本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路存儲(chǔ)器件領(lǐng)域，具體是一種提高浮柵型存儲(chǔ)器底部氧化層平整度方法。

背景技術(shù)：

1、隨著汽車電子領(lǐng)域?qū)η度胧介W存需求的增長，對(duì)于快閃存儲(chǔ)器循環(huán)耐久性和數(shù)據(jù)保持性能提出了越來越高的要求?？扉W存儲(chǔ)器通過用電可編程擦除操作來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入和擦除，在長時(shí)間連續(xù)工作后，由于電子經(jīng)過氧化層所帶來的氧化層損傷將導(dǎo)致器件的失效。一方面，為了獲得較大的電子編程和擦除效率，氧化物需要足夠薄。但另一方面，對(duì)于器件的數(shù)據(jù)保持要求，每個(gè)閃存單元僅允許很少的電子泄露，以保持?jǐn)?shù)據(jù)10年以上。為此，氧化物需要在不增加氧化物厚度的情況下表現(xiàn)出更佳的電子泄漏性能。

2、由于存儲(chǔ)器件的編程操作由熱載流子注入機(jī)制實(shí)現(xiàn)，因此與編程操作相關(guān)的底部氧化層質(zhì)量將影響編程操作中的閾值電壓，在循環(huán)工作下進(jìn)而影響器件可靠性。先進(jìn)閃存的主流工藝中往往是通過高溫干法氧化或issg工藝生長底部氧化層。以上方法生長的氧化層致密度高且適合用于生長薄的氧化層，但是以上工藝將在sio2/si界面中產(chǎn)生大量的懸掛鍵，易產(chǎn)生界面陷阱，這樣存在于氧化層中的缺陷將降低器件耐久性和數(shù)據(jù)保持力。此外，由于工藝易帶來淺溝槽隔離(?sti?)拐角處的局部氧化減薄以及中心氧化區(qū)域的厚度不均勻問題，而均勻性較差的底部氧化層將造成快閃存儲(chǔ)器件在循環(huán)操作中更易產(chǎn)生界面陷阱和體陷阱。因此，以上因素會(huì)導(dǎo)致先進(jìn)閃存單元的性能降低，器件可靠性變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的至少是為了解決底部氧化層生長過程中的氧化層質(zhì)量及膜厚均勻性問題上，提出一種提高浮柵型存儲(chǔ)器底部氧化層平整度方法。

2、一種提高浮柵型存儲(chǔ)器底部氧化層平整度方法，具體是：

3、在襯底上沉積隧穿層，然后通過干氧氧化生長氧化層；

4、在襯底中形成淺槽隔離溝槽，再進(jìn)行阱注入，隨后進(jìn)行退火；

5、去除襯底表面的氧化層，再通過干氧氧化生長犧牲氧化層；

6、剝離犧牲氧化層，再通過摻氯氧化生長底部氧化層。

7、作為優(yōu)選，通過干氧氧化生長氧化層過程中溫度采用1000-1200℃，氧氣流量采用1-5l/min，保護(hù)氣體采用惰性氣體。

8、作為優(yōu)選，退火溫度采用1100-1300?℃。

9、作為優(yōu)選，通過干氧氧化生長犧牲氧化層過程中溫度采用800-1000℃，氧氣流量采用1-5l/min，保護(hù)氣體采用惰性氣體。

10、作為優(yōu)選，犧牲氧化層采用稀氫氟酸進(jìn)行濕法剝離；

11、作為優(yōu)選，通過摻氯氧化生長底部氧化層過程中溫度采用800-1000℃，氧氣流量采用1-5l/min，氯源采用含氯溶劑。

12、作為優(yōu)選，所述含氯溶劑采用c2hcl3。

13、作為優(yōu)選，惰性氣體采用氮?dú)饣驓鍤狻?/p>

14、作為優(yōu)選，所述底部氧化層的厚度為9-11nm。

15、作為優(yōu)選，所述襯底采用硅片。

16、本發(fā)明的有益效果是：

17、本發(fā)明通過引入犧牲氧化層的先生長后去除的手段，并結(jié)合摻氯氧化生長，有效避免界面損傷問題的產(chǎn)生，同時(shí)可以提高膜厚均勻性。相比干氧氧化、issg工藝，本發(fā)明方法仿真的快閃器件氧化層厚度均勻性更好，對(duì)于快閃器件可靠性有明顯提高作用。

技術(shù)特征：

1.一種提高浮柵型存儲(chǔ)器底部氧化層平整度方法，其特征在于，所述方法具體是：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于通過干氧氧化生長氧化層過程中溫度采用1000-1200℃，氧氣流量采用1-5l/min，保護(hù)氣體采用惰性氣體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于退火溫度采用1100-1300?℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于通過干氧氧化生長犧牲氧化層過程中溫度采用800-1000℃，氧氣流量采用1-5l/min，保護(hù)氣體采用惰性氣體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于犧牲氧化層采用稀氫氟酸進(jìn)行濕法剝離；

6.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法，其特征在于所述含氯溶劑采用c2hcl3。

7.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述方法，其特征在于惰性氣體采用氮?dú)饣驓鍤狻?/p>

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所述底部氧化層的厚度為9-11nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所述襯底采用硅片。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種提高浮柵型存儲(chǔ)器底部氧化層平整度的方法。傳統(tǒng)工藝在SiO2/Si界面中產(chǎn)生大量的懸掛鍵，產(chǎn)生缺陷并降低器件耐久性和數(shù)據(jù)保持力，且底部氧化層均勻性較差，將造成快閃存儲(chǔ)器件在循環(huán)操作中更易產(chǎn)生界面陷阱和體陷阱。而本發(fā)明在不增加氧化物厚度的情況下具有更高的薄膜質(zhì)量，通過引入犧牲氧化層的先生長后去除的手段，并結(jié)合摻氯氧化生長，有效避免界面損傷問題的產(chǎn)生，同時(shí)可以提高膜厚均勻性。此外通過原子力顯微鏡測量表面粗糙度，TCAD?sprocess工具用來評(píng)估電子通過氧化物的泄露情況。結(jié)合最終的器件耐久性和數(shù)據(jù)保持力仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果最終驗(yàn)證本發(fā)明方法對(duì)于快閃器件可靠性的提高作用。

技術(shù)研發(fā)人員：凌婉怡,任堃
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26