[發明專利]閃存器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201310745691.3
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN104752358B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 寧先捷
• 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;H01L27/115;H01L27/11521;H01L29/423
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種閃存器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有若干平行排布的浮柵層，相鄰浮柵層之間具有第一開口，所述浮柵層包括隧穿氧化層和位于隧穿氧化層上的第一多晶硅層，所述半導體襯底包括若干平行的第一區域以及位于第一區域一端的第二區域，每個浮柵層覆蓋半導體襯底的第一區域和第二區域；

在所述第一開口的側壁和底部表面以及浮柵層的表面形成控制柵介質層；

在所述控制柵介質層上形成第二多晶硅層，所述第二多晶硅層填充滿浮柵層之間的第一開口；

刻蝕第二區域的第二多晶硅層和控制柵介質層，形成暴露出第二區域的第一多晶硅層的第二開口；

在第二多晶硅層上形成第三多晶硅層，所述第三多晶硅層填充滿所述第二開口，其中，所述第一區域的第三多晶硅層的表面與所述第二區域的第三多晶硅層的表面齊平，以減小后續刻蝕步驟中所述第一區域和所述第二區域刻蝕的差異性；

沿與浮柵層排布的方向垂直的方向，刻蝕去除第二區域的第二開口兩側和第一區域的部分第三多晶硅層、第二多晶硅層、控制柵介質層、第一多晶硅層，在半導體襯底的第一區域的隧穿氧化層上形成浮柵、位于浮柵上的控制柵介質層、位于控制柵介質層上的控制柵，在半導體襯底的第二區域的隧穿氧化層上形成選擇柵。

2.如權利要求1所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，所述浮柵層的形成過程為：在所述半導體襯底上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層中具有若干平行分布的第三開口，所述第三開口暴露出半導體襯底的表面；以所述硬掩膜層為掩膜，沿第三開口刻蝕所述半導體襯底，在半導體襯底內形成溝槽；在所述第三開口和溝槽內填充滿隔離材料，所述隔離材料的表面與硬掩膜層的表面齊平；去除所述硬掩膜層，形成第四開口，第四開口暴露出半導體襯底表面；在第四開口底部的半導體襯底上形成隧穿氧化層；在所述隧穿氧化層上形成第一多晶硅層，第一多晶硅層填充滿第四開口，第一多晶硅層和隧穿氧化層構成浮柵層；去除相鄰浮柵層之間的部分隔離材料，形成第一開口，第一開口底部剩余的隔離材料構成隔離結構。

3.如權利要求2所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材料為SiN、SiON、SiCN或SiC中的一種或幾種。

4.如權利要求2所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層的厚度為1000～2000埃。

5.如權利要求2所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，所述第一多晶硅層的形成過程為：形成覆蓋所述隔離材料和填充第四開口的第一多晶硅材料層；平坦化所述第一多晶硅材料層，以隔離材料層表面為停止層，在第四開口內形成第一多晶硅層。

6.如權利要求2所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材料與隔離材料的材料不相同。

7.如權利要求1所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，所述第一多晶硅層的厚度為200～800埃。

8.如權利要求1所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，所述第二多晶硅層的厚度為200～800埃。

9.如權利要求1所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，所述第三多晶硅層的厚度為600～2500埃。

10.如權利要求1所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，所述控制柵介質層為氧化硅層、氮化硅層和氧化硅層的三層堆疊結構。

11.如權利要求1所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，刻蝕第二區域的第二多晶硅層和控制柵介質層形成第二開口的工藝為各向異性的干法刻蝕。

12.如權利要求1所述的閃存器件的形成方法，其特征在于，還包括：在所述控制柵和選擇柵兩側的半導體襯底內形成源區或漏區。