浮柵的制作方法和浮柵晶體管的制作方法
【專利摘要】一種浮柵的制作方法和浮柵晶體管的制作方法。所述浮柵的制作方法包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成浮柵層和掩膜層；在所述掩膜層中形成通孔；對(duì)所述通孔進(jìn)行去除聚合物處理；沿所述通孔對(duì)所述浮柵層進(jìn)行坡度刻蝕。所述浮柵晶體管的制作方法包括所述浮柵的制作方法。本發(fā)明可以改善浮柵的結(jié)構(gòu)，提高浮柵晶體管的性能。
【專利說(shuō)明】浮柵的制作方法和浮柵晶體管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種浮柵的制作方法和浮柵晶體管的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory,可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、EEPR0M (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、Flash (閃存)存儲(chǔ)器等都廣泛采用了浮柵(floating gate)技術(shù)。
[0003]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種浮柵晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。所述浮柵晶體管可以包括:
[0004]半導(dǎo)體襯底10 ；
[0005]位于所述半導(dǎo)體襯底10中的源區(qū)/漏區(qū)20 ；
[0006]位于所述半導(dǎo)體襯底10上的浮柵介質(zhì)層30 ；
[0007]位于所述浮柵介質(zhì)層30上的浮柵40，所述浮柵40的上緣為兩端向上突起的弧形；
[0008]位于所述浮柵40以及部分浮柵介質(zhì)層30上的控制柵介質(zhì)層50 ；
[0009]位于所述控制柵介質(zhì)層50上的控制柵60，所述控制柵60包括主體部分和覆蓋部分，所述主體部分位于所述浮柵40的一側(cè)，所述覆蓋部分的下緣為半弧形并將所述浮柵40
的一半罩住。
[0010]類(lèi)似地，現(xiàn)有技術(shù)中還存在很多其它結(jié)構(gòu)的浮柵晶體管，但其中的浮柵的結(jié)構(gòu)大都采用上端為兩端向上突起的弧形。
[0011]上述結(jié)構(gòu)的浮柵的制作方法可以采用以下步驟:
[0012]提供半導(dǎo)體襯底；
[0013]在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成浮柵介質(zhì)層、浮柵多晶硅層、氮化硅層和圖案化的光刻膠層；
[0014]以所述光刻膠層為掩模，刻蝕所述氮化硅層以在所述氮化硅層中形成通孔；
[0015]采用灰化工藝去除所述光刻膠層；
[0016]以剩余的所述氮化硅層為掩模，對(duì)所述浮柵多晶硅層進(jìn)行坡度刻蝕(slopeetch)，以使得后續(xù)形成的浮柵的上端為兩端向上突起的弧形。
[0017]但是，經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)上述方法很難形成浮柵的弧形，從而影響了浮柵晶體管的性倉(cāng)泛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種浮柵的制作方法和浮柵晶體管的制作方法，可以改善浮柵的結(jié)構(gòu)，提高浮柵晶體管的性能。
[0019]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種浮柵的制作方法，包括:[0020]提供半導(dǎo)體襯底；
[0021]在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成浮柵層和掩膜層；
[0022]在所述掩膜層中形成通孔；
[0023]對(duì)所述通孔進(jìn)行去除聚合物處理；
[0024]沿所述通孔對(duì)所述浮柵層進(jìn)行坡度刻蝕。
[0025]可選的，形成所述通孔包括:在所述掩膜層上形成圖案化的光刻膠層；以所述光刻膠層為掩模，對(duì)所述掩膜層進(jìn)行干法刻蝕；采用灰化工藝去除所述光刻膠層。
[0026]可選的，所述去除聚合物處理與所述灰化工藝同時(shí)進(jìn)行，所述去除聚合物處理采用的氣體為N2H2,所述灰化工藝采用的氣體為O2。
[0027]可選的，所述N2H2的流量范圍包括200sccm?400sccm ;所述O2的流量范圍包括2000sccm ?4000sccm。
[0028]可選的，所述N2H2和O2的體積比為1:20?1:5。
