[發明專利]閃存存儲器柵極結構、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201310178475.5
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN104157558A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 楊蕓
• 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;H01L29/423;H01L21/8247
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種閃存存儲器柵極結構的制備方法，其特征在于，所述制備方法至少包括以下步驟：

1）在自下向上依次形成有隧穿氧化材料層、浮柵材料層、阻擋氧化材料層、控制柵材料層及硬掩膜的半導體襯底上，對硬掩膜和控制柵材料層進行干法刻蝕，形成依次位于阻擋氧化材料層上的具有第一寬度的控制柵和硬掩膜；?

2）在所述控制柵和硬掩膜的兩側形成第一側墻結構；

3）以所述的第一側墻結構和硬掩膜為掩膜，依次干法刻蝕阻擋氧化材料層和浮柵材料層直至暴露所述隧穿氧化材料層，以形成位于所述控制柵下的均具有第二寬度的阻擋氧化層及浮柵，以形成閃存存儲器的柵極結構，其中，所述第二寬度大于第一寬度，被保留的第一側墻結構作為控制柵側墻結構。

2.根據權利要求1所述的閃存存儲器柵極結構的制備方法，其特征在于：所述第二寬度與第一寬度的比值范圍為1.1~1.45。

3.根據權利要求1所述的閃存存儲器柵極結構的制備方法，其特征在于：步驟2）中形成所述第一側墻結構的具體步驟是在步驟1）獲得的結構表面形成第一側墻材料，而后進行干法刻蝕，以形成位于所述控制柵和硬掩膜兩側的第一側墻結構。

4.根據權利要求1所述的閃存存儲器柵極結構的制備方法，其特征在于：所述第一側墻結構和硬掩膜的材料選自氧化硅或氮化硅。

5.根據權利要求1所述的閃存存儲器柵極結構的制備方法，其特征在于：所述浮柵材料層和控制柵材料層為多晶硅，所述隧穿氧化材料層為氧化硅。

6.根據權利要求1所述的閃存存儲器柵極結構的制備方法，其特征在于：所述阻擋氧化材料層為三層的疊層結構，其中，所述疊層結構的最下層和最上層為氧化硅，所述疊層結構的中間層為氮化硅。

7.根據權利要求1所述的閃存存儲器柵極結構的制備方法，其特征在于：所述半導體襯底材料選自硅、硅鍺、絕緣層上硅、絕緣層上硅鍺或絕緣層上鍺。

8.根據權利要求1所述的閃存存儲器柵極結構的制備方法，其特征在于：所述干法刻蝕至少包括反應離子刻蝕、感應耦合等離子體刻蝕或高濃度等離子體刻蝕。

9.一種閃存存儲器柵極結構，所述柵極結構至少包括：

形成于半導體襯底表面的隧穿氧化層；

若干自下向上依次形成在所述隧穿氧化層上且具有第二寬度的浮柵及阻擋氧化層；

形成在所述阻擋氧化層上的具有第一寬度的控制柵，其中，所述第二寬度大于第一寬度。

10.根據權利要求9所述的閃存存儲器柵極結構，其特征在于：所述柵極結構還包括形成控制柵上的硬掩膜及形成在所述阻擋氧化層上且位于控制柵和硬掩膜兩側的控制柵側墻結構。

11.根據權利要求10所述的閃存存儲器柵極結構，其特征在于：所述第二寬度為控制柵側墻結構的厚度與第一寬度之和。

12.一種閃存存儲器的制作方法，所述制備方法至少包括以下步驟：?

a）根據權利要求1至8中任意一項所述的制備方法形成柵極結構，在所述柵極結構兩側形成第二側墻結構；

b）在半導體襯底頂部形成位于柵極結構之間的源區和漏區；

c）制備所述柵極結構、源區和漏區的接觸孔，以供電連接。

13.根據權利要求12所述的閃存存儲器的制作方法，其特征在于：所述第二側墻結構的材料至少包括氧化硅或氮化硅。

14.根據權利要求12所述的閃存存儲器的制作方法，其特征在于：所述步驟c）的具體內容包括：在步驟b）獲得的結構表面形成層間電介質層，而后制備貫穿所述層間電介質層的且分別連接至所述柵極結構、源區和漏區的接觸孔，填充所述接觸孔以完成閃存存儲器的電連接。

15.一種閃存存儲器，至少包括：根據權利要求9至11所述的閃存存儲器柵極結構。