[發明專利]閃存器件結構以及制作方法

有效

• 申請號: 201310271004.9
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103346127B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 于濤
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L27/11521;H01L29/423
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種閃存器件結構以及制作方法。

背景技術

存儲器用于存儲大量的數字信息。目前存在著眾多類型的存儲器，如RAM(隨機存儲器)、DRAM(動態隨機存儲器)、ROM(只讀存儲器)、EPROM(可擦除可編程只讀存儲器)、FLASH(閃存)等等。

從二十世紀八十年代第一個閃存產品問世以來，隨著技術的發展和各類電子產品對存儲的需求，閃存被廣泛用于手機、筆記本、掌上電腦和u盤等移動和通訊設備中，閃存為一種非易變性存儲器，其運作原理是通過改變晶體管或存儲單元的臨界電壓來控制門極通道的開關以達到存儲數據的目的，使存儲在存儲器中的數據不會因電源中斷而消失，閃存為電可擦除且可編程的只讀存儲器的一種特殊結構。

現有技術中的閃存器件結構如圖1所示，包括：半導體襯底10，形成在所述半導體襯底10上的多個第一氧化物11，在所述第一氧化層11之間上依次形成第二氧化層50和字線23，所述第二氧化層50形成在所述字線23兩側以及底部，形成在所述第二氧化層50的兩側以及第一氧化層11上的兩個浮柵(Floating Gate)21，形成在所述浮柵21表面的隔離層30，形成在所述隔離層30上的兩個控制柵(Control Gate)22，所述控制柵22與所述第二氧化層50相距一定距離，形成在所述第二氧化層50與控制柵22之間的第一氮化層41，形成在所述控制柵22表面的第三氧化層42，形成在所述第三氧化層42、控制柵22以及浮柵21兩側的補償側墻43以及側墻44。

現有技術中，由于閃存器件結構中的所述控制柵21的尺寸較小，導致整個閃存器件結構的電阻過大，影響反應速度，致使響應時間過長。

發明內容

本發明的目的在于提供一種閃存器件結構以及制作方法，能夠形成大尺寸的控制柵，降低閃存器件的電阻，提供反應速度，降低響應時間。

為了實現上述目的，本發明提出一種閃存器件的制作方法，包括步驟：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上依次形成柵介質層、浮柵層、第一隔離層以及掩膜層；

刻蝕所述掩膜層形成第一窗口；

在所述第一窗口內側壁上依次形成控制柵和第二隔離層；

依次刻蝕第一窗口內的第一隔離層、浮柵層和柵介質層，形成第二窗口；

在第二窗口內依次形成第三氧化硅和字線；

依次刻蝕所述掩膜層、第一隔離層以及浮柵層，形成浮柵；

在所述浮柵、第一隔離層以及所述控制柵的兩側形成側墻。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，所述第一隔離層的材質為氧化硅或氧化硅-氮化硅-氧化硅組合。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，在形成第一窗口之后，形成控制柵之前，在所述第一窗口中形成第一氧化硅。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，所述第二隔離層為兩層：一層為形成在所述控制柵表面的第二氧化硅，另一層為形成在所述第二氧化硅表面的氮化硅。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，在形成第一窗口內側壁上形成控制柵和第二隔離層之后，在刻蝕第一隔離層和浮柵層形成第二窗口之前，刻蝕所述第二隔離層，暴露出所述控制柵的頂部。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，在刻蝕形成第二窗口之后，形成字線之前，在第二窗口內形成第三氧化硅，作為字線柵介質層，所述第三氧化硅形成在所述第二窗口的底部和側壁上，并且覆蓋所述第二窗口外暴露的控制柵的頂部以及所述掩膜層的上方。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，在形成字線之后，采用化學機械研磨對所述字線進行研磨，暴露出所述掩膜層的表面。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，在化學機械研磨對所述字線進行研磨之后，刻蝕所述字線，使所述字線的高度低于所述第二隔離層的高度。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，在刻蝕所述字線之后，刻蝕所述掩膜層、第一隔離層以及浮柵層之前，在所述字線的表面形成第四氧化層。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，所述第四氧化層采用熱氧化法形成。

進一步的，在刻蝕所述掩膜層為濕法刻蝕，第一隔離層以及浮柵層為各向異性刻蝕。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，在形成所述側墻之后，在所述控制柵以及字線的頂部形成自對準硅化物。

進一步的，在所述的閃存器件的制作方法中，所述柵介質層的材質為氧化層。