[0029]可選的，所述浮柵的制作方法還包括:在形成所述浮柵層之前，在所述半導(dǎo)體襯底上形成浮柵介質(zhì)層。
[0030]可選的，所述浮柵介質(zhì)層的材料為氧化硅。
[0031 ] 可選的，所述浮柵層的材料為多晶硅。
[0032]可選的，所述掩膜層的材料為氮化硅。
[0033]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種浮柵晶體管的制作方法，其包括上述的浮柵的制作方法。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0035]本發(fā)明技術(shù)方案在掩膜層中形成通孔之后且在沿所述通孔對(duì)掩膜層下的浮柵層進(jìn)行坡度刻蝕之前，通過(guò)增加對(duì)通孔進(jìn)行去除聚合物處理的步驟，可以有效去除形成通孔的過(guò)程中在通孔的表面形成的聚合物，從而可以避免這些聚合物阻擋后續(xù)的坡度刻蝕，最終可以很好地形成上端為兩端向上突起的弧形的浮柵，提高了浮柵晶體管的性能。
[0036]進(jìn)一步，在形成所述通孔的過(guò)程中，在所述掩膜層上形成圖案化的光刻膠層，在形成通孔之后采用灰化工藝去除所述光刻膠層時(shí)，僅需在灰化氣體O2中增加形成氣體(forming gas,即N2H2)就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)所述去除聚合物處理，從而不增加現(xiàn)有工藝的前提下就可以實(shí)現(xiàn)去除聚合物處理的步驟，步驟簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，且形成氣體N2H2又不會(huì)對(duì)半導(dǎo)體器件產(chǎn)生不良影響。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1是浮柵晶體管的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的浮柵的制作方法的流程示意圖；
[0039]圖3至圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的浮柵的制作方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]正如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)在形成浮柵的過(guò)程中，很難形成良好的上端為兩端向上突起的弧形結(jié)構(gòu)。
[0041]上述技術(shù)問(wèn)題的產(chǎn)生原因在于:在以光刻膠層為掩模采用干法刻蝕工藝刻蝕氮化硅層時(shí)，刻蝕氣體(如:cf4)容易與光刻膠材料等發(fā)生反應(yīng)從而在氮化硅層中的通孔內(nèi)產(chǎn)生大量的聚合物，尤其是在通孔的內(nèi)壁會(huì)形成聚合物層。即使在采用灰化工藝去除氮化硅層上的光刻膠層時(shí)，可能會(huì)去除小部分聚合物，但是大部分聚合物仍然會(huì)殘留在所述通孔內(nèi)。在后續(xù)沿所述通孔對(duì)浮柵多晶硅層進(jìn)行坡度刻蝕時(shí)，由于坡度刻蝕為各向同性刻蝕，因此所述聚合物層便會(huì)嚴(yán)重阻礙坡度刻蝕的進(jìn)行，最終使得所述浮柵無(wú)法得到所述弧形結(jié)構(gòu)，影響了浮柵晶體管的性能。
[0042]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種浮柵的制作方法和浮柵晶體管的制作方法，其在掩膜層中形成通孔之后，先采用去除聚合物處理的步驟去除刻蝕通孔過(guò)程中形成在通孔內(nèi)的聚合物，然后才沿干凈的通孔對(duì)浮柵層進(jìn)行坡度刻蝕，從而可以避免所述聚合物阻擋后續(xù)的坡度刻蝕，最終可以很好地形成上端為兩端向上突起的弧形的浮柵，提高了浮柵晶體管的性能。
[0043]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0044]參考圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種浮柵的制作方法，可以包括以下步驟:
[0045]步驟SI，提供半導(dǎo)體襯底；
[0046]步驟S2，在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成浮柵介質(zhì)層、浮柵層、掩膜層和圖案化的光刻膠層；
[0047]步驟S3，以所述光刻膠層為掩模，對(duì)所述掩膜層進(jìn)行干法刻蝕以在所述掩膜層中形成通孔；
[0048]步驟S4，采用灰化工藝去除所述光刻膠層，同時(shí)對(duì)所述通孔進(jìn)行去除聚合物處理；
