一種提高閃存器件耦合率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及存儲器制備領(lǐng)域，具體涉及一種提高閃存器件耦合率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中閃存器件的基本結(jié)構(gòu)，包括襯底1，襯底I之上設(shè)置有浮柵(floating gate,簡稱FG) 3和控制柵(control gate,簡稱CG) 5,浮柵3與襯底I之間設(shè)置有隧穿氧化層(Tunnel 0X) 2，浮柵3與控制柵5之間還設(shè)置有一介質(zhì)層4。閃存器件在工作時，襯底中的電子被掃入止浮柵從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的擦寫。由于電子必須要經(jīng)過隧穿氧化層2才能進入至浮柵3，因此隧穿氧化層2對閃存器件至關(guān)重要。
[0003]在閃存(Flash memory)器件工藝中，為了提高存儲器件的擦寫速度，S卩加快電子隧穿Tunnel OX的速度，我們可以通過兩種方式:
[0004]一種是減薄Tunnel OX的厚度,但這種方式會對Data Retent1n (數(shù)據(jù)保持能力)和Endurance (持續(xù)時間)有非常大的影響，即FG保存電子的能力會下降，反復(fù)擦寫次數(shù)也會變?nèi)?，為了保證器件可靠性，必須保證一定的Tunnel OX厚度；還有一種方式是盡可能的提高耦合率(Coupling Rat1,即Vcg在FG上的分壓)，通過Vfg的分壓公式Vfg = Vc；[Cono/(C_+Ctun)]可以得出，通過增加浮柵3與控制柵5之間0N0介質(zhì)層4的電容的方式可以在不改變Tunnel OX厚度的基礎(chǔ)上提高Tunnel OX上的分壓，有效的增加耦合率，提高器件擦寫速度。
[0005]因此如何在不改變FG表面積的情況下增加0N0的電容，為了解決該問題，中國專利(CN102760737A)公開了一種浮柵型EEPROM器件及制備方法，其存儲單元包括一個存儲晶體管和一個選擇晶體管，其中的存儲晶體管包括位于下方的浮柵和位于上方的控制柵，在所述浮柵和控制柵之間有一層介質(zhì)層，所述介質(zhì)層呈現(xiàn)為曲面形狀。該發(fā)明還公開了所述器件的制造方法，主要利用對浮柵進行淺溝槽刻蝕，使得介質(zhì)層呈現(xiàn)下凹的曲面形狀，相比較傳統(tǒng)的平面形狀的介質(zhì)層而言增加電容面積，增加的電容成淺溝槽的深度與正比，從而增加電壓耦合效率和耦合電壓，并可以保持現(xiàn)有器件面積甚至縮小器件面積。
[0006]由此可見，增加介質(zhì)層的面積可直接帶來器件性能的提升，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員通過各種方法來提高介質(zhì)層與FG的耦合面積，于是一種淺槽嵌壁工藝(Cell Recess)被開發(fā)出來，通過該工藝也同樣可以有效增加0N0與FG側(cè)壁的耦合面積來實現(xiàn)，如圖2所示，CRS (浮柵側(cè)壁暴露出的部分高度)越深，0N0與FG的耦合面積越大，Coupling Rat1 (耦合率)就越高。
[0007]業(yè)界普遍采用干法刻蝕工藝來進行淺槽嵌壁的工藝，通過對淺溝槽進行干法來將浮柵予以暴露，從而達到增加0N0面積提高耦合率從而獲得更好的存儲器件擦寫速度的要求。由于干法淺槽嵌壁工藝各向異性的工藝特殊性，側(cè)壁仍保留有較厚的Oxide Fence,不能有效的增加耦合率。如圖3a?3b所示，采用干法刻蝕工藝后，由于干法刻蝕的局限性，導(dǎo)致FG的側(cè)壁不能完全被暴露，這對后續(xù)沉積的0N0介質(zhì)層與FG的耦合率會造成不利影響。
[0008]由于干法刻蝕的局限性本領(lǐng)域采用濕法刻蝕來進行刻蝕，但是由于濕法刻蝕各向同性，對側(cè)壁的刻蝕能力同等于垂直向下，因此為了保證足夠CRS深度的情況下，F(xiàn)G側(cè)壁的Oxide可以完全清除；但是隨著刻蝕的不斷進行，很容易造成過刻蝕現(xiàn)象，濕法刻蝕液很容易刻蝕進入FG的下方形成隧穿氧化層的侵蝕，造成器件可靠性的失效。如圖4a?4b所示，經(jīng)過濕法刻蝕之后，由于濕法刻蝕對氧化物的刻蝕速率較高，極易導(dǎo)致FG底部的隧穿氧化層也被受到濕法刻蝕的影響，而隧穿氧化層的規(guī)格直接影響器件的性能。
