本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造方法,特別是涉及一種自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件;本發(fā)明還涉及一種自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的制造方法。
背景技術(shù):
如圖1所示,是現(xiàn)有自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的單元結(jié)構(gòu)的剖面示意圖,以N型器件為例,現(xiàn)有自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的單元結(jié)構(gòu)形成于P型摻雜的半導(dǎo)體襯底如硅襯底101上,半導(dǎo)體襯底101的表面形成有耦合氧化層102和多晶硅浮柵(FG)103,柵氧化層104和多晶硅字線105;
所述多晶硅浮柵103的第二側(cè)面和所述多晶硅字線105的第一側(cè)面的底部之間隔離有隧穿氧化層106。
第一浮柵側(cè)墻(FGSP1)107通過沉積和刻蝕工藝自對(duì)準(zhǔn)形成于所述多晶硅字線105的第一側(cè)面;第一浮柵側(cè)墻107的底部還覆蓋所述多晶硅浮柵103的頂部表面。
所述多晶硅浮柵103的側(cè)面由所述第一浮柵側(cè)墻107自對(duì)準(zhǔn)定義。
在所述多晶硅浮柵103的第一側(cè)面形成有第二浮柵側(cè)墻108,所述第二浮柵側(cè)墻(FGSP2)108由第二浮柵側(cè)墻材料形成后再進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)刻蝕形成。所述第二浮柵側(cè)墻108的材料為CVD HTO形成的氧化層。
由相鄰兩個(gè)所述單元結(jié)構(gòu)的所述第一浮柵側(cè)墻107和所述第二浮柵側(cè)墻108自對(duì)準(zhǔn)定義出源極多晶硅109的形成區(qū)域,且所述源極多晶硅109的底部寬度由所述第二浮柵側(cè)墻108自對(duì)準(zhǔn)定義。
在所述源極多晶硅109底部的所述半導(dǎo)體襯底101表面形成有N型重?fù)诫s的源區(qū)111,所述源極多晶硅109和所述源區(qū)111直接接觸;
所述多晶硅字線105的第二側(cè)面形成有第三側(cè)墻110,N型重?fù)诫s的漏區(qū)112形成于所述半導(dǎo)體襯底101表面并和所述第三側(cè)墻110自對(duì)準(zhǔn)。
通常,所述第一浮柵側(cè)墻107的組成材料為氧化硅。所述第三側(cè)墻110的組成材料為氮化硅。
所述源極多晶硅109的頂部連接到由正面金屬層圖形組成的源極線(SL),所述多晶硅字線105的頂部連接到由正面金屬層圖形組成的字線(WL),所述漏區(qū)112的頂部連接到由正面金屬層圖形組成的位線(BL)。
在所述源極多晶硅109、所述多晶硅字線105和所述漏區(qū)112的表面都形成有金屬硅化物。
器件擦除(Erase)時(shí),存儲(chǔ)于多晶硅浮柵103中的電荷通過FN隧穿的方式穿過隧穿氧化層106進(jìn)入到多晶硅字線105中實(shí)現(xiàn)擦除。器件編程(Program)時(shí),通過熱電子注入的方式從多晶硅浮柵103底部形成的溝道注入到都多晶硅浮柵103中。
所述第二浮柵側(cè)墻108主要用于實(shí)現(xiàn)SL即源極多晶硅109和FG即多晶硅浮柵103之間的隔離,現(xiàn)有技術(shù)中,所述第二浮柵側(cè)墻108的材料采用CVD HTO形成的氧化層,CVD HTO的反應(yīng)方程為:
SiH2Cl2(g)+2N2O(g)---SiO2(s)+N2(g)+HCl(g)。
