[發明專利]制造非易失性存儲器件的方法

有效

• 申請號: 200710000603.1
• 申請日: 2007-01-09
• 公開（公告）號: CN101079396A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 崔元烈
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/8247
• 分類號: H01L21/8247;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊生平;楊紅梅

本發明要求2006年5月26日提交的韓國專利申請10-2006-47684和2006年12月20日提交的韓國專利申請10-2006-131118的優先權，這些韓國專利申請經引用整體并入本文。

技術領域

本發明涉及一種制造非易失性存儲器件的方法。

背景技術

一般來說，隨著快閃存儲器件尺寸減小，非易失性存儲器件的編程干擾特性變得與其他過程關系密切。編程干擾現象的最可能的原因在于由于過程中的熱應力而產生的襯底上的失效。通過在采用自對準接觸(SAC)的NAND快閃存儲器制造工藝的后續熱處理過程中較高溫度下的修復可以改善差錯。

然而，如果使用傳統方法而沒有變化，隨著器件的小型化可能發生編程干擾問題。

發明內容

因此，本發明解決上述問題，并且提供了一種制造非易失性存儲器件的方法，其中，通過在形成非易失性存儲器件時給出用于形成產生物理應力的SAC過程中所用的氮化物層的條件，并優化硅化鎢層(即柵極工藝的核)的熱處理過程，可以抑制在半導體襯底中發生的差錯并改善編程干擾特性。

根據本發明的一個方面，一種制造非易失性存儲器件的方法包括以下步驟：形成柵極，所述柵極分別具有其中在半導體襯底上層疊柵極絕緣層、第一導電層、介電層、第二導電層和金屬硅化物層的結構；在與介電層的退火溫度相同或低于介電層退火溫度的溫度下退火金屬硅化物層；在整個表面上形成緩沖氧化物層，以及在緩沖氧化物層上形成氮化物層。

附圖說明

圖1A至1E是說明根據本發明的一個實施方案的制造非易失性存儲器件的方法的截面圖。

圖2是說明圖1B中所示的硅化鎢層的退火過程的圖。

圖3是說明基于元件形成步驟的應力的圖。

圖4是說明圖1D中所示的SAC氮化物層的形成過程的圖。

圖5是說明取決于SAC氮化物層的沉積方法的失效位的圖。

具體實施方式

現參考附圖描述根據本發明的具體實施方案。

圖1A至1E是說明根據本發明的一個實施方案的制造非易失性存儲器件的方法的截面圖。

參見圖1A，柵極200和300形成在半導體襯底100上。柵極200和300包括用于外圍電路(未示出)的高壓和低壓的柵極，以及用于單元的柵極200，用于選擇晶體管的柵極300。

在柵極200和300形成之前，進行阱形成過程、溝槽型分隔結構形成過程等。分隔結構可以通過淺溝槽分隔(STI)方案或SA-STI方案形成。

柵極200的每一個包括柵極絕緣層101、第一導電層102、介電層103、第二導電層104、金屬硅化物層105和柵極硬掩模層106，所有這些層層疊在半導體襯底100上。

在用于單元的柵極200中，第一導電層102作為浮置柵極，第二導電層104和金屬硅化物層105作為控制柵極。在用于選擇晶體管的柵極300中，第一導電層103、第二導電層104和金屬硅化物層105連接并作為各柵極。

介電層103具有氧化物-氮化物-氧化物(ONO)結構。為了改善介電層103的薄膜質量，介電層103可以在800-850攝氏度的溫度范圍內退火。金屬硅化物層105可以由硅化鎢層形成。

參見圖1B，為了解決由于柵極的高電阻產生的字線負載(word?lineloading)問題，進行金屬硅化物層105的退火。金屬硅化物層105的退火過程可以在與ONO介電層103的退火溫度相同或者低于ONO介電層的退火溫度的溫度下進行。原因在后面參考圖3進行描述。下面參考圖2描述當金屬硅化物層105是硅化鎢層時的退火過程。

圖2是說明圖1B所示的硅化鎢層的退火過程的圖。

硅化鎢層105的退火過程在N₂氣氛下進行，并且包括裝載步驟A、升溫步驟B、退火保溫步驟C、降溫步驟D和卸載步驟E。

裝載步驟A在750攝氏度的溫度下進行25分鐘。升溫步驟B在將溫度從750攝氏度升高到800攝氏度的同時進行10分鐘。退火保溫步驟C是保持主退火溫度的步驟，其在800攝氏度的溫度下進行18.5分鐘。降溫步驟D在將溫度從800攝氏度降低到750攝氏度的同時進行17分鐘，同時。卸載步驟E在750攝氏度進行30分鐘。

應當注意，在硅化鎢層的退火過程中所用的溫度和時間僅僅是舉例說明性的實驗數據。因此，本發明不限于在上述實驗數據中設定的上述溫度和時間，而是可以包括各種不同的溫度和時間。