本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制柵耦合系數(shù)的提升方法。

背景技術(shù)：

快閃存儲器(Flash memory)是當(dāng)前最常用的非易失存儲器，已經(jīng)被廣泛使用，它是一種非常重要的半導(dǎo)體器件。

疊柵結(jié)構(gòu)是flash器件一類經(jīng)典結(jié)構(gòu)，浮柵與控制柵之間是用介質(zhì)層IPD(inter-poly dielectric)來隔離的，目前常用的是氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO)疊層，浮柵(FG)上的電壓是通過IPD電容耦合得到，控制柵耦合系數(shù)G_CR(Gate Coupling Ratio)是個很重要的參數(shù)，在同樣的控制柵(CG)電壓下，G_CR越大，表示加到浮柵的電壓越大，因此可以更有效的實現(xiàn)存儲單元的編程和擦除操作。

因此，研究如何提高控制柵耦合系數(shù)來增加施加到浮柵的電壓是十分重要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服以上問題，本發(fā)明旨在提供一種控制柵耦合系數(shù)的提升方法，從而提高控制柵到浮柵的電壓。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種控制柵耦合系數(shù)的提升方法，包括：

步驟01：提供一具有深阱區(qū)的半導(dǎo)體襯底，并且在半導(dǎo)體襯底表面沉積有隧穿氧化層、第一浮柵層和掩膜層；然后，在掩膜層、第一浮柵層、隧穿氧化層、深阱區(qū)和部分半導(dǎo)體襯底中刻蝕出深溝槽；

步驟02：在所述深溝槽中填充氧化介質(zhì)；

步驟03：去除掩膜層，得到被氧化介質(zhì)圍成的且頂部具有開口的掩膜層空位；

步驟04：在掩膜層空位中沉積第二浮柵層，使得第一浮柵層和第二浮柵層緊密接觸，掩膜層空位中的第一浮柵層和第二浮柵層構(gòu)成最終的浮柵結(jié)構(gòu)；

步驟05：刻蝕所述深溝槽中填充的部分氧化介質(zhì)，剩余的氧化介質(zhì)的頂部不低于所述隧穿氧化層的頂部；

步驟06：在浮柵結(jié)構(gòu)的表面和側(cè)壁制備ONO結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述步驟01和所述步驟02之間，還包括：對所述掩膜層的側(cè)壁進行回刻，使得位于第一浮柵層上表面的掩膜層形成梯形圖案。

優(yōu)選地，在所述回刻之前，還包括在所述深溝槽側(cè)壁沉積襯墊層。

優(yōu)選地，所述步驟04中，所述第二浮柵層的形狀與所述掩膜層的形狀相同且為梯形圖案；所述步驟05中，經(jīng)刻蝕后，所述浮柵結(jié)構(gòu)中的第二浮柵層頂部比所述步驟04中的第二浮柵層頂部更窄。

優(yōu)選地，所述步驟04具體包括：在掩膜層空位中和氧化介質(zhì)表面沉積第二浮柵層材料；然后，經(jīng)研磨去除氧化介質(zhì)表面的第二浮柵層材料，以在掩膜層空位中形成第二浮柵層。

優(yōu)選地，所述步驟03中，采用熱磷酸去除掩膜層。

優(yōu)選地，所述第一浮柵層的材料和所述第二浮柵層的材料相同。

優(yōu)選地，所述步驟05中，采用緩沖刻蝕液來進行刻蝕。

優(yōu)選地，所述ONO結(jié)構(gòu)的制備包括：首先，在浮柵結(jié)構(gòu)的表面和側(cè)壁沉積底層氧化層；然后，在底層氧化層上沉積氮化層；接著，在氮化層上沉積頂層氧化層；其中，所述底層氧化層的材料為Al₂O₃、Ta₂O₅或SiO₂；和/或所述頂層氧化層的材料為Al₂O₃、Ta₂O₅或SiO₂。

優(yōu)選地，所述步驟06之后，還包括：在ONO結(jié)構(gòu)的表面沉積控制柵材料，并且圖案化控制柵材料，以形成控制柵。

本發(fā)明核心方法是將原來要犧牲掉的掩膜層利用起來，轉(zhuǎn)變成浮柵的一部分，使浮柵的高度增加，從而增加浮柵和控制柵間的耦合面積，進一步增加控制柵的耦合系數(shù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一個較佳實施例的控制柵耦合系數(shù)的提升方法的流程示意圖

圖2-9為本發(fā)明的一個較佳實施例的控制柵耦合系數(shù)的提升方法的各制備步驟示意圖

具體實施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

以下結(jié)合附圖1-9和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達到輔助說明本實施例的目的。