FG到SL之間的漏電是影響分柵閃存數(shù)據(jù)保持能力(Data retention,DR)的可靠性一個(gè)因素,所以所述第二浮柵側(cè)墻108的氧化硅的質(zhì)量和厚度非常重要;現(xiàn)有方法中采用CVD HTO氧化層雖然能夠?qū)穸冗M(jìn)行比較好的控制且不會(huì)對(duì)所述源極多晶硅109的底部寬度以及多晶硅浮柵103的長度產(chǎn)生影響。但是由CVD HTO的反應(yīng)方程可以看出,在反應(yīng)過程中會(huì)有Cl離子的存在,這樣在第二浮柵側(cè)墻108也會(huì)引入Cl,Cl的存在可能會(huì)形成漏電路徑(leakage path),這會(huì)影響氧化層質(zhì)量從而影響到器件的DR性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件,能夠提高器件的數(shù)據(jù)保持能力,能保證對(duì)源極多晶硅的底部寬度以及多晶硅浮柵的長度進(jìn)行良好的控制。為此,本發(fā)明還提供一種自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的制造方法。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供的自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的單元結(jié)構(gòu)包括:多晶硅字線,多晶硅浮柵,源極多晶硅。
所述多晶硅浮柵的第二側(cè)面具有一厚度逐漸增加的傾斜結(jié)構(gòu),所述多晶硅字線的厚度大于所述多晶硅浮柵的厚度,所述多晶硅字線的第一側(cè)面通過隧穿氧化層從側(cè)面覆蓋所述多晶硅浮柵的第二側(cè)面并延伸到所述多晶硅浮柵的第二側(cè)面的頂部。
第一浮柵側(cè)墻覆蓋所述多晶硅浮柵的頂部表面以及所述多晶硅字線的第一側(cè)面;所述多晶硅浮柵的第一側(cè)面由所述第一浮柵側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)定義。
在所述多晶硅浮柵的第一側(cè)面形成有第二浮柵側(cè)墻,所述第二浮柵側(cè)墻由第二浮柵側(cè)墻材料形成后再進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)刻蝕形成。
由相鄰兩個(gè)所述單元結(jié)構(gòu)的所述第一浮柵側(cè)墻和所述第二浮柵側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)定義出所述源極多晶硅的形成區(qū)域,且所述源極多晶硅的底部寬度由所述第二浮柵側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)定義。
所述第二浮柵側(cè)墻材料包括通過對(duì)所述多晶硅浮柵的第一側(cè)面的硅進(jìn)行熱氧化形成的第一氧化層以及采用CVD HTO形成的第二氧化層。
所述第一氧化層直接和所述多晶硅浮柵的第一側(cè)面接觸并防止所述第二氧化層和所述多晶硅浮柵直接接觸,從而避免所述第二氧化層中所含氯產(chǎn)生漏電路徑并提高器件的數(shù)據(jù)保持能力。
所述第二氧化層疊加在所述第一氧化層的表面用于在增加所述第二浮柵側(cè)墻的厚度時(shí)防止對(duì)所述多晶硅浮柵的過度消耗,減少所述第一氧化層對(duì)所述源極多晶硅的底部寬度以及所述多晶硅浮柵的長度的減少的影響。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,單元結(jié)構(gòu)形成于P型摻雜的半導(dǎo)體襯底上,所述多晶硅浮柵和所述半導(dǎo)體襯底隔離有耦合氧化層,所述多晶硅字線和所述半導(dǎo)體襯底隔離有柵氧化層。
在所述源極多晶硅底部的所述半導(dǎo)體襯底表面形成有N型重?fù)诫s的源區(qū),所述源極多晶硅和所述源區(qū)直接接觸。
所述多晶硅字線的第二側(cè)面形成有第三側(cè)墻,N型重?fù)诫s的漏區(qū)形成于所述半導(dǎo)體襯底表面并和所述第三側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,所述第一浮柵側(cè)墻的組成材料為氧化硅。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,所述第三側(cè)墻的材料由氧化硅疊加氮化硅組成。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,所述源極多晶硅的頂部連接到由正面金屬層圖形組成的源極線,所述多晶硅字線的頂部連接到由正面金屬層圖形組成的字線,所述漏區(qū)的頂部連接到由正面金屬層圖形組成的位線。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,在所述源極多晶硅、所述多晶硅字線和所述漏區(qū)的表面都形成有金屬硅化物。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,所述第一氧化層的熱氧化工藝為快速熱氧化,溫度為1000攝氏度,時(shí)間為10秒~60秒。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,所述第二氧化層的CVD HTO的工藝氣體為SiH2Cl2和N2O,工藝溫度為800攝氏度。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供的自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的制造方法中單元結(jié)構(gòu)形成工藝包括如下步驟:
