[發(fā)明專利]制造非易失性存儲(chǔ)器件的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010194469.5
• 申請(qǐng)日: 2010-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101908509A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃善玨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海力士半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8247
• 分類號(hào): H01L21/8247;H01L21/285
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 郭放;黃啟行

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本發(fā)明要求2009年6月8日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2009-0050450的優(yōu)先權(quán)，該在先申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

總體而言，本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及制造非易失性存儲(chǔ)器件的方法，更具體而言，涉及能夠減小控制柵的晶粒尺寸的制造非易失性存儲(chǔ)器件的方法。

背景技術(shù)

非易失性存儲(chǔ)器件包括大量用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元。以NAND快閃存儲(chǔ)單元為例進(jìn)行說(shuō)明。NAND快閃存儲(chǔ)單元具有層疊結(jié)構(gòu)，這種層疊結(jié)構(gòu)包括用于電子隧穿的柵絕緣層、用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的浮置柵、用于耦合的電介質(zhì)層、以及用于傳遞驅(qū)動(dòng)電壓的控制柵。

隨著非易失性存儲(chǔ)器件的集成度不斷提高，存儲(chǔ)單元的尺寸減小，并且因此，相鄰的存儲(chǔ)單元之間的間隙變窄。具體地，隨著存儲(chǔ)單元之間的間隙減小，用于形成控制柵的工藝變得越來(lái)越困難。更具體地，為了形成控制柵，在電介質(zhì)層上生長(zhǎng)并形成多晶硅。如果多晶硅的晶粒尺寸大且均勻，則在晶粒之間會(huì)產(chǎn)生孔隙。在控制柵中產(chǎn)生的孔隙能夠?qū)е略诖鎯?chǔ)單元工作時(shí)不同的存儲(chǔ)單元之間的電特性的差異。此外，由于在控制柵中產(chǎn)生的孔隙會(huì)在熱的作用下移動(dòng)，因此如果孔隙附著于電介質(zhì)層，則相應(yīng)的存儲(chǔ)單元的耦合比就會(huì)降低。如果如上所述出現(xiàn)了異常的單元，則非易失性存儲(chǔ)器件的分布特征就會(huì)惡化。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，通過(guò)在形成控制柵的工藝中提供氮源氣體，可以抑制控制柵的晶粒尺寸增大。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種制造非易失性存儲(chǔ)器件的方法，包括以下步驟：提供具有有源區(qū)和隔離區(qū)的半導(dǎo)體襯底，其中在每個(gè)有源區(qū)之上形成有柵絕緣層和浮置柵，并在各個(gè)隔離區(qū)中形成有隔離層；在所述浮置柵和所述隔離層的表面上形成電介質(zhì)層；通過(guò)使用氮源氣體、硅源氣體和摻雜氣體的多晶硅沉積工藝，在所述電介質(zhì)層之上形成多晶硅層；以及將所述多晶硅層圖案化以形成控制柵。

優(yōu)選地，形成所述電介質(zhì)層的工藝和所述多晶硅沉積工藝是在原位(in-situ)進(jìn)行的。

所述氮源氣體優(yōu)選地選自NH₃氣、N₂O氣和NO氣，所述硅源氣體優(yōu)選地選自SiH₄氣、Si₂H₆氣和Si₃H₈氣，而所述摻雜氣體優(yōu)選地包括PH₃氣。

優(yōu)選地，通過(guò)在范圍為10托至60托的壓強(qiáng)和范圍為500℃至900℃的溫度下，以0.1sccm至5.0sccm的流量提供所述氮源氣體、以10sccm至500sccm的流量提供所述硅源氣體、并以10sccm至500sccm的流量提供所述摻雜氣體，來(lái)進(jìn)行所述多晶硅沉積工藝。

優(yōu)選地，所述電介質(zhì)層具有由氧化物層、氮化物層和氧化物層構(gòu)成的ONO層疊結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟：在形成所述電介質(zhì)層之后，通過(guò)使用所述氮源氣體的熱氮化工藝對(duì)所述電介質(zhì)層的表面進(jìn)行氮化。

優(yōu)選地，所述氮源氣體選自NH₃氣、N₂O氣和NO氣。

優(yōu)選地，通過(guò)在范圍為10托至60托的壓強(qiáng)和范圍為500℃至900℃的溫度下，以0.1sccm至5.0sccm的流量提供所述氮源氣體10秒至1000秒，來(lái)進(jìn)行所述熱氮化工藝。

優(yōu)選地，形成所述電介質(zhì)層的工藝、所述熱氮化工藝和所述多晶硅沉積工藝是在原位進(jìn)行的。

優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟：在進(jìn)行所述多晶硅沉積工藝之前，使用所述氮源氣體和所述硅源氣體在所述電介質(zhì)層的表面上形成硅晶種層。

優(yōu)選地，形成所述電介質(zhì)層的工藝、形成所述硅晶種層的工藝和所述多晶硅沉積工藝是在原位進(jìn)行的。

所述氮源氣體優(yōu)選地選自NH₃氣、N₂O氣和NO氣，而所述硅源氣體優(yōu)選地選自SiH₄氣、Si₂H₆氣和Si₃H₈氣。

優(yōu)選地，通過(guò)在范圍為500℃至900℃的溫度和范圍為10托至60托的壓強(qiáng)下，以0.1sccm至5.0sccm的流量提供所述氮源氣體、并以1sccm至100sccm的流量提供所述硅源氣體，來(lái)進(jìn)行形成所述硅晶種層的工藝。