本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

閃存以其便捷、存儲(chǔ)密度高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)成為非揮發(fā)性存儲(chǔ)器中研究的熱點(diǎn)。從二十世紀(jì)八十年代第一個(gè)閃存產(chǎn)品問世以來，隨著技術(shù)的發(fā)展和各類電子產(chǎn)品對(duì)存儲(chǔ)的需求，閃存被廣泛用于手機(jī)、筆記本、掌上電腦和u盤等移動(dòng)和通訊設(shè)備中，閃存為一種非易變性存儲(chǔ)器，其運(yùn)作原理是通過改變晶體管或存儲(chǔ)單元的臨界電壓來控制門極通道的開關(guān)以達(dá)到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的目的，使存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)不會(huì)因電源中斷而消失，而閃存為電可擦除且可編程的只讀存儲(chǔ)器的一種特殊結(jié)構(gòu)。如今閃存已經(jīng)占據(jù)了非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的大部分市場(chǎng)份額，成為發(fā)展最快的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。

現(xiàn)有的具有堆疊柵極的閃存，堆疊柵極包括層疊的浮柵和選擇柵，堆疊柵極包括相對(duì)設(shè)置的一側(cè)和另一側(cè)，堆疊柵極的一側(cè)需要制備擦除柵，堆疊柵極的另一側(cè)需要制備字線，位于堆疊柵極的一側(cè)的浮柵和選擇柵之間具有一偏移距離。參考圖1，以嵌入式閃存為例，嵌入式閃存1包括位于襯底100上的一對(duì)堆疊柵極110，每一個(gè)堆疊柵極110包括依次層疊的浮柵111、柵間介質(zhì)層112、選擇柵113、氧化層114、掩膜層115。每一個(gè)堆疊柵極110具有相對(duì)設(shè)置的一側(cè)110a和另一側(cè)110b，在后續(xù)工藝中，堆疊柵極110的一側(cè)110a需要制備擦除柵，堆疊柵極110的另一側(cè)110b需要制備字線，一對(duì)堆疊柵極110的一側(cè)110a相面對(duì)設(shè)置。堆疊柵極110的一側(cè)110a的柵間介質(zhì)層112、選擇柵113、氧化層114和掩膜層115的側(cè)壁具有一偏移側(cè)墻120，偏移側(cè)墻120位于浮柵111上，偏移側(cè)墻120的寬度定義出偏移距離D。

然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，浮柵111的兩個(gè)側(cè)壁(111a和111b)是同時(shí)刻蝕形 成的，浮柵111的兩個(gè)側(cè)壁的傾斜角度相同，不利于閃存的性能控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種半導(dǎo)體器件及其制備方法，能夠單獨(dú)控制浮柵的兩個(gè)側(cè)壁的傾斜角度，使得所述偏移側(cè)墻下方的所述浮柵的側(cè)壁的底部向內(nèi)凹陷形成凹角，以提高閃存的速度，并方便控制所述浮柵的另一個(gè)側(cè)壁的角度基本垂直，以確保閃存的存儲(chǔ)性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：

提供一襯底，所述襯底上形成有一浮柵層，所述浮柵層上形成有至少一控制柵結(jié)構(gòu)，所述控制柵結(jié)構(gòu)具有一側(cè)以及與所述一側(cè)相對(duì)的另一側(cè)；

在所述控制柵結(jié)構(gòu)的一側(cè)和另一側(cè)分別制備偏移側(cè)墻；

以所述控制柵結(jié)構(gòu)和偏移側(cè)墻為掩膜，對(duì)所述浮柵層進(jìn)行刻蝕，形成浮柵，所述浮柵的側(cè)壁的底部向內(nèi)凹陷形成凹角；

去除所述控制柵結(jié)構(gòu)另一側(cè)的偏移側(cè)墻，暴露出部分所述浮柵；以及

去除暴露出的所述浮柵。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件的制備方法中，所述浮柵層上形成有至少一對(duì)所述控制柵結(jié)構(gòu)，在所述一對(duì)控制柵結(jié)構(gòu)中，一個(gè)所述控制柵結(jié)構(gòu)的一側(cè)面向另一個(gè)所述控制柵結(jié)構(gòu)的一側(cè)設(shè)置。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件的制備方法中，所述去除所述控制柵結(jié)構(gòu)另一側(cè)的偏移側(cè)墻的步驟包括：

用光刻膠覆蓋所述控制柵結(jié)構(gòu)一側(cè)的偏移側(cè)墻，采用濕法刻蝕工藝去除所述控制柵結(jié)構(gòu)另一側(cè)的偏移側(cè)墻。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件的制備方法中，所述去除暴露出的所述浮柵的步驟包括：

