[發明專利]非易失性存儲器件的形成方法

在審

• 申請號: 201410077175.2
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN104900594A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 曹恒;金龍燦;楊海玩;仇圣棻
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/8247
• 分類號: H01L21/8247;H01L21/28
• 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

1.一種非易失性存儲器件的形成方法，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硬掩膜層，所述硬掩膜層中具有若干第一開口，第一開口暴露出半導體襯底的表面；

沿第一開口刻蝕所述半導體襯底，在半導體襯底中形成若干凹槽；

在第一開口和凹槽中填充滿隔離材料，形成淺溝槽隔離結構；

去除所述硬掩膜層，在相鄰淺溝槽隔離結構之間形成第二開口，第二開口暴露出半導體襯底；

對第二開口底部的半導體襯底進行氮元素注入；

在進行氮元素注入后的半導體襯底上形成浮柵氧化層；

在所述浮柵氧化層上形成浮柵。

2.如權利要求1所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，第二開口底部的半導體襯底中的氮元素的濃度分布：第二開口底部的半導體襯底中間區域的氮元素濃度大于邊緣區域的氮元素的濃度。

3.如權利要求1或2所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，所述氮元素注入的能量為0～5kev，氮元素注入的劑量為1E12～1E15atom/cm²。

4.如權利要求2所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，所述氮元素注入為無掩膜、無角度注入。

5.如權利要求1所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，所述淺溝槽隔離結構的形成過程為：形成覆蓋所述硬掩膜層表面的隔離材料層，所述隔離材料填充滿第一開口和凹槽；化學機械研磨工藝平坦化所述隔離材料層，以硬掩膜層的表面為停止層，形成淺溝槽隔離結構。

6.如權利要求1所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層為單層或多層堆疊結構。

7.如權利要求6所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層為雙層堆疊結構，所述雙層堆疊結構包括位于半導體襯底上的第一掩膜層和位于第一掩膜層上的第二掩膜層。

8.如權利要求6所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，所述第一掩膜層和第二掩膜層的材料不相同，所述第二掩膜層與隔離材料的材料不相同。

9.如權利要求8所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，所述第一掩膜層的材料為氧化硅，第二掩膜層的材料為氮化硅，隔離材料為氧化硅。

10.如權利要求8所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，去除所述第二掩膜層，形成第二開口。

11.如權利要求10所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，去除第二掩膜層的工藝為濕法刻蝕。

12.如權利要求10所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，在氮元素離子注入后，去除所述第一掩膜層。

13.如權利要求12所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，去除所述第一掩膜層的工藝為濕法刻蝕。

14.如權利要求1所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，所述浮柵氧化層的形成工藝為熱氧化。

15.如權利要求1所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，所述浮柵的形成過程為：形成覆蓋所述淺溝槽隔離結構并填充第二開口的第一多晶硅層；以淺溝槽隔離結構的表面為停止層，平坦化所述第一多晶硅層，在第二開口中形成浮柵。

16.如權利要求15所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，還包括：在所述浮柵上形成控制柵介質層；在控制柵介質層上形成控制柵。

17.如權利要求16所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，在形成控制柵介質層之前，還包括：回刻蝕所述淺溝槽隔離結構，使得剩余的淺溝槽隔離結構與半導體襯底的表面齊平。

18.如權利要求16所述的非易失性存儲器件的形成方法，其特征在于，所述控制柵介質層為氧化硅層-氮化硅層-氧化硅層的三層堆疊結構。