[發明專利]構造浮柵的方法有效

申請號：	200910195016.1	申請日：	2009-09-02
公開（公告）號：	CN102005376A	公開（公告）日：	2011-04-06
發明（設計）人：	王友臻;周儒領	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：	H01L21/28	分類號：	H01L21/28
代理公司：	北京德琦知識產權代理有限公司 11018	代理人：	謝安昆;宋志強
地址：	201203 ***	國省代碼：	上海;31
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	構造方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造技術領域，特別涉及構造浮柵的方法。

背景技術

自對準工藝(Self-aligned-Process，SAP)由于可以實現浮柵(FloatingGate，FG)與淺溝槽隔離(Shallow?Trench?Isolation，STI)之間良好的自對準性能，因此被廣泛應用于閃存(flash?memory)的存儲單元制造過程中。

圖1示出了現有技術的一種分離柵級(Split-Gate)存儲器存的數據存儲單元(bit-cell)的制造過程中，晶圓典型結構剖面的變化示意圖。初始晶圓為硅基底，其上表面沉積厚度為110埃(A)的氧化硅薄膜，在氧化硅薄膜上再沉積一層氮化硅薄膜。通過STI光刻(STI-ET)過程在晶圓上定義出淺溝槽圖形，取晶圓中具有典型結構單元的片段剖面如圖1中的1A所示。該剖面包括硅基底101、氧化硅薄膜102和氮化硅薄膜103，硅基底101上具有光刻形成的淺溝槽結構。其中淺溝槽上口(AA?space)的寬度為700A，氮化硅(AA?line)的寬度為800A。

對氮化硅薄膜103進行水平方向消退處理，使淺溝槽上口寬度達到990埃。然后對晶圓進行STI沉積(STI-DEP)處理，實際就是在所述淺溝槽中沉積氧化硅。再經過STI平坦化(STI-CMP)過程處理后得到如1B所示剖面。接著進行移除氮化硅的處理，得到如1C所示剖面。原先氮化硅所在的位置形成了空位。然后進行FG沉積過程，在所述空位處沉積多晶硅105，得到如1D所示剖面。再進行FG平坦化(FG-CMP)處理過程，當填充氧化硅104露出表面再加一定量的過拋光以保證工藝窗口則停止FG-CMP。通過FG-CMP處理使填充在不同空位中的多晶硅彼此分離，得到如1E所示剖面。然后進行針對多晶硅的選擇性蝕刻過程，使得核心電路區剩余多晶硅的厚度減少到目標厚度約300埃，得到如圖2中的1F所示的剖面，這是為避免一步FG-CMP過程研磨到目標厚度會因本身的圖案疏密性效應造成外圍電路的硅基底損傷。最后，使填充在STI中的填充氧化硅104消退約250埃，以便獲得控制柵極(Control?Gate，CG)與FG之間一定的耦合率(Couple?Ratio)，得到最終厚度約300埃的薄層多晶硅形成FG?105，剖面如圖2中的1G所示。

在多晶硅的選擇性蝕刻過程中，在多晶硅105與填充氧化硅104之間的交界處，蝕刻反應的速率要顯著慢于非交界處，這被稱之為“邊緣效應”。造成邊緣效應的原因就在于多晶硅105的邊緣是與氧化硅104相鄰的，而多晶硅蝕刻是一種選擇性蝕刻，氧化硅基本不參與發生該蝕刻反應，因此邊緣處的多晶硅與反應氣體的接觸受到了氧化硅的阻擋，因此反應速率減慢。

這樣蝕刻得到的結果就是在多晶硅105與填充氧化硅104之間的交界處會殘留較多的多晶硅，表現在圖2所示剖面圖中，就是1F和1G中所示沿著STI外壁形成多晶硅凸線107，業內稱之為多晶硅殘留條(Poly?Stringer)。在某些情況下，多晶硅凸線107會被部分地氧化并形成沿著STI外壁的富氧多晶硅界面而更加難以去除。

這種多晶硅凸線會帶來如下負面影響：導致電流泄漏或FG橋接現象，進而嚴重影響到最終產品的產出率。并且，該負面影響隨著器件尺度的減小會越發嚴重。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于，提出一種構造浮柵的方法，能夠避免構成FG的多晶硅出現多晶硅凸線，消除電流泄露路徑，從而提高最終產品的產出率。

本發明實施例提出一種構造浮柵的方法，包括：

在晶圓的硅基底上表面沉積氧化硅薄膜，在氧化硅薄膜上再沉積一層氮化硅薄膜；

通過淺溝槽STI光刻過程，在晶圓上定義出淺溝槽；

在所述淺溝槽中沉積溝槽氧化物；經由一步溝槽氧化物平坦化后，進行移除氮化硅的處理，在原先氮化硅所在的位置形成了空位；

進行浮柵沉積過程，在所述空位處沉積多晶硅；進行浮柵多晶硅平坦化處理過程，浮柵多晶硅平坦化處理自動停止在溝槽氧化物層，使填充在不同空位中的多晶硅彼此徹底分離；

對溝槽氧化物進行消退蝕刻預處理；

對所述多晶硅進行選擇性蝕刻過程，使浮柵厚度減薄到目標厚度。

所述對所述多晶硅進行選擇性蝕刻過程中，多晶硅厚度減少的范圍為100埃至300埃。

所述對溝槽氧化物進行消退蝕刻預處理的步驟中，氧化硅的消退深度為后續多晶硅進行選擇性蝕刻過程中多晶硅厚度減少厚度的70％到100％。