以所述光刻膠、控制柵結(jié)構(gòu)為掩膜，去除暴露出的所述浮柵。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件的制備方法中，采用干法刻蝕工藝去除暴露出的所述浮柵，所述干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括溴化氫。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件的制備方法中，所述凹角的角度為75°～85°。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件的制備方法中，在所述控制柵結(jié)構(gòu)和偏移側(cè) 墻之間，形成控制柵側(cè)墻。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件的制備方法中，去除暴露出的所述浮柵后，所述控制柵結(jié)構(gòu)另一側(cè)下方的所述浮柵的側(cè)壁與所述襯底的夾角為87°～93°。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件的制備方法中，所述控制柵結(jié)構(gòu)包括在所述浮柵層上依次層疊的柵間介質(zhì)層、控制柵、掩膜層。

根據(jù)本發(fā)明的另一面，還提供一種半導(dǎo)體器件，包括：

襯底，所述襯底上形成有至少一浮柵；

控制柵結(jié)構(gòu)，位于所述浮柵上，所述控制柵結(jié)構(gòu)具有一側(cè)以及與所述一側(cè)相對(duì)的另一側(cè)；以及

偏移側(cè)墻，位于所述浮柵上，并位于所述控制柵結(jié)構(gòu)的一側(cè)，所述偏移側(cè)墻下方的所述浮柵的側(cè)壁的底部向內(nèi)凹陷形成凹角。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件中，所述半導(dǎo)體器件包括至少一對(duì)所述浮柵層以及至少一對(duì)所述控制柵結(jié)構(gòu)，在所述一對(duì)控制柵結(jié)構(gòu)中，一個(gè)所述控制柵結(jié)構(gòu)的一側(cè)面向另一個(gè)所述控制柵結(jié)構(gòu)的一側(cè)設(shè)置。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件中，所述凹角的角度為75°～85°。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件中，所述控制柵結(jié)構(gòu)一側(cè)和另一側(cè)形成有控制柵側(cè)墻，所述偏移側(cè)墻位于所述控制柵側(cè)墻背離所述控制柵結(jié)構(gòu)的一面。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件中，所述控制柵結(jié)構(gòu)另一側(cè)下方的所述浮柵的側(cè)壁與所述襯底的夾角為87°～93°。

進(jìn)一步的，在所述半導(dǎo)體器件中，所述控制柵結(jié)構(gòu)包括在所述浮柵上依次層疊的柵間介質(zhì)層、控制柵、掩膜層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件及其制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

在本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的制備方法中，先以所述控制柵結(jié)構(gòu)和偏移側(cè)墻為掩膜，對(duì)所述浮柵層進(jìn)行刻蝕，形成浮柵，所述浮柵的側(cè)壁的底部向內(nèi)凹陷形成凹角，之后去除所述控制柵結(jié)構(gòu)另一側(cè)的偏移側(cè)墻，暴露出部分所述浮柵，再去除暴露出的所述浮柵，可以方便地控制所述浮柵的兩個(gè)側(cè)壁分別具有不同的傾斜角度，使得所述偏移側(cè)墻下方的所述浮柵的側(cè)壁的底部向內(nèi)凹陷形成凹角，以提高閃存的速度，并方便控制所述浮柵的另一個(gè)側(cè)壁的角度基本垂直，以確保閃存的存儲(chǔ)性能。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中嵌入式閃存的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中半導(dǎo)體器件的制備方法的流程圖；

圖3-圖9為本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件在制備過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件及其制備方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。

為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

本發(fā)明的核心思想在于，提供一種半導(dǎo)體器件的制備方法，如圖2所示，包括：

步驟S11：提供一襯底，所述襯底上形成有一浮柵層，所述浮柵層上形成有至少一控制柵結(jié)構(gòu)，所述控制柵結(jié)構(gòu)具有一側(cè)以及與所述一側(cè)相對(duì)的另一側(cè)；

步驟S12：在所述控制柵結(jié)構(gòu)的一側(cè)和另一側(cè)分別制備偏移側(cè)墻；

步驟S13：以所述控制柵結(jié)構(gòu)和偏移側(cè)墻為掩膜，對(duì)所述浮柵層進(jìn)行刻蝕，形成浮柵，所述浮柵的側(cè)壁的底部向內(nèi)凹陷形成凹角；

步驟S14：去除所述控制柵結(jié)構(gòu)另一側(cè)的偏移側(cè)墻，暴露出部分所述浮柵； 以及

步驟S15：去除暴露出的所述浮柵。

經(jīng)過所述步驟S14，使得所述偏移側(cè)墻下方的所述浮柵的側(cè)壁的底部向內(nèi)凹陷形成凹角，以提高閃存的速度，之后進(jìn)行所述步驟S15，控制所述浮柵的另一個(gè)側(cè)壁的角度基本垂直，以確保閃存的存儲(chǔ)性能。