請參閱圖1，本實施例的控制柵耦合系數(shù)的提升方法，其包括：

步驟01：請參閱圖2，提供一具有深阱區(qū)2的半導(dǎo)體襯底1，并且在半導(dǎo)體襯底1的深阱區(qū)2表面沉積有隧穿氧化層3、第一浮柵層4和掩膜層5；然后，在掩膜層5、第一浮柵層4、隧穿氧化層3、深阱區(qū)2中刻蝕出深溝槽；

具體的，半導(dǎo)體襯底1可以但不限于為硅襯底。深阱區(qū)2的制備可以采用離子注入來完成；第一浮柵層4的材料可以為無摻雜多晶硅，掩膜層5的材料可以為氮化硅；第一浮柵層4的厚度可以為掩膜層5的厚度可以為較佳的，第一浮柵層4的厚度為掩膜層5的厚度可以為此外，半導(dǎo)體襯底1的深溝槽的兩側(cè)向外還具有外圍區(qū)域。這里的深阱區(qū)可以為N型深阱區(qū)，所描述的半導(dǎo)體襯底為快閃存儲器區(qū)域的半導(dǎo)體襯底。

步驟02：請參閱圖3和4，在深溝槽中填充氧化介質(zhì)7；

具體的，請參閱圖3，首先，在深溝槽側(cè)壁沉積襯墊層6；然后，對掩膜層5的側(cè)壁進行回刻，使得位于第一浮柵層4上表面的掩膜層5形成梯形圖案；請參閱圖4，接著，在深溝槽中沉積氧化介質(zhì)7，并且采用化學(xué)機械研磨工藝來平坦化氧化介質(zhì)7表面，使得氧化介質(zhì)7表面與掩膜層6表面齊平。

步驟03：請參閱圖5，去除掩膜層5，得到被氧化介質(zhì)7圍成的且頂部具有開口的掩膜層空位Q；

具體的，可以采用熱磷酸去除掩膜層5，熱磷酸的濃度為80～90％。如圖5所示，掩膜層空位Q是指周圍被氧化介質(zhì)7所圍成的且頂部開口的空腔。

步驟04：請參閱圖6和圖7，在掩膜層空位中沉積第二浮柵層8，使得第一浮柵層4和第二浮柵層8緊密接觸，掩膜層空位Q中的第一浮柵層4和第二浮柵層8構(gòu)成最終的浮柵結(jié)構(gòu)；這里需要說明的是，圖中最外側(cè)的兩個深溝槽的外側(cè)上方所形成的第二浮柵層8和第一浮柵層4不作為浮柵結(jié)構(gòu)的一部分，最終的浮柵結(jié)構(gòu)是由最外側(cè)的深溝槽內(nèi)側(cè)區(qū)域上方所形成的第一浮柵層4和第二浮柵層8構(gòu)成，請結(jié)合圖5，也即是空腔Q內(nèi)的第二浮柵層8以及空腔Q下方的第一浮柵層4構(gòu)成最終的浮柵結(jié)構(gòu)。

具體的，請參閱圖6，在掩膜層空位中和氧化介質(zhì)7表面沉積第二浮柵層8的材料；然后，請參閱圖7，可以但不限于經(jīng)化學(xué)機械研磨去除氧化介質(zhì)7表面的第二浮柵層8的材料，以在掩膜層空位中形成第二浮柵層8。第一浮柵層4的材料和第二浮柵層8的材料相同，均可以為無摻雜多晶硅。這里，請結(jié)合圖5，位于空腔Q內(nèi)的第二浮柵層8的形狀與掩膜層5的形狀相同且為梯形圖案。

步驟05：請參閱圖8，刻蝕深溝槽中填充的部分氧化介質(zhì)7，剩余的氧化介質(zhì)7的頂部不低于隧穿氧化層3的頂部；

具體的，采用緩沖刻蝕液來進行刻蝕。如果深溝槽之外還有其它功能區(qū)可能遭受到緩沖刻蝕液的刻蝕，可以采用掩膜例如光刻膠將不需要刻蝕的區(qū)域保護起來。經(jīng)刻蝕后，浮柵結(jié)構(gòu)中的第二浮柵層8頂部比步驟04中的第二浮柵層8部更窄。

步驟06：請參閱圖9，在浮柵結(jié)構(gòu)的表面和側(cè)壁制備ONO結(jié)構(gòu)9。

具體的，ONO結(jié)構(gòu)9即為氧化層-氮化層-氧化層結(jié)構(gòu)，其制備包括：首先，在浮柵結(jié)構(gòu)的表面和側(cè)壁沉積底層氧化層；然后，在底層氧化層上沉積氮化層；接著，在氮化層上沉積頂層氧化層；其中，氮化層可以為氮化硅層；底層氧化層的材料可以為Al₂O₃、Ta₂O₅或SiO₂；和/或頂層氧化層的材料可以為Al₂O₃、Ta₂O₅或SiO₂。

步驟06之后，還包括：在ONO結(jié)構(gòu)的表面沉積控制柵材料，并且圖案化控制柵材料，以形成控制柵。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然所述實施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。