[0009]因此在基于淺槽嵌壁工藝的閃存制備中，采用單一刻蝕工藝來將FG暴露出來具有不可避免的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供了一種提高閃存器件耦合率的方法，通過兩步刻蝕工藝可有效提高閃存器件的耦合率，進而提升器件性能。
[0011]一種提高閃存器件耦合率的方法，其中，包括如下步驟:
[0012]提供一待制備的閃存結(jié)構(gòu)，所述閃存結(jié)構(gòu)包括一具有有源區(qū)及隔離區(qū)的襯底，所述隔離區(qū)填充有絕緣材料；
[0013]位于所述隔離區(qū)之間的襯底中設(shè)置有若干浮柵；
[0014]依次采用第一刻蝕工藝和第二刻蝕工藝對所述浮柵兩側(cè)的隔離區(qū)進行刻蝕，形成所述閃存器件的浮柵，并保留位于所述浮柵底部兩側(cè)的絕緣材料；
[0015]沉積介質(zhì)層及控制柵的形成工藝。
[0016]上述的方法，其中，所述第一刻蝕工藝為濕法刻蝕工藝。
[0017]上述的方法，其中，在進行所述第一刻蝕工藝之后，在所述浮柵的側(cè)壁保留有部分絕緣材料。
[0018]上述的方法，其中，所述第二刻蝕工藝為干法刻蝕工藝。
[0019]上述的方法，其中，所述干法刻蝕工藝為各向異性刻蝕，以去除所述浮柵底部兩側(cè)之上剩余的絕緣材料。
[0020]上述的方法，其中，所述浮柵的底部還設(shè)置有一隧穿氧化層。
[0021]上述的方法，其中，所述隧穿氧化層為二氧化硅。
[0022]上述的方法，其中，所述介質(zhì)層為ONO介質(zhì)層。
[0023]上述的方法，其中，所述絕緣材料為氧化層。
[0024]采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案可有效提高FG與ONO的耦合率，同時也不會由于刻蝕從而對FG底部的隧穿氧化層造成影響，從而提升了器件的性能。
【附圖說明】
[0025]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明及其特征、夕卜形和優(yōu)點將會變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。
[0026]圖1為閃存器件的基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為基于淺槽嵌壁工藝的閃存的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3a?3b為基于淺槽嵌壁工藝并采用干法刻蝕工藝前后的器件示意圖；
[0029]圖4a?4b為基于淺槽嵌壁工藝并采用干法刻蝕工藝前后的器件示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明一種提高閃存器件耦合率的方法的流程圖；
[0031]圖5a本發(fā)明提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)截面圖；
[0032]圖5b為對圖5a所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進行第一刻蝕工藝后的器件截面圖；
[0033]圖5c為對圖5b所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進行第二刻蝕工藝后的器件截面圖。
【具體實施方式】
[0034]在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。
[0035]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0036]應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接至『或“耦合到”其它元件或?qū)訒r，其可以直接地在其它元件或?qū)由稀⑴c之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)樱蛘呖梢源嬖诰娱g的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r，則不存在居間的元件或?qū)印?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。
[0037]空間關(guān)系術(shù)語例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向為在其它元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個取向。器件可以