步驟一、在P型摻雜的半導(dǎo)體襯底上表面依次形成耦合氧化層、第一多晶硅層和第一氮化硅層。
步驟二、采用光刻工藝將后續(xù)相鄰兩個(gè)單元結(jié)構(gòu)的多晶硅字線之間的區(qū)域打開,并將打開區(qū)域的所述第一氮化硅層完全去除,以所述第一氮化硅層為掩模對(duì)打開區(qū)域的所述第一多晶硅層進(jìn)行部分刻蝕形成多晶硅浮柵所需要的厚度,所述第一多晶硅層被刻蝕區(qū)域還橫向延伸到打開區(qū)域兩側(cè)的所述第一氮化硅層的底部并形成一厚度逐漸增加的傾斜結(jié)構(gòu)。
步驟三、進(jìn)行第一浮柵側(cè)墻材料淀積,對(duì)所述第一浮柵側(cè)墻材料進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)刻蝕在打開區(qū)域的所述第一氮化硅層的側(cè)面形成第一浮柵側(cè)墻。
以所述第一浮柵側(cè)墻和所述第一氮化硅層為掩模對(duì)所述第一多晶硅層進(jìn)行刻蝕形成多晶硅浮柵的第一側(cè)面,所述多晶硅浮柵的第一側(cè)面和所述第一浮柵側(cè)墻的第一側(cè)面自對(duì)準(zhǔn)。
步驟四、進(jìn)行硅的熱氧化工藝從而在所述多晶硅浮柵的第一側(cè)面形成第一氧化層。
步驟五、進(jìn)行CVD HTO工藝形成第二氧化層,所述第二氧化層疊加在所述第一氧化層表面并一起組成第二浮柵側(cè)墻材料。
步驟六、對(duì)所述第二浮柵側(cè)墻材料進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)刻蝕形成第二浮柵側(cè)墻。
由相鄰兩個(gè)所述單元結(jié)構(gòu)的所述第一浮柵側(cè)墻和所述第二浮柵側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)定義出源極多晶硅的形成區(qū)域,且所述源極多晶硅的底部寬度由所述第二浮柵側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)定義。
所述第一氧化層直接和所述多晶硅浮柵的第一側(cè)面接觸并防止所述第二氧化層和所述多晶硅浮柵直接接觸,從而避免所述第二氧化層中所含氯產(chǎn)生漏電路徑并提高器件的數(shù)據(jù)保持能力。
所述第二氧化層疊加在所述第一氧化層的表面用于在增加所述第二浮柵側(cè)墻的厚度時(shí)防止對(duì)所述多晶硅浮柵的過度消耗,減少所述第一氧化層對(duì)所述源極多晶硅的底部寬度以及所述多晶硅浮柵的長度的減少的影響。
步驟七、在所述源極多晶硅的形成區(qū)域中形成所述源極多晶硅。
步驟八、去除所述第一氮化硅層并露出所述第一浮柵側(cè)墻的第二側(cè)面;對(duì)所述源極多晶硅和所述第一浮柵側(cè)墻外的所述第一多晶硅層進(jìn)行刻蝕形成所述多晶硅浮柵的第二側(cè)面,所述第一浮柵側(cè)墻的第二側(cè)面呈L型使厚度逐漸增加的傾斜結(jié)構(gòu)位于所述多晶硅浮柵的第二側(cè)面。
步驟九、同時(shí)形成柵氧化層和隧穿氧化層,所述隧穿氧化層覆蓋在所述多晶硅浮柵的第二側(cè)面和所述第一浮柵側(cè)墻的第二側(cè)面,所述柵氧化層覆蓋在所述多晶硅浮柵的第二側(cè)面外的所述半導(dǎo)體襯底表面。
步驟十、形成第二多晶硅層,對(duì)所述第二多晶硅層進(jìn)行光刻刻蝕形成多晶硅字線,所述多晶硅字線的厚度大于所述多晶硅浮柵的厚度,所述多晶硅字線的第一側(cè)面通過隧穿氧化層從側(cè)面覆蓋所述多晶硅浮柵的第二側(cè)面并延伸到所述多晶硅浮柵的第二側(cè)面的頂部。
步驟十一、在所述多晶硅字線的第二側(cè)面形成第三側(cè)墻。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,在步驟七中形成所述源極多晶硅之前還包括在所述源極多晶硅底部的所述半導(dǎo)體襯底表面形成N型重?fù)诫s的源區(qū)的步驟,所述源極多晶硅和所述源區(qū)直接接觸。
