本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多晶硅柵極的制作方法以及嵌入式閃存的制作方法。

背景技術(shù)：

存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)大量數(shù)字信息，據(jù)調(diào)查顯示，在世界范圍內(nèi)，存儲(chǔ)器芯片大約占了半導(dǎo)體交易的30％。多年來，工藝技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求催生越來越多高密度的各種類型存儲(chǔ)器，如RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)，包括SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)，F(xiàn)RAM(鐵電存儲(chǔ)器)，以及FLASH(閃存存儲(chǔ)器)等。其中閃存存儲(chǔ)器，成為了非易失性存儲(chǔ)器的主流，即使在供電電源關(guān)閉后仍能夠保持信息，且可以電可擦除和可重復(fù)編程，而不需要特殊的高電壓，具備成本低、密度大的特點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。在各種各樣的FLASH器件中，嵌入式閃存(eFlash)以其較廣泛的適用性，得到了業(yè)內(nèi)的關(guān)注。

嵌入式閃存具有堆棧式柵極結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)包括隧穿氧化層、用來存儲(chǔ)電荷的多晶硅浮置柵極、柵介電層以及用來控制數(shù)據(jù)存取的多晶硅控制柵極。對(duì)于55nm及以下節(jié)點(diǎn)而言，由于閃存存儲(chǔ)器應(yīng)用于高壓設(shè)備中需要具備高擊穿電壓，因此，在閃存存儲(chǔ)器中形成的多晶硅控制柵的結(jié)構(gòu)為兩層的多晶硅。

如圖1所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中制得的嵌入式閃存的結(jié)構(gòu)示意圖。包括前端結(jié)構(gòu)，包括邏輯區(qū)域1和閃存區(qū)域2，在邏輯區(qū)域1上依次形成有第一多晶硅層3和第二多晶硅層4；在閃存區(qū)域2上則依次形成有隧穿氧化層(未圖示)、浮置柵極6、柵氧化層5、第一多晶硅層3和第二多晶硅層4，其中第一多晶硅層3中形成有通孔，第二多晶硅層4填充所述通孔中并覆蓋所述第一多晶硅層3。然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，實(shí)際制得的嵌入式閃存良率并不理想，經(jīng)常出現(xiàn)柵氧化層被侵蝕的狀況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多晶硅柵極的制作方法以及嵌入式閃存的制作方法，避免柵氧化層被侵蝕，提高良率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多晶硅柵極的制作方法，包括：

提供前端結(jié)構(gòu)，所述前端結(jié)構(gòu)包括柵氧化層；

在所述前端結(jié)構(gòu)上形成覆蓋所述柵氧化層的第一多晶硅層，所述第一多晶硅層的厚度小于等于

在所述第一多晶硅層上形成隔離層；

在所述隔離層上形成圖案化的光阻；

刻蝕所述隔離層和第一多晶硅層形成通孔，所述通孔暴露所述柵氧化層；

采用氧離子灰化工藝去除所述圖案化的光阻；以及

去除所述隔離層。

可選的，對(duì)于所述的多晶硅柵極的制作方法，所述第一多晶硅層的厚度為

可選的，對(duì)于所述的多晶硅柵極的制作方法，所述隔離層的厚度為

可選的，對(duì)于所述的多晶硅柵極的制作方法，所述隔離層通過CVD工藝形成。

可選的，對(duì)于所述的多晶硅柵極的制作方法，所述隔離層采用氧化硅，或者是氮化硅。

可選的，對(duì)于所述的多晶硅柵極的制作方法，在去除隔離層后，還包括：形成第二多晶硅層，所述第二多晶硅層覆蓋所述第一多晶硅層并填充所述通孔。

可選的，對(duì)于所述的多晶硅柵極的制作方法，所述第一多晶硅層上的第二多晶硅層的厚度大于所述第一多晶硅層的厚度。

可選的，對(duì)于所述的多晶硅柵極的制作方法，所述前端結(jié)構(gòu)包括邏輯區(qū)域和閃存區(qū)域。

可選的，對(duì)于所述的多晶硅柵極的制作方法，刻蝕位于所述閃存區(qū)域上的隔離層和第一多晶硅層。

可選的，對(duì)于所述的多晶硅柵極的制作方法，去除所述隔離層時(shí)采用含氫氟酸的溶液。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種嵌入式閃存的制作方法，包括采用如上所述的多晶硅柵極的制作方法形成堆棧式柵極結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的多晶硅柵極的制作方法及嵌入式閃存的制作方法，在所述前端結(jié)構(gòu)上形成覆蓋厚度與多晶硅晶粒大小相當(dāng)?shù)牡谝欢嗑Ч鑼?，之后在第一多晶硅層上形成隔離層，所述隔離層能夠在之后進(jìn)行的光刻膠的灰化去除過程中起到很好的保護(hù)作用，防止灰化過程對(duì)多晶硅晶粒界限進(jìn)行氧化，確保了第一多晶硅層的質(zhì)量，也就避免了第一多晶硅層下方的柵氧化層被侵蝕，從而提高了獲得的多晶硅柵極的質(zhì)量，提高了器件的良率。

