[發明專利]NOR型閃存存儲單元及其制造方法

有效

• 申請號: 201310195064.7
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN104183552B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 吳楠;馮駿
• 申請（專利權）人: 北京兆易創新科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L27/11521;H01L27/11524
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 馬曉亞

技術領域

本發明涉及閃存領域，尤其涉及一種NOR型閃存存儲單元的制造方法以及NOR型閃存存儲單元。

背景技術

現有的與非門型閃存存儲單元（NOR Flash Cell）制作方法容易造成連線到控制柵（CT-CG）的擊穿電壓不穩定，很容易擊穿。目前NOR Flash cell連線（CT）的制造方法分成光阻定義以及控制柵和控制柵保護層輔助定義(self-align contact)兩種方法。但是隨著工藝節點的降低，存儲單元控制柵和連線的距離越來越近，比如45nm NOR Flash的控制柵到連線之間的距離降到了30-40nm，先前兩種連線制造工藝很難做到控制柵和連線之間的良好絕緣，難以防止在工作電壓內擊穿。

以控制柵和控制柵保護層輔助定義的方法為例來闡述現有技術制造過程，如下列圖所示：圖1是現有技術的NOR型閃存存儲單元的制造方法的流程圖；圖2是現有技術的NOR型閃存存儲單元的控制柵蝕刻之前的側面示意圖；圖3是現有技術的NOR型閃存存儲單元的控制柵蝕刻之后的側面示意圖；圖4是現有技術的NOR型閃存存儲單元的控制柵保護層沉積之后的側面示意圖；圖5是現有技術的NOR型閃存存儲單元的控制柵保護層蝕刻之后的側面示意圖；圖6是現有技術的NOR型閃存存儲單元的層間電介質（ILD）材料填充之后并經過化學機械平坦化（CMP）后的上表面示意圖；圖7是現有技術的NOR型閃存存儲單元的ILD材料填充之后并經過CMP后的側面示意圖；圖8是現有技術的NOR型閃存存儲單元的源極連線的預定位置和漏極連線的預定位置蝕刻后的上表面示意圖；圖9是現有技術的NOR型閃存存儲單元的連線導電材料填入后并經過CMP后的上表面示意圖。

現有技術的制造方法的流程圖如圖1所示，包含以下步驟：

步驟S110，在襯底上形成有源區16，在有源區16上依次形成包含隧穿介質層15、浮柵層14、柵間介質層13、控制柵層12和控制柵覆蓋層11的預備蝕刻層，形成刻蝕層后的結構如圖2所示。

步驟S120，如圖3所示，對上述形成的預備蝕刻層進行第一次蝕刻，將隧穿介質層15、浮柵層14、柵間介質層13、控制柵層12和控制柵覆蓋層11的部分去除，以露出有源區16硅層表面，形成如圖3所示的凹槽。

步驟S130，然后沉積控制柵保護層17，沉積的控制柵保護層如圖4中171和172所示；再對控制柵保護層進行第二次蝕刻，去除形成在有源區硅層上的控制柵保護層，去除有源區硅層的控制柵保護層如圖5所示；

步驟S140，在經過第一次蝕刻和經過第二次蝕刻所形成的凹槽中填充ILD材料18，然后經過CMP，所形成的結構的上表面如圖6所示，其側面如圖7所示。

步驟S150，在連線（源極連線和漏極連線）的預定位置進行第三次蝕刻，以去除形成連線的預定位置的ILD材料，去除ILD材料的結構如圖8所示。

步驟S160，在經過第三次蝕刻所形成的凹槽中填充連線導電材料19，然后經過CMP，以分別形成漏極連線191和源極連線192，填充連線導電材料后的結構的水平面如圖9所示，其側面如圖10所示。

從圖1-圖10所示的工藝過程中可以看出，現有技術先沉積控制柵（浮柵）保護層，然后填充ILD材料18，再在連線（源極連線和漏極連線）的預定位置進行ILD材料的蝕刻，最后用連線導電材料19進行填充蝕刻ILD材料后的位置。現有技術的關鍵缺點是ILD材料蝕刻的位置在有源區硅層（AA Si）上方，在蝕刻源極連線和漏極連線的時候，利用控制柵和控制柵保護層來作為輔助，控制柵保護層會遭到一定程度的損壞，之后進行連線導電材料的填充，填充的連線導電材料會被填入在遭到破壞的控制柵保護層的旁邊，距離較近，因此在芯片工作的時候當連線加正壓，控制柵加負壓時，連線（源極連線和漏極連線）和控制柵（CT-CG）之間就很容易擊穿。

發明內容

本發明的目的在于提出一種NOR型閃存存儲單元的制造方法以及NOR型閃存存儲單元，能夠使得在運行過程中連線和控制柵之間不容易擊穿。

本發明公開了一種閃存存儲單元NOR型閃存存儲單元的制造方法，包括：

在有源區上形成包含控制柵層的預備蝕刻層；

對所述預備蝕刻層進行第一蝕刻；

在經過第一蝕刻的凹槽中填充層間電介質材料；

進行第二蝕刻去除源極連線的預定位置和漏極連線的預定位置的層間電介質材料；

沉積控制柵保護層，并對所述控制柵保護層進行第三蝕刻以露出所述有源區表面；

在經過第三蝕刻的凹槽中填充連線導電材料。