步驟十一形成所述第三側(cè)墻之后還包括步驟:進(jìn)行N型重?fù)诫s注入形成漏區(qū),所述漏區(qū)形成于所述半導(dǎo)體襯底表面并和所述第三側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,還包括步驟:
形成層間膜、接觸孔和正面金屬層,對(duì)所述正面金屬層進(jìn)行圖形化形成源極線、字線和位線;所述源極多晶硅的頂部連接到所述源極線,所述多晶硅字線的頂部連接所述字線,所述漏區(qū)的頂部連接到所述位線。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,形成所述層間膜之前還包括在所述源極多晶硅、所述多晶硅字線和所述漏區(qū)的表面都形成金屬硅化物的步驟。
進(jìn)一步的改進(jìn)是,步驟九中采用相同的工藝同時(shí)形成所述柵氧化層和所述隧穿氧化層。
本發(fā)明綜合考慮到了第二浮柵側(cè)墻的用于實(shí)現(xiàn)源極多晶硅和多晶硅浮柵之間的隔離以及實(shí)現(xiàn)對(duì)源極多晶硅的底部寬度的自對(duì)準(zhǔn)定義的兩個(gè)功能作用,對(duì)第二浮柵側(cè)墻材料進(jìn)行了特別設(shè)置,第二浮柵側(cè)墻材料由通過對(duì)多晶硅浮柵的第一側(cè)面的硅進(jìn)行熱氧化形成的第一氧化層以及采用CVD HTO形成的第二氧化層疊加形成。其中,第一氧化層直接和多晶硅浮柵的第一側(cè)面接觸,能防止所述第二氧化層和多晶硅浮柵直接接觸,從而能避免第二氧化層中所含氯產(chǎn)生漏電路徑并提高器件的數(shù)據(jù)保持能力。
而第二氧化層是采用CVD HTO工藝形成,并不需要消耗硅且能實(shí)現(xiàn)對(duì)厚度的精確控制,故通過設(shè)置第二氧化層能夠?qū)崿F(xiàn)在增加第二浮柵側(cè)墻的厚度時(shí)防止對(duì)多晶硅浮柵的過度消耗,減少第一氧化層對(duì)源極多晶硅的底部寬度以及多晶硅浮柵的長度的減少的影響,最后使得器件的單元結(jié)構(gòu)的尺寸得到保證。也即本發(fā)明既能夠提高器件的數(shù)據(jù)保持能力,又能保證對(duì)源極多晶硅的底部寬度以及多晶硅浮柵的長度進(jìn)行良好的控制。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
圖1是現(xiàn)有自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的單元結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;
圖2是本發(fā)明實(shí)施例自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的單元結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;
圖3A-圖3J本發(fā)明實(shí)施例自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的制造方法各步驟中的器件剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示,是本發(fā)明實(shí)施例自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的單元結(jié)構(gòu)的剖面示意圖,本發(fā)明實(shí)施例自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的單元結(jié)構(gòu)包括:形成于P型摻雜的半導(dǎo)體襯底如硅襯底1上的多晶硅字線5、多晶硅浮柵3和源極多晶硅9。
所述多晶硅浮柵3的第二側(cè)面具有一厚度逐漸增加的傾斜結(jié)構(gòu),所述多晶硅字線5的厚度大于所述多晶硅浮柵3的厚度,所述多晶硅字線5的第一側(cè)面通過隧穿氧化層6從側(cè)面覆蓋所述多晶硅浮柵3的第二側(cè)面并延伸到所述多晶硅浮柵3的第二側(cè)面的頂部。
第一浮柵側(cè)墻7覆蓋所述多晶硅浮柵3的頂部表面以及所述多晶硅字線5的第一側(cè)面;所述多晶硅浮柵3的第一側(cè)面由所述第一浮柵側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)定義。
