Nor型閃存結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種NOR型閃存結(jié)構(gòu)及其制造方法。NOR型閃存結(jié)構(gòu)包括：布置在襯底上的二氧化硅層以及布置在二氧化硅層上的柵極結(jié)構(gòu)；其中，所述柵極結(jié)構(gòu)包括分別布置在字線結(jié)構(gòu)兩側(cè)通過二氧化硅與字線結(jié)構(gòu)隔離的兩個疊柵結(jié)構(gòu)；而且其中，每個疊柵結(jié)構(gòu)包括自下而上通過二氧化硅隔離的浮柵和控制柵極，其中浮柵的上表面朝著靠近字線結(jié)構(gòu)的方向逐漸向上翹曲；而且控制柵極和字線結(jié)構(gòu)的上部布置有硅化物；并且，在襯底表面內(nèi)所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成位線。
【專利說明】NOR型閃存結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種NOR型閃存結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的閃存結(jié)構(gòu)中，由于浮柵沒有尖角(tip)，所以擦除時間長，效率低。而且由于現(xiàn)有的閃存結(jié)構(gòu)中的控制柵極沒有硅化物，所以RC延遲較大。由此，希望能夠改善閃存結(jié)構(gòu)的性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠加快擦除時間并降低RC延遲的NOR型閃存結(jié)構(gòu)及其制造方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種NOR型閃存結(jié)構(gòu)，包括:布置在襯底上的二氧化硅層以及布置在二氧化硅層上的柵極結(jié)構(gòu)；其中，所述柵極結(jié)構(gòu)包括分別布置在字線結(jié)構(gòu)兩側(cè)通過二氧化硅與字線結(jié)構(gòu)隔離的兩個疊柵結(jié)構(gòu)；而且其中，每個疊柵結(jié)構(gòu)包括自下而上通過二氧化硅隔離的浮柵和控制柵極，其中浮柵的上表面朝著靠近字線結(jié)構(gòu)的方向逐漸向上翹曲；而且控制柵極和字線結(jié)構(gòu)的上部布置有硅化物；并且，在襯底表面內(nèi)所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成位線。
[0005]優(yōu)選地，浮柵、控制柵極和字線結(jié)構(gòu)的材料為多晶硅。
[0006]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存結(jié)構(gòu)中浮柵的上表面朝著靠近字線結(jié)構(gòu)的方向逐漸向上翹曲，從而形成尖角，改進了擦除效率；而且控制柵極上有硅化物，獲得更小的RC延遲；由此改進了器件性能。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法，包括依次執(zhí)行的下述步驟:在襯底上依次形成二氧化硅層、多晶硅層和氮化硅層；針對氮化硅層進行光刻和刻蝕，從而形成氮化硅圖案；對氮化硅圖案暴露出來的多晶硅層部分各向同性刻蝕成弧狀，從而使得多晶硅層部分靠近氮化硅圖案的端部形成尖角；在氮化硅圖案上部及側(cè)壁以及多晶硅層部分上沉積二氧化硅隔離層；對二氧化硅隔離層進行刻蝕，僅留下氮化硅圖案側(cè)壁上的二氧化硅隔離側(cè)墻；在氮化硅圖案上部、二氧化硅隔離側(cè)墻側(cè)部以及多晶硅層部分上沉積二氧化硅材料；在二氧化硅材料上沉積控制柵極覆蓋層；對控制柵極覆蓋層進行刻蝕，僅留下二氧化硅材料側(cè)壁上的控制柵極側(cè)墻；對整體結(jié)構(gòu)進行刻蝕，從而刻蝕掉氮化硅圖案上部的二氧化硅材料以及控制柵極側(cè)墻之間的二氧化硅材料，進一步刻蝕暴露出的控制柵極側(cè)墻之間的多晶硅層以形成浮柵，而且控制柵極側(cè)墻被減薄成控制柵極結(jié)構(gòu)；在整體結(jié)構(gòu)上形成二氧化硅保護層，并且在二氧化硅保護層上沉積多晶硅保護層；采用化學機械研磨工藝對上述多晶硅保護層進行平坦化，以氮化硅層為停止層，直至研磨掉氮化硅層上面的二氧化硅層以暴露出氮化硅圖案；去除氮化硅圖案；去除原本氮化硅圖案所處位置下方的多晶硅層以形成浮柵的另一側(cè)，去除多晶硅層下方的二氧化硅層，從而暴露出襯底表面；在暴露出的襯底表面，浮柵多晶硅層的側(cè)面，二氧化硅隔離側(cè)墻，多晶硅保護部分上形成二氧化硅阻擋層，隨后在整體結(jié)構(gòu)上沉積字線多晶硅覆蓋層；對字線多晶硅覆蓋層進行平坦化和刻蝕，并在二氧化硅阻擋層處停止刻蝕，從而留下原本氮化硅圖案所處位置處的字線多晶硅材料；通過掩膜遮擋字線，去除二氧化硅阻擋層以及多晶硅保護部分，從而再次暴露所述二氧化硅表面；在控制柵極以及浮柵兩側(cè)形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)；對控制柵極結(jié)構(gòu)上部的二氧化硅進行刻蝕從而暴露出控制柵極結(jié)構(gòu)；在字線多晶硅材料和控制柵極結(jié)構(gòu)上部形成硅化物。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中:
[0009]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存結(jié)構(gòu)。
[0010]圖2至圖19示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法的各個步驟。
[0011]需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
【具體實施方式】
[0012]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。
[0013]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存結(jié)構(gòu)。
[0014]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存結(jié)構(gòu)包括:布置在襯底上的二氧化硅層20以及布置在二氧化硅層20上的柵極結(jié)構(gòu)。
[0015]其中，所述柵極結(jié)構(gòu)包括分別布置在字線結(jié)構(gòu)3兩側(cè)通過二氧化硅與字線結(jié)構(gòu)3隔離的兩個疊柵結(jié)構(gòu)。而且其中，每個疊柵結(jié)構(gòu)包括自下而上通過二氧化硅隔離的浮柵I和控制柵極2，其中浮柵I的上表面朝著靠近字線結(jié)構(gòu)3的方向逐漸向上翹曲；而且控制柵極2和字線結(jié)構(gòu)3的上部布置有硅化物110。并且，在襯底表面內(nèi)所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成位線 120。
[0016]優(yōu)選地，浮柵1、控制柵極2和字線結(jié)構(gòu)3的材料為多晶硅。
[0017]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存結(jié)構(gòu)中浮柵的上表面朝著靠近字線結(jié)構(gòu)的方向逐漸向上翹曲，從而形成尖角，改進了擦除效率；而且控制柵極上有硅化物，獲得更小的RC延遲；由此改進了器件性能。
[0018]下面將描述圖1所示的NOR型閃存結(jié)構(gòu)的制造方法。
[0019]圖2至圖19示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法的各個步驟。
[0020]如圖2至圖19所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法包括依次執(zhí)行的下述步驟:
[0021]如圖2所示，在襯底10上依次形成二氧化硅層20、多晶硅層30和氮化硅層40 ；
[0022]如圖3所示，針對氮化硅層40進行光刻和刻蝕，從而形成氮化硅圖案41 ；
[0023]如圖4所示，對氮化硅圖案41暴露出來的多晶硅層部分30各向同性刻蝕成弧狀，從而使得多晶硅層部分30靠近氮化硅圖案41的端部形成尖角；
[0024]如圖5所示，在氮化硅圖案41上部及側(cè)壁以及多晶硅層部分30上沉積二氧化硅隔尚層50 ；
[0025]如圖6所示，對二氧化硅隔離層50進行刻蝕，僅留下氮化硅圖案41側(cè)壁上的二氧化硅隔離側(cè)墻51 ；
[0026]如圖7所示，在氮化硅圖案41上部、二氧化硅隔離側(cè)墻51側(cè)部以及多晶硅層部分30上再次沉積二氧化硅材料60 ;此時，可以看出，氮化硅圖案41側(cè)壁上的二氧化硅變厚。
[0027]如圖8所示，在二氧化硅材料60上沉積控制柵極覆蓋層70 ；
[0028]如圖9所示，對控制柵極覆蓋層70進行刻蝕，僅留下二氧化硅材料60側(cè)壁上的控制柵極側(cè)墻71 ；
[0029]如圖10所示，對整體結(jié)構(gòu)進行刻蝕，從而刻蝕掉氮化硅圖案41上部的二氧化硅材料60以及控制柵極側(cè)墻71之間的二氧化硅材料60，進一步刻蝕暴露出的控制柵極側(cè)墻之間多晶硅層以形成浮柵的一側(cè)，而且控制柵極側(cè)墻71被減薄成控制柵極結(jié)構(gòu)73 ；
[0030]如圖11所示，在整體結(jié)構(gòu)上形成二氧化硅保護層80，并且在二氧化硅保護層80上沉積多晶娃保護層90 ；
[0031]如圖12所示，執(zhí)行平坦化和刻蝕以減薄多晶硅保護層90而僅留下氮化硅圖案41之間的多晶硅保護部分91，并且去除氮化硅圖案41上方的二氧化硅保護層80，由此暴露出氮化硅圖案41 ；
[0032]如圖13所示，去除氮化硅圖案41 ；
[0033]如圖14所示，去除原本氮化硅圖案41所處位置下方的多晶硅層30部分以及二氧化娃層20,從而暴露出襯底10的表面；
[0034]如圖15所示，在襯底10的表面、多晶硅浮柵層30的側(cè)面、二氧化硅隔離側(cè)墻51，多晶硅保護部分91上形成二氧化硅層100，隨后在整體結(jié)構(gòu)上沉積字線多晶硅覆蓋層92 ；
[0035]如圖16所示，對字線多晶硅覆蓋層92進行平坦化和刻蝕，并在二氧化硅阻擋層100處停止刻蝕，從而留下原本氮化硅圖案41所處位置處的字線多晶硅材料93 ；
[0036]如圖17所示，通過掩膜遮擋字線多晶硅材料93，去除二氧化硅阻擋層100以及多晶娃保護部分91,從而再次暴露所述二氧化娃表面72 ；