以下請(qǐng)參閱圖3-圖9具體說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件及其制備方法，其中，圖3-圖9為一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件在制備過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，采用所述半導(dǎo)體器件的制備方法制備嵌入式閃存，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件的制備方法還可以用于制備其它存儲(chǔ)器件。

首先，進(jìn)行步驟S11，如圖3所示，提供一襯底200，所述襯底200上形成有一浮柵層211，所述浮柵層211上形成有至少一控制柵結(jié)構(gòu)201，所述控制柵結(jié)構(gòu)201具有一側(cè)201a以及與所述一側(cè)201a相對(duì)的另一側(cè)201b。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件的制備方法用于制備嵌入式閃存，所以，所述浮柵層211上形成有至少一對(duì)所述控制柵結(jié)構(gòu)201，在所述一對(duì)控制柵結(jié)構(gòu)201中，一個(gè)所述控制柵結(jié)構(gòu)201的一側(cè)201a面向另一個(gè)所述控制柵結(jié)構(gòu)201的一側(cè)201a設(shè)置。在后續(xù)工藝中，所述控制柵結(jié)構(gòu)201的一側(cè)201a需要制備擦除柵，所述控制柵結(jié)構(gòu)201的另一側(cè)201b需要制備字線，所以，所述控制柵結(jié)構(gòu)201的一側(cè)201a又稱為擦除柵側(cè)，所述控制柵結(jié)構(gòu)201的另一側(cè)201b又稱為字線側(cè)。

較佳的，所述浮柵層211的厚度為例如，等等。所述控制柵結(jié)構(gòu)201包括在所述浮柵層211上依次層疊的柵間介質(zhì)層212、控制柵213、掩膜層215，在本實(shí)施例中，所述柵間介質(zhì)層212為ONO結(jié)構(gòu)，所述掩膜層215為氮化物，所述控制柵213和掩膜層215之間還有一氧化層214。所述浮柵層211和襯底200之間，還可以設(shè)置一柵極氧化層201。在所述控制柵結(jié)構(gòu)201的兩側(cè)(一側(cè)201a和另一側(cè)201b)，形成控制柵側(cè)墻202，以保護(hù)所述控制柵結(jié)構(gòu)201，所述控制柵側(cè)墻202的材料可以為氧化物或氮化物，所述控制柵側(cè)墻202也可以為多層結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中，所述控制柵側(cè)墻202為由內(nèi)而外層疊的氧化物層和氮化物層。

接著，進(jìn)行步驟S12，如圖4所示，在所述控制柵結(jié)構(gòu)201的一側(cè)201a和另一側(cè)201b分別制備偏移側(cè)墻220，所述偏移側(cè)墻220用于定義浮柵與控制柵 結(jié)構(gòu)201的偏移距離，以在步驟S13中形成凹角。較佳的，所述偏移側(cè)墻220的材料為氧化物，所述偏移側(cè)墻220的材料還可以為氮氧化物或氮化物等材料。所述偏移側(cè)墻220的厚度為例如，等等。

在本實(shí)施例中，所述偏移側(cè)墻220的制備過程可以為：先沉積一偏移側(cè)墻層，所述偏移側(cè)墻層覆蓋所述控制柵結(jié)構(gòu)201和浮柵層211；之后再刻蝕所述控制柵結(jié)構(gòu)201頂部的偏移側(cè)墻層，保留所述控制柵結(jié)構(gòu)201兩側(cè)的偏移側(cè)墻層，形成所述偏移側(cè)墻220，在刻蝕的過程中，可能會(huì)有部分偏移側(cè)墻層殘留在所述浮柵層211表面，殘留的偏移側(cè)墻層會(huì)在步驟S13中被去除。經(jīng)過上述描述，所述偏移側(cè)墻220的制備過程為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解的，在圖中未具體顯示。

隨后，進(jìn)行步驟S13，如圖5所示，以所述控制柵結(jié)構(gòu)201和偏移側(cè)墻220為掩膜(在本實(shí)施例中，控制柵側(cè)墻202亦作為掩膜)，對(duì)所述浮柵層211進(jìn)行刻蝕，形成浮柵211’，所述浮柵211’的側(cè)壁的底部向內(nèi)凹陷形成凹角α，使得在所述浮柵211’的側(cè)壁的頂部形成尖角(如圖5虛線圓區(qū)域所示)，所述尖角有利于提高閃存的速度。較佳的，所述凹角α的角度為75°～85°，例如78°、80°、82°等等，可以較好地提高閃存的速度，并保證閃存的性能。其中，可以采用干法刻蝕或濕法刻蝕對(duì)所述浮柵層211進(jìn)行刻蝕，刻蝕工藝對(duì)所述凹角α的角度控制為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的，在此不作贅述。