所述多晶硅浮柵3和所述半導(dǎo)體襯底1隔離有耦合氧化層2,所述多晶硅字線5和所述半導(dǎo)體襯底1隔離有柵氧化層4。
在所述多晶硅浮柵3的第一側(cè)面形成有第二浮柵側(cè)墻,所述第二浮柵側(cè)墻由第二浮柵側(cè)墻材料形成后再進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)刻蝕形成。
由相鄰兩個(gè)所述單元結(jié)構(gòu)的所述第一浮柵側(cè)墻7和所述第二浮柵側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)定義出所述源極多晶硅9的形成區(qū)域,且所述源極多晶硅9的底部寬度由所述第二浮柵側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)定義。
所述第二浮柵側(cè)墻材料包括通過對(duì)所述多晶硅浮柵3的第一側(cè)面的硅進(jìn)行熱氧化形成的第一氧化層8a以及采用CVD HTO形成的第二氧化層8b。較佳為,所述第一氧化層8a的熱氧化工藝為快速熱氧化,溫度為1000攝氏度,時(shí)間為10秒~60秒。所述第二氧化層8b的CVD HTO的工藝氣體為SiH2Cl2和N2O,工藝溫度為800攝氏度。
所述第一氧化層8a直接和所述多晶硅浮柵3的第一側(cè)面接觸并防止所述第二氧化層8b和所述多晶硅浮柵3直接接觸,從而避免所述第二氧化層8b中所含氯產(chǎn)生漏電路徑并提高器件的數(shù)據(jù)保持能力。
所述第二氧化層8b疊加在所述第一氧化層8a的表面用于在增加所述第二浮柵側(cè)墻的厚度時(shí)防止對(duì)所述多晶硅浮柵3的過度消耗,減少所述第一氧化層8a對(duì)所述源極多晶硅9的底部寬度以及所述多晶硅浮柵3的長度的減少的影響。
在所述源極多晶硅9底部的所述半導(dǎo)體襯底1表面形成有N型重?fù)诫s的源區(qū)11,所述源極多晶硅9和所述源區(qū)11直接接觸。
所述多晶硅字線5的第二側(cè)面形成有第三側(cè)墻10,N型重?fù)诫s的漏區(qū)12形成于所述半導(dǎo)體襯底1表面并和所述第三側(cè)墻10自對(duì)準(zhǔn)。
較佳為,所述第一浮柵側(cè)墻7的組成材料為氧化硅。所述第三側(cè)墻10的材料由氧化硅疊加氮化硅組成。
所述源極多晶硅9的頂部連接到由正面金屬層圖形組成的源極線,所述多晶硅字線5的頂部連接到由正面金屬層圖形組成的字線,所述漏區(qū)12的頂部連接到由正面金屬層圖形組成的位線。
在所述源極多晶硅9、所述多晶硅字線5和所述漏區(qū)12的表面都形成有金屬硅化物。
為了更清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例,在一個(gè)具體實(shí)施方式中可以取如下參數(shù):第一浮柵側(cè)墻7的沉積厚度為3000埃。所述第一氧化層8a的厚度約為100埃,所述第二氧化層8b的厚度約為500埃。這些具體參數(shù)僅為了更詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例,并不用于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限制,這些參數(shù)能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改變或調(diào)整。
所述第二浮柵側(cè)墻主要用于實(shí)現(xiàn)SL即源極多晶硅9和FG即多晶硅浮柵3之間的隔離;另一個(gè)比較重要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)源極多晶硅9的底部寬度的自對(duì)準(zhǔn)定義。實(shí)現(xiàn)SL和FG之間的隔離主要是減少SL和FG之間的漏電,而實(shí)現(xiàn)對(duì)源極多晶硅9的底部寬度的自對(duì)準(zhǔn)定義則需要對(duì)第二浮柵側(cè)墻的厚度進(jìn)行很好的控制。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道,如果單獨(dú)采用CVD HTO工藝形成第二浮柵側(cè)墻,則CVD HTO工藝帶來的Cl會(huì)產(chǎn)生漏電通道,從而降低SL和FG之間的隔離性能,進(jìn)而降低器件的DR性能。而如果單獨(dú)采用熱氧化工藝形成第二浮柵側(cè)墻,熱氧化質(zhì)量雖然較好但是會(huì)消耗多晶硅浮柵3的硅,且生長速度慢,熱預(yù)算(thermal budget)大。所以熱氧化工藝會(huì)對(duì)多晶硅浮柵3的長度造成影響同時(shí)最后也會(huì)影響到源極多晶硅9的寬度。