附圖說明

圖1-圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的嵌入式閃存的示意圖；

圖4為本發(fā)明中的多晶硅柵極的制作方法的流程圖；

圖5-圖12為本發(fā)明中的多晶硅柵極在制作過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

發(fā)明人在長期實(shí)驗(yàn)分析后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中嵌入式閃存的柵氧化層被侵蝕是由于第一多晶硅層的厚度較薄，通常在左右，而這一厚度恰與多晶硅的晶粒(poly grain)大小相當(dāng)。如圖2所示，覆蓋在柵氧化層5上的是第一多晶硅層的各個(gè)晶粒31，晶粒界限(boundary)32從第一多晶硅層上表面延伸至柵氧化層5。這樣，在對(duì)第一多晶硅層3進(jìn)行光刻刻蝕形成通孔后，需采用氧離子灰化工藝去除光刻膠以及采用氫氟酸進(jìn)行清洗工藝去除雜質(zhì)，此灰化過程將會(huì)沿著晶粒界限32對(duì)第一多晶硅層產(chǎn)生氧化，那么灰化后的清洗過程氫氟酸就會(huì)去除晶粒界限處的氧化層，如圖3所示，晶粒界限產(chǎn)生了縫隙33，從而這一清洗過程會(huì)進(jìn)一步對(duì)柵氧化層5產(chǎn)生影響。

基于此，本發(fā)明提供一種多晶硅柵極的制作方法，在第一多晶硅層上形成一層隔離層，所述隔離層能夠在之后進(jìn)行的光刻膠的灰化去除過程中起到很好的保護(hù)作用，從而可以較好的保護(hù)第一多晶硅層的晶粒界限，從而避免柵氧化層被侵蝕。

請(qǐng)參考圖4及圖5-圖12，其中圖4為本發(fā)明中的多晶硅柵極的制作方法的 流程圖；圖5-圖12為本發(fā)明中的多晶硅柵極在制作過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。

首先，執(zhí)行步驟S101，請(qǐng)參考圖5，提供前端結(jié)構(gòu)，所述前端結(jié)構(gòu)包括柵氧化層13。

具體的，所述前端結(jié)構(gòu)包括襯底，例如硅襯底、硅鍺襯底、絕緣體上硅襯底等常見襯底，所述前端結(jié)構(gòu)還可以形成有必要的埋層，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉。

在本實(shí)施例中，所述前端結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)區(qū)域，分別是用于形成邏輯器件的邏輯區(qū)域10及用于形成閃存存儲(chǔ)器的閃存區(qū)域11。所述前端結(jié)構(gòu)還包括覆蓋在邏輯區(qū)域10及閃存區(qū)域11上的隧穿氧化層(未圖示)。圖5示出了在閃存區(qū)域11上的浮置柵極12以及位于浮置柵極12上的柵氧化層13。其中，柵氧化層13可以是單獨(dú)的氧化層，也可以是指復(fù)合膜層例如ONO(氧化物-氮化物-氧化物)結(jié)構(gòu)層中的上層氧化層。

接著，執(zhí)行步驟S102，請(qǐng)參考圖6，在所述前端結(jié)構(gòu)上形成覆蓋所述柵氧化層13的第一多晶硅層14，所述第一多晶硅層14的厚度小于等于而通常多晶硅的晶粒大小是在，故這一厚度與多晶硅晶粒大小相當(dāng)。因此，基本上第一多晶硅層14是由多個(gè)晶粒排布成一層。

進(jìn)一步的，對(duì)于涉及包括厚度在在之間的多晶硅層，非常適用本發(fā)明的方法。

本發(fā)明中涉及的晶粒大小即指晶粒的尺寸，例如對(duì)于球形的晶粒，其直徑即為晶粒的大小，而對(duì)于非球形的，則需要定義一個(gè)等當(dāng)?shù)闹睆剑P(guān)于這一點(diǎn)為晶體學(xué)中的基礎(chǔ)知識(shí)，本發(fā)明對(duì)此不進(jìn)行贅述。

