專利名稱：浮柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種浮柵的制作方法。
背景技術(shù)：
浮柵晶體管存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元為三端器件，與場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有相同的名稱源極、漏極和柵極。柵極和硅襯底之間有二氧化硅絕緣層，用來(lái)保護(hù)浮柵中的電荷不會(huì)泄露。 采用這種結(jié)構(gòu)，使得存儲(chǔ)單元具有了電荷保持能力，所以浮柵晶體管存儲(chǔ)器是能實(shí)現(xiàn)斷電保存信息的一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件?，F(xiàn)有技術(shù)浮柵的制作流程如下，如圖Ia所示，在襯底100上依次沉積柵氧101和第一多晶娃102 ;如圖Ib所不,刻蝕第一多晶娃102、柵氧101和襯底100形成淺溝槽103 ； 如圖Ic所示,填充溝槽103形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)104 ;如圖Id所示,沉積氮化娃105 ;如圖 Ie所示，刻蝕氮化硅105形成溝槽106 ;如圖If所示，刻蝕溝槽106內(nèi)的第一多晶硅102形成坡面107 ;如圖Ig所示，在溝槽106內(nèi)進(jìn)行離子注入，在襯底100上形成第一注入?yún)^(qū)108， 調(diào)節(jié)存儲(chǔ)單元的閾值電壓；如圖Ih所示，在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第一氧化層109 ;如圖Ii所示，刻蝕第一氧化層109在溝槽106內(nèi)形成第一側(cè)墻110 ;如圖Ij所示，刻蝕溝槽106內(nèi)的第一多晶硅102和柵氧101，如圖11所示，在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第二氧化層111 ;如圖Ik所示，刻蝕第二氧化層111形成第二側(cè)墻112 ;如圖Im所示，對(duì)溝槽106進(jìn)行源端離子注入， 在襯底100上形成第二注入?yún)^(qū)113 ;如圖In所示，在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第二多晶硅114，如圖Io所示，化學(xué)研磨第二多晶硅114至氮化硅105 ;如圖Ip所示，在第二多晶硅114表面熱氧化形成第三氧化層115 ;如圖Iq所示，去除氮化硅105 ;如圖Ir所示，刻蝕去除第一多晶硅102和柵氧101，保留第一側(cè)墻110下方的第一多晶硅102和柵氧101構(gòu)成浮柵116， 所述浮柵116的長(zhǎng)度L由第一側(cè)墻110的寬度決定。浮柵長(zhǎng)度L是閃存編程/擦除性能的一個(gè)關(guān)鍵因素，然而在同一機(jī)臺(tái)做多批次生產(chǎn)時(shí)，例如一機(jī)臺(tái)可以做6個(gè)批次，每個(gè)批次25片晶片，然而在生產(chǎn)過(guò)程中同一機(jī)臺(tái)的6個(gè)批次的閃存存儲(chǔ)容量不盡相同，由于晶圓表面積大小受存儲(chǔ)區(qū)域所占比重所決定，存儲(chǔ)容量不同的產(chǎn)品晶圓具有不同的表面積，當(dāng)多批次不同容量的產(chǎn)品同時(shí)淀積薄膜時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的薄膜厚度，不利于存儲(chǔ)單元尺寸一致性的生產(chǎn)，因此現(xiàn)有技術(shù)中需分開(kāi)進(jìn)行處理，從而大大降低了產(chǎn)能，同時(shí)同一存儲(chǔ)容量的閃存在同一機(jī)臺(tái)處理后6個(gè)批次的偏差有時(shí)超過(guò)容限，達(dá)不到要求，從而影響閃存編程/擦除性能，影響產(chǎn)品性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種浮柵的制作方法，以提升產(chǎn)能，得到穩(wěn)定的浮柵長(zhǎng)度，改善閃存的編程/擦除性能。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種浮柵的制作方法，包括以下步驟在襯底上依次沉積柵氧和第一多晶硅；在第一多晶硅上沉積氮化硅；