本發(fā)明實(shí)施例則綜合考慮到了第二浮柵側(cè)墻的用于實(shí)現(xiàn)源極多晶硅和多晶硅浮柵之間的隔離以及實(shí)現(xiàn)對(duì)源極多晶硅的底部寬度的自對(duì)準(zhǔn)定義的兩個(gè)功能作用,對(duì)第二浮柵側(cè)墻材料進(jìn)行了特別設(shè)置,第二浮柵側(cè)墻材料由通過對(duì)多晶硅浮柵3的第一側(cè)面的硅進(jìn)行熱氧化形成的第一氧化層8a以及采用CVD HTO形成的第二氧化層8b疊加形成,也即本發(fā)明實(shí)施例綜合材料和熱氧化層和CVD HTO氧化層。第一氧化層8a直接和多晶硅浮柵3的第一側(cè)面接觸,能防止所述第二氧化層8b和多晶硅浮柵3直接接觸,從而能避免第二氧化層8b中所含氯產(chǎn)生漏電路徑并提高器件的數(shù)據(jù)保持能力。
而第二氧化層8b是采用CVD HTO工藝形成,并不需要消耗硅且能實(shí)現(xiàn)對(duì)厚度的精確控制,故通過設(shè)置第二氧化層8b能夠?qū)崿F(xiàn)在增加第二浮柵側(cè)墻的厚度時(shí)防止對(duì)多晶硅浮柵3的過度消耗,減少第一氧化層8a對(duì)源極多晶硅9的底部寬度以及多晶硅浮柵3的長度的減少的影響,最后使得器件的單元結(jié)構(gòu)的尺寸得到保證。也即本發(fā)明實(shí)施例既能夠提高器件的數(shù)據(jù)保持能力,又能保證對(duì)源極多晶硅9的底部寬度以及多晶硅浮柵3的長度進(jìn)行良好的控制。
如圖3A至圖3J所示,本發(fā)明實(shí)施例自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的制造方法各步驟中的器件剖面示意圖,本發(fā)明實(shí)施例自對(duì)準(zhǔn)分柵閃存器件的制造方法的單元結(jié)構(gòu)形成工藝包括如下步驟:
步驟一、如圖3A所示,在P型摻雜的半導(dǎo)體襯底如硅襯底1上表面依次形成耦合氧化層2、第一多晶硅層3和第一氮化硅層201。
步驟二、如圖3B所示,采用光刻工藝將后續(xù)相鄰兩個(gè)單元結(jié)構(gòu)的多晶硅字線5之間的區(qū)域打開,并將打開區(qū)域202的所述第一氮化硅層201完全去除,以所述第一氮化硅層201為掩模對(duì)打開區(qū)域202的所述第一多晶硅層3進(jìn)行部分刻蝕形成多晶硅浮柵3所需要的厚度,所述第一多晶硅層3被刻蝕區(qū)域還橫向延伸到打開區(qū)域202兩側(cè)的所述第一氮化硅層201的底部并形成一厚度逐漸增加的傾斜結(jié)構(gòu),傾斜結(jié)構(gòu)如虛線框203所示。
在其它實(shí)施例中,還能在進(jìn)行打開區(qū)域202的光刻刻蝕之前,在需要形成淺溝槽隔離的區(qū)域形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
步驟三、如圖3C所示,進(jìn)行第一浮柵側(cè)墻材料淀積,對(duì)所述第一浮柵側(cè)墻材料進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)刻蝕在打開區(qū)域202的所述第一氮化硅層201的側(cè)面形成第一浮柵側(cè)墻7。較佳為,所述第一浮柵側(cè)墻7的組成材料為氧化硅。
如圖3D所示,以所述第一浮柵側(cè)墻7和所述第一氮化硅層201為掩模對(duì)所述第一多晶硅層3進(jìn)行刻蝕形成多晶硅浮柵3的第一側(cè)面,所述多晶硅浮柵3的第一側(cè)面和所述第一浮柵側(cè)墻7的第一側(cè)面自對(duì)準(zhǔn)。
如圖3E所示,進(jìn)行表面清洗,該清洗工藝會(huì)去除打開區(qū)域202的所述耦合氧化層2。
步驟四、如圖3F所示,進(jìn)行硅的熱氧化工藝從而在所述多晶硅浮柵3的第一側(cè)面形成第一氧化層8a。較佳為,所述第一氧化層8a的熱氧化工藝為快速熱氧化,溫度為1000攝氏度,時(shí)間為10秒~60秒。
步驟五、如圖3G所示,進(jìn)行CVD HTO工藝形成第二氧化層8b,所述第二氧化層8b疊加在所述第一氧化層8a表面并一起組成第二浮柵側(cè)墻材料。較佳為,所述第二氧化層8b的CVD HTO的工藝氣體為SiH2Cl2和N2O,工藝溫度為800攝氏度。
