[發明專利]快閃存儲器的形成方法

無效

• 申請號: 200810208186.4
• 申請日: 2008-12-29
• 公開（公告）號: CN101770954A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 蔣莉;蔡孟峰;常建光
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L21/8247
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術領域

本發明涉及集成電路及半導體器件的制造工藝，尤其涉及快閃存儲器的形成方法。

背景技術

通常，用于存儲數據的半導體存儲器分為易失性存儲器和非易失性存儲器，易失性存儲器易于在電源中斷時丟失其數據，而非易失性存儲器即使在供電電源關閉后仍能保持片內信息。與其它的非易失性存儲技術(例如，磁盤驅動器)相比，非易失性半導體存儲器具有成本低、密度大的特點。因此，非易失性存儲器已廣泛地應用于各個領域，包括嵌入式系統，如PC及外設、電信交換機、蜂窩電話、網絡互聯設備、儀器儀表和汽車器件，同時還包括新興的語音、圖像、數據存儲類產品，如數字相機、數字錄音機和個人數字助理。

隨著集成電路制作工藝中集成度的不斷增加，提升快閃存儲器的集成密度已成為趨勢，然而，隨著存儲單元的尺寸不斷縮小，避免漏電流以使電荷保存在存儲器單元中變得相當重要，但是現有技術制作的快閃存儲器有許多漏電會影響存儲器單元中所儲存的電荷，其中包括PN結漏電流，晶體管亞閾值漏電，靜態漏電流等等。

現有快閃存儲器的制作方法，包括如下步驟，如圖1所示，首先，提供半導體襯底100，所述半導體襯底100內形成有隔離結構101；在半導體襯底100上依次沉積柵介質層102和第一多晶硅層；在第一多晶硅層上旋涂光刻膠層(未示出)，經過曝光顯影工藝后，定義出浮柵圖形；以光刻膠層為掩膜，沿浮柵圖形刻蝕多晶硅層和柵介質層102至露出半導體襯底100，形成浮柵104。

如圖2所示，在浮柵104上形成層間絕緣層106，所述層間絕緣層106的材料為氧化硅-氮化硅-氧化硅層(ONO)或氧化硅或氮氧化硅等；然后，在層間絕緣層106及半導體襯底100上形成第二多晶硅層108，所述第二多晶硅層108填充滿浮柵104之間凹槽，第二多晶硅層108表面不平坦，在凹槽處是呈凹陷狀。

如圖3所示，用化學機械研磨法研磨第二多晶硅層108，使其表面平坦，形成平坦化的第二多晶硅層108a。如圖3a所示，由于第二多晶硅層108a與層間絕緣層106的粘附能力差，在經過化學機械研磨工藝時，第二多晶硅層108a會與層間絕緣層106產生位錯，容易從層間絕緣層106上剝落下來，只殘留位于浮柵104之間的第二多晶硅層108a。

如圖4所示，在平坦后的第二多晶硅層108a上形成光刻膠層(未示出)，經過曝光顯影工藝后，定義出與浮柵位置對應的控制柵圖形；以光刻膠層為掩膜，沿控制柵圖形刻蝕第二多晶硅層108a至露出半導體襯底100，形成控制柵108b。如圖4a所示，由于第二多晶硅層在化學機械研磨過程中容易從層間絕緣層上剝落2，無法刻蝕形成控制柵，或只在層間絕緣層表面殘留部分第二多晶硅層。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種快閃存儲器的形成方法，防止研磨第二多晶硅層后，第二多晶硅層從層間絕緣層上剝落而無法形成控制柵。

為解決上述問題，本發明提供一種快閃存儲器的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有浮柵以及位于浮柵上的層間絕緣層；在半導體襯底上形成多晶硅層，所述多晶硅層覆蓋浮柵；在多晶硅層上形成研磨保護層；平坦化研磨保護層和多晶硅層；刻蝕多晶硅層至露出半導體襯底，在浮柵位置的層間絕緣層上形成控制柵。

可選的，所述研磨保護層是光刻膠層、正硅酸乙酯膜層或硼磷硅玻璃與富硅玻璃的堆疊層。

可選的，形成光刻膠層的方法是旋涂法或化學氣相沉積法。所述光刻膠層的厚度為500納米～2000納米。

可選的，形成正硅酸乙酯膜層的方法為化學氣相沉積法。所述正硅酸乙酯的厚度為500埃～2000埃。

可選的，形成氧化絕緣膜層的方法為化學氣相沉積法。所述氧化絕緣膜層的厚度為2000埃～5000埃。

可選的，硼磷硅玻璃與富硅玻璃的堆疊層中富硅玻璃位于多晶硅層上，硼磷硅玻璃位于富硅玻璃上。形成硼磷硅玻璃和富硅玻璃的方法為化學氣相沉積法。所述硼磷硅玻璃的厚度為3000埃～6000埃，富硅玻璃的厚度為200埃～1000埃。

可選的，平坦化研磨保護層和多晶硅層的方法為化學機械研磨法。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：在多晶硅層上形成研磨保護層，對多晶硅層產生壓應力，加強其與層間絕緣層之間的粘附力，后續平坦化多晶硅層的過程中，多晶硅層不會從層間絕緣層上剝落下來，提高后續形成控制柵的質量。

附圖說明

圖1至圖4是現有工藝形成快閃存儲器的示意圖；

圖3a是現有工藝形成快閃存儲器過程中多晶硅層產生剝落的示意圖；