[發(fā)明專利]閃存柵極的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310210343.6
• 申請(qǐng)日: 2013-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104218001B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭振強(qiáng);陳瑜;羅嘯;趙階喜;馬斌;陳華倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/1157
• 分類號(hào): H01L27/1157
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種閃存柵極的制造方法。

背景技術(shù)

如圖1所示，是現(xiàn)有方法形成的閃存的俯視圖；如圖2所示，是沿圖1中AA’線的閃存的剖視圖。現(xiàn)有方法形成閃存的柵極時(shí)包括如下步驟：

步驟一、利用光刻刻蝕工藝在硅襯底101上形成淺溝槽，由淺溝槽定義出有源區(qū)；在淺溝槽中填充氧化硅形成淺溝槽場(chǎng)氧103，由淺溝槽場(chǎng)氧103對(duì)有源區(qū)進(jìn)行隔離。

步驟二、在硅襯底101的有源區(qū)表面生長(zhǎng)一層犧牲氧化層。

進(jìn)行離子注入形成閃存的阱區(qū)102，阱區(qū)102的離子注入穿過(guò)犧牲氧化層。閃存的阱區(qū)102包括用于包括N型阱區(qū)或P型阱區(qū)，N型阱區(qū)位于溝道類型為P型溝道的閃存區(qū)域中，P型阱區(qū)位于溝道類型為N型溝道的閃存區(qū)域中。

阱區(qū)102形成后利用濕法刻蝕工藝去除犧牲氧化層。

步驟三、在硅襯底101的的表面依次生長(zhǎng)第一層氧化硅、第二層氮化硅和第三層氧化硅，由第一層氧化硅、第二層氮化硅和第三層氧化硅疊加形成ONO層104，在4ONO層104表面上沉積一層多晶硅層105，并采用離子注入工藝對(duì)多晶硅層105進(jìn)行P型或N型摻雜；對(duì)位于溝道類型為P型溝道的閃存區(qū)域中的多晶硅層105中進(jìn)行P型摻雜，對(duì)位于溝道類型為N型溝道的閃存區(qū)域中的所述多晶硅層中進(jìn)行N型摻雜。

步驟四、在多晶硅層105表面沉積金屬硅化鎢層106。

步驟五、采用爐管工藝在金屬硅化鎢層106表面淀積一氮化硅層107并由該氮化硅層107組成柵極硬掩膜層107。

步驟六、采用光刻工藝形成光刻膠圖形并由該光刻膠圖形定義出閃存的柵極圖形；利用光刻膠圖形為掩膜對(duì)柵極硬掩膜層107進(jìn)行刻蝕，利用光刻膠圖形和柵極硬掩膜層107為掩膜依次對(duì)金屬硅化鎢層和多晶硅層進(jìn)行刻蝕并形成有柵極硬掩膜層、金屬硅化鎢層和多晶硅層疊加形成閃存的柵極。

在現(xiàn)有半導(dǎo)體閃存柵極工藝方法中由氮化硅層組成的柵極硬掩膜層通常是利用爐管方式生長(zhǎng)；爐管方式生長(zhǎng)的柵極硬掩膜層的好處是在柵極刻蝕過(guò)程中，柵極硬掩膜層能夠?qū)艠O提供很好的保護(hù)，保持刻蝕后的柵極形貌。但是長(zhǎng)時(shí)間的爐管工藝的高溫?zé)崽幚頃?huì)造成P型多晶硅層的硼離子擴(kuò)散到金屬硅化鎢層，從而使P型多晶硅層的硼離子濃度減淡，造成晶體管工作時(shí)發(fā)生多晶硅耗盡。

現(xiàn)有方法中的氮化硅層也能采用工藝溫度較低的化學(xué)氣相淀積工藝生長(zhǎng)，如果采用由化學(xué)氣相淀積工藝形成的氮化硅層做柵極硬掩膜層的話，雖然能夠避免爐管工藝產(chǎn)生的P型多晶硅層的硼離子擴(kuò)散到金屬硅化鎢層的缺陷，但是由于閃存中的ONO層存在缺陷，化學(xué)氣相淀積工藝無(wú)法消除ONO層中的缺陷，這些缺陷的存在會(huì)降低閃存的使用壽命并會(huì)造成閃存器件的耐久性測(cè)試問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種閃存柵極的制造方法，能夠使柵極保持良好的形貌，能消除耐久性測(cè)試問(wèn)題，能有效防止多晶硅耗盡。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的閃存柵極的制造方法包括如下步驟：

步驟一、利用光刻刻蝕工藝在硅襯底上形成淺溝槽，由所述淺溝槽定義出有源區(qū)；在所述淺溝槽中填充氧化硅形成淺溝槽場(chǎng)氧，由所述淺溝槽場(chǎng)氧對(duì)所述有源區(qū)進(jìn)行隔離。

步驟二、進(jìn)行離子注入形成阱區(qū)。

步驟三、在所述硅襯底的表面依次生長(zhǎng)第一層氧化硅、第二層氮化硅和第三層氧化硅，去除閃存區(qū)域外的所述第一層氧化硅、所述第二層氮化硅和所述第三層氧化硅，由保留于所述閃存區(qū)域的所述第一層氧化硅、所述第二層氮化硅和所述第三層氧化硅疊加形成ONO層；在所述閃存區(qū)域外的所述硅襯底表面形成和閃存集成的CMOS器件的柵介質(zhì)層，在所述ONO層和所述柵介質(zhì)層表面上沉積一層多晶硅層，并采用離子注入工藝對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行P型或N型摻雜。

步驟四、在所述多晶硅層表面沉積金屬硅化鎢層。

步驟五、采用爐管工藝在所述金屬硅化鎢層表面淀積第四氮化硅層；采用化學(xué)氣相淀積工藝在所述第四氮化硅層表面淀積第五氮化硅層，由所述第四氮化硅層和所述第五氮化硅層疊加形成柵極硬掩膜層；所述第四氮化硅層的爐管工藝的溫度條件會(huì)對(duì)所述ONO層的氮化硅和氧化硅的界面缺陷進(jìn)行修復(fù)、以及會(huì)使P型摻雜的所述多晶硅層的硼離子擴(kuò)散到所述金屬硅化鎢層中，在所述柵極硬掩膜層總厚度不變的條件下，所述第四氮化硅層和所述第五氮化硅層的厚度設(shè)置為：在所述第四氮化硅層的爐管工藝時(shí)間能夠使得所述ONO層的界面缺陷充分修復(fù)的條件下，所述第四氮化硅層的厚度越薄越好。