[發明專利]浮柵制造過程中氮化硅層的去除方法

有效

• 申請號: 201110456273.3
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103187258A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 仇圣棻
• 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;H01L21/311
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術領域

本發明涉及半導體制造技術，特別涉及一種浮柵制造過程中氮化硅層的去除方法。

背景技術

自對準浮柵(self?align?floating?gate)被廣泛的應用于閃存(flash?memory)如NOR閃存的存儲單元的制造過程中。

現有技術的一種浮柵的制備方法中包括以下過程：

如圖1所示，在晶圓襯底1如硅襯底上依次沉積氧化硅層2和氮化硅層3，通過光刻在襯底1上形成淺溝槽4，該淺溝槽4貫穿氮化硅層3和氧化硅層2，如圖2所示。繼續沉積氧化硅，形成淺溝槽隔離(STI)5，如圖3所示。對淺溝槽隔離5進行化學機械研磨(CMP)直至在表面露出氮化硅層3，此時氮化硅層3被淺溝槽隔離5分割成彼此分離的若干獨立結構，如圖4所示。如圖5所示，去除氮化硅層3，形成若干個凹槽6。沉積多晶硅并進行化學機械研磨而形成如圖6所示的彼此分離的多晶硅7。形成多晶硅之后，繼續進行制備浮柵的隨后各個現有工藝過程，以形成浮柵結構。

上述現有技術的制造過程中，請參照圖4至圖6，氮化硅層3通過干法或者濕法蝕刻的方法一次性移除，當去除所述氮化硅層3形成凹槽6后，凹槽6的開口寬度小于槽底寬度，當在凹槽6中沉積多晶硅7時，多晶硅7并不容易完全填滿整個凹槽6，而易在凹槽6中出現空隙，產生缺陷8(如圖6中所示)，影響浮柵的制備，進而使得存儲單元性能下降甚至失效。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種浮柵制造過程中氮化硅層的去除方法，以保證在去除所述氮化硅層之后執行后續浮柵制造過程工藝時，沉積在去除氮化硅層形成的凹槽中的多晶硅能夠完全填滿整個凹槽，避免缺陷的產生。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種浮柵制造過程中氮化硅層的去除方法，包括：

提供基底，所述基底包含襯底和襯底之上依次沉積的氧化硅層和氮化硅層，以及淺溝槽隔離結構，所述淺溝槽隔離結構將所述氮化硅層分離成至少一個相互獨立部分；

去除部分氮化硅層；

反復進行下述步驟，直到氮化硅層全部被去除：

對去除部分氮化硅層后形成的凹槽側壁進行部分去除，并再次去除部分氮化硅層。

進一步，所述氮化硅層全部被去除后所形成的凹槽開口寬度大于凹槽底部寬度。

進一步，所述凹槽橫截面呈倒梯形。

進一步，去除部分氮化硅層采用濕法蝕刻方法，刻蝕液為160℃熱磷酸，對氮化硅的蝕刻率為蝕刻時間為5min。

進一步，對凹槽側壁進行部分去除采用濕法蝕刻方法，刻蝕液采用HF∶H₂O為1∶200的氫氟酸溶液，對氧化硅的蝕刻率為蝕刻時間為5～10min。

從上述方案可以看出，本發明的浮柵制造過程中氮化硅層的去除方法所提出的新方法，取代現有制造浮柵技術中一次性移除氮化硅層的步驟，其將氮化硅層的去除過程采用多步執行的方式，每一步驟中均去除部分的氮化硅層，并且每一步驟中，去除部分氮化硅層后，對形成的凹槽的側壁也進行部分去除，因此在執行每一步的過程中，凹槽的側壁之間的寬度便被拓寬，隨著步驟的增加，每去除一部分的氮化硅層都相應的拓寬凹槽側壁，這樣所形成的凹槽結構，其開口的寬度便寬于凹槽底部的寬度，待將全部氮化硅層去除以后，整個凹槽便形成了橫截面呈開口大于底部寬度的倒梯形形狀。這種形狀的凹槽結構在隨后的浮柵制造工藝中，當向其中沉積多晶硅時，能夠保證多晶硅完全填滿整個凹槽，不在凹槽中留下空隙缺陷，保證了所制備的浮柵以及存儲單元的質量，保障了存儲單元的可靠性。

附圖說明

圖1至圖4為現有技術以及本發明實施例制備浮柵方法中從提供襯底到對淺溝槽隔離進行化學機械研磨過程中器件結構演化示意圖；

圖5和圖6為現有技術制備浮柵方法中去除氮化硅層和沉積多晶硅過程的器件結構演化示意圖；

圖7為本發明浮柵制造過程中氮化硅層的去除方法的流程圖；

圖8至圖12為采用本發明方法去除氮化硅層過程中器件結構演化示意圖。

附圖中，各標號所對應的名稱如下：

1、襯底，2、氧化硅層，3、氮化硅層，4、淺溝槽，5、淺溝槽隔離，6、凹槽，7、多晶硅，8、缺陷

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明作進一步詳細說明。

本發明的浮柵制造過程中氮化硅層的去除方法，如圖7所示，包括：

提供基底，所述基底包含襯底和襯底之上依次沉積的氧化硅層和氮化硅層，以及淺溝槽隔離結構，所述淺溝槽隔離結構將所述氮化硅層分離成至少一個相互獨立部分；