[0049]步驟S5，沿所述通孔對(duì)所述浮柵層進(jìn)行坡度刻蝕。
[0050]本實(shí)施例在采用灰化工藝去除光刻膠層的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述通孔的去除聚合物處理，從而在不增加現(xiàn)有工藝的前提下就可以實(shí)現(xiàn)去除聚合物處理的步驟，步驟簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，最終能夠很好地形成上端為兩端向上突起的弧形的浮柵，提高了浮柵晶體管的性能。
[0051]參考圖3所示，提供半導(dǎo)體襯底100，并在所述半導(dǎo)體襯底100上形成浮柵介質(zhì)層200。
[0052]所述半導(dǎo)體襯底100的材料既可以包括硅、鍺、鍺化硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料，也可以是復(fù)合結(jié)構(gòu)(如絕緣體上硅)等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)半導(dǎo)體襯底100上形成的半導(dǎo)體器件選擇所述半導(dǎo)體襯底100的類(lèi)型，因此所述半導(dǎo)體襯底100的類(lèi)型不應(yīng)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0053]本實(shí)施例中所述半導(dǎo)體襯底100為硅片。
[0054]所述浮柵介質(zhì)層200的材料可以為氧化硅，其作為后續(xù)形成的浮柵與半導(dǎo)體襯底100之間的隧穿氧化層。
[0055]所述浮柵介質(zhì)層200的形成方法為熱氧化或化學(xué)氣相沉積，其厚度范圍可以為80
埃?100埃。
[0056]參考圖4所示，在所述浮柵介質(zhì)層200上形成浮柵層300。
[0057]所述浮柵層300的材料可以為多晶硅，其厚度范圍可以為200埃?600埃，其后續(xù)用于形成浮柵。
[0058]所述浮柵層300可以采用化學(xué)氣相沉積方法形成。
[0059]參考圖5所示，在所述浮柵層300上形成掩膜層400。
[0060]所述掩膜層400的材料可以為氮化硅，其在后續(xù)用于作為刻蝕浮柵層300時(shí)的硬掩模，具體可以采用化學(xué)氣相沉積方法形成。
[0061]參考圖6所示，在所述掩膜層400上形成圖案化的光刻膠層500。
[0062]本實(shí)施例可以先在掩膜層400上旋涂一層光刻膠材料，然后通過(guò)曝光顯影技術(shù)使光刻膠材料形成與后續(xù)浮柵對(duì)應(yīng)的圖案，從而得到所述圖案化的光刻膠層500。
[0063]參考圖7所示，以所述光刻膠層500為掩模，對(duì)圖6中的所述掩膜層400進(jìn)行刻蝕，直至在剩余的掩膜層450中形成通孔700。
[0064]本實(shí)施例中可以采用干法刻蝕工藝對(duì)所述掩膜層400進(jìn)行刻蝕，所述干法刻蝕工藝可以包括等離子體蝕刻、離子束蝕刻和反應(yīng)離子蝕刻(RIE)等。
[0065]具體地，本實(shí)施例中可以以CF4作為刻蝕氣體，采用反應(yīng)離子蝕刻工藝刻蝕所述掩膜層400。
[0066]需要說(shuō)明的是，在采用干法刻蝕工藝對(duì)所述掩膜層400進(jìn)行刻蝕的過(guò)程中，不可避免地會(huì)在所述通孔700的內(nèi)壁上形成聚合物層600，所述聚合物層600中可以包括C、H、
O、F等元素。
[0067]雖然所述聚合物層600在形成通孔700的過(guò)程中可以發(fā)揮有利的作用，但是在后續(xù)對(duì)浮柵層300進(jìn)行坡度刻蝕時(shí)，所述聚合物層600勢(shì)必會(huì)影響浮柵中弧形結(jié)構(gòu)的形成，因此在進(jìn)行坡度刻蝕之前需要先進(jìn)行去除聚合物處理。
[0068]此外，在進(jìn)行坡度刻蝕之前，還需要去除圖7中的光刻膠層500。
[0069]參考圖8所示，去除圖7中的聚合物層600和光刻膠層500。
[0070]本實(shí)施例中采用灰化工藝去除所述光刻膠層500，所述灰化工藝采用02，同時(shí)在所述O2中添加形成氣體N2H2,通過(guò)所述形成氣體N2H2相對(duì)純氧氣能夠更好地去除所述聚合物層 600。
[0071]所述N2H2的流量范圍可以包括200sccm?400sccm,如:200sccm、300sccm或400sccm等；所述O2的流量范圍可以包括2000sccm?4000sccm,如:2000sccm、3000sccm或4000sccm 等。
[0072]所述N2H2和所述O2的體積比可以為:1:20?1:5，如:1:20、1:10或1:5等。