刻蝕氮化硅形成溝槽，所述溝槽的底部暴露出第一多晶硅；各向同性刻蝕溝槽內(nèi)部分深度的第一多晶娃，使刻蝕后的第一多晶娃表面形成一坡面；在溝槽內(nèi)進(jìn)行離子注入，在襯底中形成第一注入?yún)^(qū)；在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第一氧化層；濕法刻蝕去除一部分第一氧化層；刻蝕第一氧化層，在溝槽內(nèi)壁上形成第一側(cè)墻，所述第一側(cè)墻的底部連接至所述坡面，所述第一側(cè)墻的頂部與氮化硅頂部相連；以所述第一側(cè)墻為掩蔽，刻蝕去除溝槽內(nèi)暴露出的第一多晶硅和柵氧；在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第二氧化層；刻蝕第二氧化層，在溝槽內(nèi)形成第二側(cè)墻，所述第二側(cè)墻形成于第一側(cè)墻、第一多晶硅和柵氧的側(cè)面，所述第二側(cè)墻的頂部與第一側(cè)墻的底部相連，所述第二側(cè)墻的底部與襯底相連。作為優(yōu)選在沉積氮化硅之前還包括形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的步驟。作為優(yōu)選所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成包括以下步驟，刻蝕第一多晶硅、柵氧和襯底形成淺溝槽；填充淺溝槽形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選第一氧化層和第二氧化層為氧化硅。作為優(yōu)選在所述刻蝕第二氧化層形成第二側(cè)墻后還包括以下步驟對(duì)溝槽進(jìn)行源端離子注入，形成第二注入?yún)^(qū)；沉積第二多晶硅，化學(xué)研磨至氮化硅；熱氧化第二多晶硅；去除氮化硅；刻蝕去除第一多晶硅和柵氧，僅保留第一側(cè)墻下方的第一多晶硅和柵氧構(gòu)成浮柵。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在同一機(jī)臺(tái)多批次生產(chǎn)時(shí)，沉積一較厚第一氧化層，根據(jù)實(shí)際需求濕法刻蝕掉一部分第一氧化層，以滿足后續(xù)浮柵制作中，浮柵長(zhǎng)度的穩(wěn)定性和各異性，提高了機(jī)臺(tái)的利用率，提升了產(chǎn)能，同時(shí)提高了浮柵的均勻性，進(jìn)而提高了閃存的編程/擦除性能。


圖Ia-Ir是現(xiàn)有技術(shù)浮柵的制作方法中各個(gè)工藝步驟的剖面圖。圖2是本發(fā)明浮柵的制作流程圖。圖3a_3s是本發(fā)明浮柵的制作方法中各個(gè)工藝步驟的剖面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。圖2示出了本發(fā)明浮柵制作方法的流程圖。請(qǐng)參閱圖2所示，在本實(shí)施例中，在步驟201中，如圖3a所示，在襯底300上依次沉積柵氧301和第一多晶硅302 ； 可選的，在進(jìn)行后續(xù)工藝步驟之前，還可在襯底300中形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，如圖3b所示， 刻蝕第一多晶硅302、柵氧301和襯底300形成淺溝槽303 ;如圖3c所示，填充淺溝槽303 形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)304 ；在步驟202中，如圖3d所示，在第一多晶硅302上沉積氮化硅305 ；在步驟203中，如圖3e所示，刻蝕有源區(qū)的氮化硅305形成溝槽306，所述溝槽306 的底部暴露出第一多晶硅302 ；在步驟204中，如圖3f所示，各向同性刻蝕溝槽306內(nèi)部分深度的第一多晶硅 302,使刻蝕后的第一多晶娃302表面形成一坡面307,所述坡面307的角度小于45度,刻蝕第一多晶硅302的深度為300-500埃；在步驟205中，如圖3g所示，在溝槽306內(nèi)進(jìn)行離子注入，在襯底上形成第一注入?yún)^(qū)308，調(diào)節(jié)存儲(chǔ)單元的閾值電壓；在步驟206中，如圖3h所示，在上述結(jié)構(gòu)表面沉積一較厚第一氧化層309，所述第一氧化層309為二氧化硅；所述第一氧化層309的厚度為2000-3000埃；在步驟207中，如圖3i所示，濕法刻蝕第一氧化層309，根據(jù)實(shí)際需求去除一部分第一氧化層309，所述第一氧化層309去除的厚度為50-200埃；在步驟208中，如圖3j所示，各向異性干法刻蝕第一氧化層308，在溝槽306內(nèi)壁上形成第一側(cè)墻310，所述第一側(cè)墻310的底部連接至所述坡面307，所述第一側(cè)墻310的頂部與氮化硅305頂部相連，所述第一側(cè)墻310的寬度由減薄后剩下的第一氧化層309的厚度決定，后續(xù)的第一層氧化層309的刻蝕采用各項(xiàng)異性干法刻蝕，因此膜厚309直接決定了側(cè)墻310的寬度，所述第一側(cè)墻310的寬度為1500-2500埃。在步驟209中，如圖3k所示，以所述第一側(cè)墻310為掩蔽，刻蝕去除溝槽306內(nèi)暴露出的第一多晶娃302和柵氧301 ；在步驟210中，如圖31所示，在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第二氧化層311，所述第二氧化層311為二氧化硅，所述第二氧化層311的厚度為500-1000埃；在步驟211中，如圖3m所示，刻蝕第二氧化層311，在溝槽306內(nèi)形成第二側(cè)墻 312，所述第二側(cè)墻312形成于第一側(cè)墻310、第一多晶硅302和柵氧301的側(cè)面，所述第二側(cè)墻312的頂部與第一側(cè)墻310的底部相連，所述第二側(cè)墻312的底部與襯底300相連，所述第二側(cè)墻312的寬度為300-800埃；如圖3n所示，對(duì)溝槽306進(jìn)行源端離子注入，在襯底300上形成第二注入?yún)^(qū)313 ；如圖3o所示，在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第二多晶硅314，如圖Ip所示，化學(xué)研磨第二多晶硅314至氮化硅305 ；如圖3q所示，在第二多晶硅314表面熱氧化形成第三氧化層315 ；