[0037]如圖18所示，在控制柵極73兩側(cè)形成側(cè)墻，并且對控制柵極結(jié)構(gòu)73上部的二氧化硅進行刻蝕從而暴露出控制柵極結(jié)構(gòu)73 ；
[0038]如圖19所示，在字線多晶硅材料93和控制柵極結(jié)構(gòu)73上部形成硅化物110。
[0039]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。
[0040]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍
。弳罔寸/寸 < --ο?ο<ι9ε 寸 OT Zo
【權(quán)利要求】
1.一種NOR型閃存結(jié)構(gòu)，其特征在于包括:布置在襯底上的二氧化硅層以及布置在二氧化硅層上的柵極結(jié)構(gòu)；其中，所述柵極結(jié)構(gòu)包括分別布置在字線結(jié)構(gòu)兩側(cè)通過二氧化硅與字線結(jié)構(gòu)隔離的兩個疊柵結(jié)構(gòu)；而且其中，每個疊柵結(jié)構(gòu)包括自下而上通過二氧化硅隔離的浮柵和控制柵極，其中浮柵的上表面朝著靠近字線結(jié)構(gòu)的方向逐漸向上翹曲；而且控制柵極和字線結(jié)構(gòu)的上部布置有硅化物；并且，在襯底表面內(nèi)所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成位線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NOR型閃存結(jié)構(gòu)，其特征在于，浮柵、控制柵極和字線結(jié)構(gòu)的材料為多晶娃。
3.—種NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于包括依次執(zhí)行的下述步驟: 在襯底上依次形成二氧化硅層、多晶硅層和氮化硅層； 針對氮化硅層進行光刻和刻蝕，從而形成氮化硅圖案； 對氮化硅圖案暴露出來的多晶硅層部分各向同性刻蝕成弧狀，從而使得多晶硅層部分靠近氮化硅圖案的端部形成尖角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于還包括:在氮化硅圖案上部及側(cè)壁以及多晶硅層部分上沉積二氧化硅隔離層； 對二氧化硅隔離層進行刻蝕，僅留下氮化硅圖案側(cè)壁上的二氧化硅隔離側(cè)墻。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于還包括:在氮化硅圖案上部、二氧化硅隔離側(cè)墻側(cè)部以及多晶硅層部分上沉積二氧化硅材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于還包括: 在二氧化硅材料上沉積控制柵極覆蓋層； 對控制柵極覆蓋層進行刻蝕，僅留下二氧化硅材料側(cè)壁上的控制柵極側(cè)墻。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于還包括:對整體結(jié)構(gòu)進行刻蝕，從而刻蝕掉氮化硅圖案上部的二氧化硅材料以及控制柵極側(cè)墻之間的二氧化硅材料，進一步刻蝕暴露出的控制柵極側(cè)墻之間多晶硅層以形成浮柵的一側(cè)，而且控制柵極側(cè)墻被減薄成控制柵極結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于還包括:在整體結(jié)構(gòu)上形成二氧化硅保護層，并且在二氧化硅保護層上沉積多晶硅保護層； 采用化學機械研磨工藝對上述多晶硅保護層進行平坦化，以氮化硅層為停止層，直至研磨掉氮化硅層上面的二氧化硅層以暴露出氮化硅圖案； 去除氮化娃圖案； 去除原本氮化硅圖案所處位置下方的多晶硅層以形成浮柵的另一側(cè)，去除多晶硅層下方的二氧化娃層，從而暴露出襯底表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于還包括:在暴露出的襯底表面、浮柵多晶硅層的側(cè)面、二氧化硅隔離側(cè)墻、多晶硅保護部分上形成二氧化硅阻擋層，隨后在整體結(jié)構(gòu)上沉積字線多晶硅覆蓋層； 對字線多晶硅覆蓋層進行平坦化和刻蝕，并在二氧化硅阻擋層處停止刻蝕，從而留下原本氮化硅圖案所處位置處的字線多晶硅材料； 通過掩膜遮擋字線，去除二氧化硅阻擋層以及多晶硅保護部分，從而再次暴露所述二氧化娃表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的NOR型閃存結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于還包括:在控制柵極以及浮柵兩側(cè)形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)； 對控制柵極結(jié)構(gòu)上部的二氧化硅進行刻蝕從而暴露出控制柵極結(jié)構(gòu)； 在字線多晶硅材料和控制柵極結(jié)構(gòu)上部形成硅化物。
【文檔編號】H01L27/115GK104362151SQ201410667880
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】于濤 申請人:上海華虹宏力半導體制造有限公司