[0073]本實(shí)施例中所述N2H2的流量范圍為300sccm，所述O2的流量范圍為3000sccm，從而所述N2H2和所述O2的體積比為1:10。
[0074]后續(xù)經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)上述方式可以很好地去除所述聚合物層600和光刻膠層500。
[0075]本實(shí)施例在形成通孔700之后采用灰化工藝去除所述光刻膠層500時(shí)，僅需在灰化氣體氧氣中增加形成氣體N2H2就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)所述去除聚合物處理，從而在不增加現(xiàn)有工藝的前提下就可以實(shí)現(xiàn)去除聚合物處理的步驟，步驟簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，且形成氣體N2H2又不會(huì)對(duì)半導(dǎo)體器件產(chǎn)生不良影響。
[0076]需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述去除聚合物處理還可以采用其他方式，其不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。[0077]需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可以先進(jìn)行灰化工藝，再進(jìn)行去除聚合物處理，其也不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0078]參考圖9所示，沿圖8中的通孔700對(duì)所述浮柵層300進(jìn)行坡度刻蝕。
[0079]所述坡度刻蝕是各向同性刻蝕，由于此時(shí)去除了圖8中聚合物層600的不良影響，因此通過(guò)所述坡度刻蝕可以在浮柵層300中形成具有坡度的凹槽，以使得后續(xù)形成的浮柵的上端為兩端向上突起的弧形。
[0080]所述坡度刻蝕對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的，在此不再贅述。
[0081]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種浮柵晶體管的制作方法，所述浮柵晶體管包括浮柵，所述浮柵的上端為兩端向上突起的弧形，所述浮柵可以采用上述浮柵的制作方法形成。
[0082]本實(shí)施例可以很好地形成上端為兩端向上突起的弧形的浮柵，最終提高了浮柵晶體管的性能。
[0083]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種浮柵的制作方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成浮柵層和掩膜層； 在所述掩膜層中形成通孔； 對(duì)所述通孔進(jìn)行去除聚合物處理； 沿所述通孔對(duì)所述浮柵層進(jìn)行坡度刻蝕。
2.如權(quán)利要求1所述的浮柵的制作方法，其特征在于，形成所述通孔包括:在所述掩膜層上形成圖案化的光刻膠層；以所述光刻膠層為掩模，對(duì)所述掩膜層進(jìn)行干法刻蝕；采用灰化工藝去除所述光刻膠層。
3.如權(quán)利要求2所述的浮柵的制作方法，其特征在于，所述去除聚合物處理與所述灰化工藝同時(shí)進(jìn)行，所述去除聚合物處理采用的氣體為N2H2，所述灰化工藝采用的氣體為02。
4.如權(quán)利要求3所述的浮柵的制作方法，其特征在于，所述N2H2的流量范圍包括200sccm ?400sccm ;所述 O2 的流量范圍包括 2000sccm ?4000sccm。
5.如權(quán)利要求3所述的浮柵的制作方法，其特征在于，所述N2H2和O2的體積比為1:20 ?1:5。
6.如權(quán)利要求1所述的浮柵的制作方法，其特征在于，還包括:在形成所述浮柵層之前，在所述半導(dǎo)體襯底上形成浮柵介質(zhì)層。
7.如權(quán)利要求6所述的浮柵的制作方法，其特征在于，所述浮柵介質(zhì)層的材料為氧化硅。
8.如權(quán)利要求1所述的浮柵的制作方法，其特征在于，所述浮柵層的材料為多晶硅。
9.如權(quán)利要求1所述的浮柵的制作方法，其特征在于，所述掩膜層的材料為氮化硅。
10.一種浮柵晶體管的制作方法，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的浮柵的制作方法。
【文檔編號(hào)】H01L21/283GK103839795SQ201410080894
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】鄧詠楨 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司