采用第一掩膜層遮擋，SL區(qū)域內(nèi)的浮柵層沒有被刻蝕掉；在裸露的半導(dǎo)體襯底及浮柵層表面，依次沉積氧氮氧層、控制柵多晶硅層、控制柵氧化層和第二掩膜層后，采用光刻和刻蝕工藝在浮柵上形成控制柵，浮柵和控制柵之間通過氧氮氧層隔離，形成存儲單元，在SL區(qū)域，控制柵多晶硅層也被同時部分刻蝕掉；采用第二掩膜層遮擋已經(jīng)制作好的存儲單元，然后對SL區(qū)域繼續(xù)刻蝕，依次采用刻蝕的方式去除剩余的控制柵多晶硅層、氧氮氧層及浮柵層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述浮柵層由浮柵氧化層及浮柵多晶硅層構(gòu)成，浮柵氧化層為100埃左右，浮柵多晶硅層為1. 2千埃左右。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成浮柵的過程為在浮柵上涂覆光刻膠層，然后以浮柵圖案為掩膜，曝光和顯影后在光刻膠層上形成浮柵圖案，然后以具有浮柵圖案的光刻膠層為掩膜，刻蝕浮柵層，形成浮柵。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一掩膜層為光刻膠層，在所述形成浮柵過程中的涂覆光刻膠層時形成。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧氮氧層的厚度為170埃，控制柵多晶硅層的厚度為2千埃，控制柵氧化層為200埃左右。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在形成控制柵的過程為光刻第二掩膜層，在掩膜層中形成控制柵圖案，該控制柵圖案位于所形成的浮柵上方，然后以具有控制柵圖案的第二掩膜層為遮擋，對控制柵多晶硅層進(jìn)行刻蝕，得到控制柵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分離柵閃存的有源區(qū)制造方法，在分離柵閃存的有源區(qū)制作浮柵過程中，對SL區(qū)域采用掩膜層進(jìn)行遮擋，使得SL區(qū)域內(nèi)中間部分的浮柵層不被刻蝕掉，這樣，在后續(xù)SL區(qū)域采用刻蝕方式去除浮柵層上方的氧氮氧層及控制柵多晶硅層，以及去除浮柵層時，都是平面刻蝕，在不損傷SL區(qū)域的硅襯底情況下，將SL區(qū)域硅襯底上的浮柵層、氧氮氧層及控制柵多晶硅層都刻蝕完。因此，本發(fā)明提供的方法防止了分離柵閃存的有源區(qū)中的SL區(qū)域硅襯底損傷，降低了有源區(qū)的存儲單元的Rs電阻率，最終提高所制作的分離柵閃存器件性能。
文檔編號H01L21/28GK103021855SQ20111029780
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者王友臻, 周儒領(lǐng) 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司