步驟六、如圖3H所示,對(duì)所述第二浮柵側(cè)墻材料進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)刻蝕形成第二浮柵側(cè)墻。
由相鄰兩個(gè)所述單元結(jié)構(gòu)的所述第一浮柵側(cè)墻7和所述第二浮柵側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)定義出源極多晶硅9的形成區(qū)域,且所述源極多晶硅9的底部寬度由所述第二浮柵側(cè)墻自對(duì)準(zhǔn)定義。
所述第一氧化層8a直接和所述多晶硅浮柵3的第一側(cè)面接觸并防止所述第二氧化層8b和所述多晶硅浮柵3直接接觸,從而避免所述第二氧化層8b中所含氯產(chǎn)生漏電路徑并提高器件的數(shù)據(jù)保持能力。
所述第二氧化層8b疊加在所述第一氧化層8a的表面用于在增加所述第二浮柵側(cè)墻的厚度時(shí)防止對(duì)所述多晶硅浮柵3的過度消耗,減少所述第一氧化層8a對(duì)所述源極多晶硅9的底部寬度以及所述多晶硅浮柵3的長度的減少的影響。
步驟七、如圖3I所示,進(jìn)行N型重?fù)诫s的自對(duì)準(zhǔn)源漏注入分別在所述源極多晶硅9底部的所述半導(dǎo)體襯底1表面形成源區(qū)11。在所述源極多晶硅9的形成區(qū)域中形成所述源極多晶硅9。所述源極多晶硅9和所述源區(qū)11直接接觸。
步驟八、如圖3J所示,去除所述第一氮化硅層201并露出所述第一浮柵側(cè)墻7的第二側(cè)面;對(duì)所述源極多晶硅9和所述第一浮柵側(cè)墻7外的所述第一多晶硅層3進(jìn)行刻蝕形成所述多晶硅浮柵3的第二側(cè)面,所述第一浮柵側(cè)墻7的第二側(cè)面呈L型使厚度逐漸增加的傾斜結(jié)構(gòu)位于所述多晶硅浮柵3的第二側(cè)面。
步驟九、如圖2所示,形成柵氧化層4和隧穿氧化層6,較佳為,本發(fā)明實(shí)施例方法中采用相同的工藝同時(shí)形成柵氧化層4和隧穿氧化層6。
所述隧穿氧化層6覆蓋在所述多晶硅浮柵3的第二側(cè)面和所述第一浮柵側(cè)墻7的第二側(cè)面,所述柵氧化層4覆蓋在所述多晶硅浮柵3的第二側(cè)面外的所述半導(dǎo)體襯底1表面。
步驟十、如圖2所示,形成第二多晶硅層5,對(duì)所述第二多晶硅層5進(jìn)行光刻刻蝕形成多晶硅字線5,所述多晶硅字線5的厚度大于所述多晶硅浮柵3的厚度,所述多晶硅字線5的第一側(cè)面通過隧穿氧化層6從側(cè)面覆蓋所述多晶硅浮柵3的第二側(cè)面并延伸到所述多晶硅浮柵3的第二側(cè)面的頂部。
步驟十一、如圖2所示,在所述多晶硅字線5的第二側(cè)面形成第三側(cè)墻10。
較佳為,所述第三側(cè)墻10的材料由氧化硅疊加氮化硅組成。
進(jìn)行N型重?fù)诫s的自對(duì)準(zhǔn)源漏注入在所述半導(dǎo)體襯底1表面形成和所述第三側(cè)墻10自對(duì)準(zhǔn)的漏區(qū)12。
在所述源極多晶硅9、所述多晶硅字線5和所述漏區(qū)12的表面都形成金屬硅化物。
形成層間膜、接觸孔和正面金屬層,對(duì)所述正面金屬層進(jìn)行圖形化形成源極線、字線和位線;所述源極多晶硅9的頂部連接到所述源極線,所述多晶硅字線5的頂部連接所述字線,所述漏區(qū)12的頂部連接到所述位線。
為了更清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例方法,在一個(gè)具體實(shí)施方式中可以取如下參數(shù):第一浮柵側(cè)墻7的沉積厚度為3000埃。所述第一氧化層8a的厚度約為100埃,所述第二氧化層8b的厚度約為500埃。這些具體參數(shù)僅為了更詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例,并不用于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限制,這些參數(shù)能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改變或調(diào)整。
以上通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn),這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。