經(jīng)過步驟S13，所述浮柵211’和控制柵結(jié)構(gòu)201形成堆疊柵極210，堆疊柵極210的一側(cè)需要制備擦除柵，堆疊柵極210的另一側(cè)需要制備字線。

之后，進(jìn)行步驟S14，去除所述控制柵結(jié)構(gòu)201另一側(cè)201b的偏移側(cè)墻220，暴露出部分所述浮柵211’。在本實(shí)施例中，如圖6所示，用光刻膠230覆蓋所述控制柵結(jié)構(gòu)201一側(cè)201a的偏移側(cè)墻220，以保護(hù)所述控制柵結(jié)構(gòu)201一側(cè)201a的偏移側(cè)墻220，采用濕法刻蝕工藝去除所述控制柵結(jié)構(gòu)201另一側(cè)201b的偏移側(cè)墻220，如圖7所示，暴露出所述偏移側(cè)墻220下方的所述浮柵211’。濕法刻蝕工藝的選擇比高，去除效率高。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，還可以采用干法刻蝕工藝去除所述控制柵結(jié)構(gòu)201另一側(cè)201b的偏移側(cè)墻220。

最后，進(jìn)行步驟S15，去除暴露出的所述浮柵211’。在本實(shí)施例中，如圖8所示，以所述光刻膠230、控制柵結(jié)構(gòu)201為掩膜(在本實(shí)施例中，控制柵側(cè)墻 202亦作為掩膜)，去除暴露出的所述浮柵211’。較佳的，采用干法刻蝕工藝去除暴露出的所述浮柵211’，干法刻蝕工藝可以很好的控制所述浮柵211’的側(cè)壁形貌，使得所述控制柵結(jié)構(gòu)201另一側(cè)201b下方的所述浮柵211’的側(cè)壁基本垂直。優(yōu)選的，所述干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括溴化氫。去除暴露出的所述浮柵后211’，所述控制柵結(jié)構(gòu)201另一側(cè)201b下方的所述浮柵211’的側(cè)壁與所述襯底200的夾角β為87°～93°，例如88°、89°、90°、91°、92°等等，以保證閃存的電性能。

最后去除多余的所述光刻膠230，形成如圖9所示的半導(dǎo)體器件2，所述半導(dǎo)體器件2包括襯底200，所述襯底200上形成有至少一浮柵211’，控制柵結(jié)構(gòu)201位于所述浮柵211’上，所述控制柵結(jié)構(gòu)201和浮柵211’形成堆疊柵極210，所述控制柵結(jié)構(gòu)201具有一側(cè)201a以及與所述一側(cè)201a相對(duì)的另一側(cè)201b。偏移側(cè)墻220位于所述浮柵211’上，并位于所述控制柵結(jié)構(gòu)201的一側(cè)201a，所述偏移側(cè)墻220下方的所述浮柵211’的側(cè)壁的底部向內(nèi)凹陷形成凹角α，使得在所述浮柵211’的側(cè)壁的頂部形成尖角(如圖9虛線圓區(qū)域所示)，尖角處的電場(chǎng)強(qiáng)度比較高，電壓較大，所述尖角有利于提高閃存的速度。所述控制柵結(jié)構(gòu)201另一側(cè)201b下方的所述浮柵211’的側(cè)壁基本垂直，所述控制柵結(jié)構(gòu)201另一側(cè)201b下方的所述浮柵211’的側(cè)壁與所述襯底200的夾角β為87°～93°，有利于控制字線與控制柵213的距離，以保證閃存的電性能。

本發(fā)明的較佳實(shí)施例如上所述，但本發(fā)明并不限于與上述實(shí)施例公開的范圍，在上述實(shí)施例中，用光刻膠保護(hù)所述控制柵結(jié)構(gòu)201一側(cè)201a的偏移側(cè)墻220，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，還可以采用其他材料的保護(hù)層保護(hù)控制柵結(jié)構(gòu)201一側(cè)201a的偏移側(cè)墻220，在此不做限定；此外，光刻膠還可以在進(jìn)行步驟S15之前或進(jìn)行步驟S15的過程中去除，當(dāng)光刻膠在進(jìn)行步驟S15之前或進(jìn)行步驟S15的過程中去除時(shí)，在步驟S15中，所述一側(cè)201a的偏移側(cè)墻220可能會(huì)被部分刻蝕。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。