接著，執(zhí)行步驟S103，請(qǐng)參考圖7和圖8，在所述第一多晶硅層14上形成隔離層15。所述隔離層15可以是氧化硅，也可以是氮化硅等。所述隔離層15可以采用CVD工藝形成。該隔離層15的目的是為了在之后進(jìn)行的灰化去除光阻時(shí)對(duì)第一多晶硅層14進(jìn)行保護(hù)，因此，隔離層15的材料并不限于上文所列舉的兩種。較佳的，所述隔離層15的厚度可以是，例如等。

圖8是圖7中柵氧化層13、第一多晶硅層14和隔離層15的放大示意圖。如圖8所示，第一多晶硅層14實(shí)際展現(xiàn)為由多個(gè)晶粒141排列而成，相鄰晶粒141之間的連接處即為晶粒界限142，隔離層15則覆蓋在第一多晶硅層14的多 個(gè)晶粒141以及晶粒界限142上。

之后，執(zhí)行步驟S104，請(qǐng)參考圖9，進(jìn)行光刻工藝，在隔離層15上形成圖案化的光阻16。圖案化的光阻16暴露出部分隔離層15。本實(shí)施例中，光阻的圖案化部分位于閃存區(qū)域上，依據(jù)器件的實(shí)際需要，可以靈活設(shè)定光阻的圖案。

之后，執(zhí)行步驟S105，請(qǐng)參考圖10，刻蝕隔離層15和第一多晶硅層14形成通孔17，暴露出柵氧化層13。該刻蝕過程可以采用干法刻蝕進(jìn)行，包括但不限于如下類別：反應(yīng)離子刻蝕、離子束刻蝕、等離子體刻蝕等，可以采用單次刻蝕的方法，也可以采用多次反應(yīng)離子刻蝕的方法。

然后，執(zhí)行步驟S106，去除所述圖案化的光阻16。請(qǐng)繼續(xù)參考圖10，圖案化的光阻16被去除，這里采用業(yè)界常用方法，即氧離子灰化工藝進(jìn)行去除。如圖10所示，由于第一多晶硅層14上依然被隔離層15覆蓋，因此，避免了氧離子灰化工藝對(duì)第一多晶硅層14的侵蝕，具體表現(xiàn)在，請(qǐng)參考圖8，由于隔離層15的存在，晶粒141被保護(hù)，晶粒界限142不會(huì)被氧化，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中正是晶粒界限142被氧化而引起一系列不良反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)良率較低的情況。因此，本發(fā)明中采用隔離層15，防止了晶粒界限142被氧化，最終提高了產(chǎn)品的良率。

然后，執(zhí)行步驟S107，請(qǐng)參考圖11，去除所述隔離層15。具體的，對(duì)上一步驟執(zhí)行過灰化工藝的結(jié)構(gòu)進(jìn)行濕法清洗，并去除隔離層15。由于本實(shí)施例中隔離層15的材質(zhì)是氧化硅，因而可采用包括氫氟酸的溶液進(jìn)行清洗，將光阻殘余物以及隔離層一起去除。若隔離層15采用其他材質(zhì)如氮化硅，可以先進(jìn)行清洗再去除隔離層。在此過程中，由于晶粒界限未被氧化，因此包括氫氟酸的清洗溶液不會(huì)對(duì)第一多晶硅層進(jìn)行侵蝕，也就避免了如現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的晶粒之間產(chǎn)生縫隙，進(jìn)而使得清洗溶液與柵氧化層發(fā)生反應(yīng)的情況。

進(jìn)一步的，還包括步驟S108，請(qǐng)參考圖12，形成第二多晶硅層18，所述第二多晶硅層18覆蓋所述第一多晶硅層14并填充所述通孔17。所述第一多晶硅層14上的第二多晶硅層18的厚度大于所述第一多晶硅層14的厚度，且第一多晶硅層14與第二多晶硅層18可以采用相同的工藝方法制得，例如LPCVD工藝。

至此，本發(fā)明制作的多晶硅柵極，通過在第一多晶硅層上形成一層隔離層，避免了第一多晶硅層的晶粒界限被氧化，也就進(jìn)一步避免了濕法清洗時(shí)對(duì)柵氧 化層的侵蝕，從而有效的改善了產(chǎn)品的可靠性，提高了良率，經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，良率丟失由現(xiàn)有技術(shù)的5％-20％降低至0.1％。

本發(fā)明還提供一種嵌入式閃存的制作方法，采用如上所述的多晶硅柵極的制作方法形成嵌入式閃存的堆棧式柵極結(jié)構(gòu)。

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)。