如圖3r所示，去除氮化硅305 ；如圖3s所示，刻蝕去除第一多晶硅302和柵氧301，僅保留第一側(cè)墻310下方的第一多晶娃302和柵氧301,所述第一側(cè)墻310下方的第一多晶娃302和柵氧301構(gòu)成浮柵 316，所述浮柵316長(zhǎng)度L由第一側(cè)墻310的寬度決定。本發(fā)明在同一機(jī)臺(tái)多批次生產(chǎn)時(shí)，沉積一較厚第一氧化層，根據(jù)實(shí)際需求濕法刻蝕掉一部分第一氧化層，減薄后的第一氧化層的厚度決定第一側(cè)墻的寬度，以滿足后續(xù)浮柵制作中，浮柵長(zhǎng)度的穩(wěn)定性和各異性，提高了機(jī)臺(tái)的利用率，提升了產(chǎn)能，同時(shí)提高了浮柵的均勻性，進(jìn)而提高了閃存的編程/擦除性能。這里不限于這種結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)工藝，只要由側(cè)墻形成的自對(duì)準(zhǔn)工藝都適用。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種浮柵的制作方法，其特征在于，包括以下步驟在襯底上依次沉積柵氧和第一多晶硅；在第一多晶硅上沉積氮化硅；刻蝕氮化硅形成溝槽，所述溝槽的底部暴露出第一多晶硅；各向同性刻蝕溝槽內(nèi)部分深度的第一多晶娃，使刻蝕后的第一多晶娃表面形成一坡面；在溝槽內(nèi)進(jìn)行離子注入，在襯底中形成第一注入?yún)^(qū)；在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第一氧化層；濕法刻蝕去除一部分第一氧化層；刻蝕第一氧化層，在溝槽內(nèi)壁上形成第一側(cè)墻，所述第一側(cè)墻的底部連接至所述坡面， 所述第一側(cè)墻的頂部與氮化硅頂部相連；以所述第一側(cè)墻為掩蔽，刻蝕去除溝槽內(nèi)暴露出的第一多晶硅和柵氧；在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第二氧化層；刻蝕第二氧化層，在溝槽內(nèi)形成第二側(cè)墻，所述第二側(cè)墻形成于第一側(cè)墻、第一多晶硅和柵氧的側(cè)面，所述第二側(cè)墻的頂部與第一側(cè)墻的底部相連，所述第二側(cè)墻的底部與襯底相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮柵的制作方法，其特征在于在沉積氮化硅之前還包括形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浮柵的制作方法，其特征在于，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成包括以下步驟刻蝕第一多晶硅、柵氧和襯底形成淺溝槽；填充淺溝槽形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮柵的制作方法，其特征在于所述第一氧化層和第二氧化層為氧化硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮柵的制作方法，其特征在于，在所述刻蝕第二氧化層形成第二側(cè)墻后還包括以下步驟對(duì)溝槽進(jìn)行源端離子注入，形成第二注入?yún)^(qū)；沉積第二多晶硅，化學(xué)研磨至氮化硅；熱氧化第二多晶硅；去除氮化硅；刻蝕去除第一多晶硅和柵氧，僅保留第一側(cè)墻下方的第一多晶硅和柵氧構(gòu)成浮柵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種浮柵的制作方法，步驟如下在襯底上依次沉積柵氧和第一多晶硅；沉積氮化硅；刻蝕氮化硅形成溝槽，暴露出溝槽內(nèi)的第一多晶硅；刻蝕溝槽內(nèi)的第一多晶硅形成坡面；進(jìn)行離子注入，在襯底中形成第一注入?yún)^(qū)；在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第一氧化層；去除一部分第一氧化層；刻蝕第一氧化層在溝槽內(nèi)形成第一側(cè)墻；刻蝕溝槽內(nèi)的第一多晶硅和柵氧；在上述結(jié)構(gòu)表面沉積第二氧化層；刻蝕第二氧化層在溝槽內(nèi)形成第二側(cè)墻。本發(fā)明在同一機(jī)臺(tái)多批量生產(chǎn)時(shí)，沉積一較厚第一氧化層，根據(jù)實(shí)際需求去除一部分第一氧化層，以滿足后續(xù)浮柵制作中，浮柵長(zhǎng)度的穩(wěn)定性和各異性，提高機(jī)臺(tái)的利用率，提升產(chǎn)能，同時(shí)提高浮柵的均勻性，進(jìn)而提高浮柵的編程/擦除性能。
文檔編號(hào)H01L21/28GK102610508SQ20121009351
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者吳振麟, 吳靚臻, 寧丹, 曹子貴, 李德堯, 湯志林, 蘇步春 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司