[發明專利]浮柵結構的制備方法

在審

• 申請號: 201410134640.1
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103943478A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 周俊;洪齊元;黃建冬
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/321
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 吳俊

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種浮柵結構的制備方法。

背景技術

隨著摩爾定律的延伸，半導體制造技術中，新技術和新工藝帶來的挑戰越來越大，具體表現在浮柵代碼型閃存（FG?NOR）制造工藝中，浮柵和有源區硅套刻對準要求越來越高。

目前，在浮柵的圖形化過程中，常規的方式是通過光刻和蝕刻形成，即先生長多晶硅，然后進行光刻和蝕刻，之后再依次生長氧化物-氮化物-氧化物（Oxdie-Nitride-Oxide，簡稱ONO）和控制柵，但隨著半導體技術的不斷更新和發展，光刻工藝中的套刻對準已經無法滿足新技術的要求，尤其是在代碼型閃存制造工藝中，光刻工藝無法滿足浮柵和有源區的套刻對準，進而影響存儲器單元的可靠性。

因此，如何找到一種實現浮柵和有源區套刻自對準的方法以提高存儲器單元的可靠性成為本領域技術人員致力研究的方向。

中國專利（公開號：CN102394243A）公開了一種自對準閃存中的浮柵結構及其制造方法。根據該發明的自對準閃存中的浮柵結構包括：襯底、布置在所述襯底上的柵極氧化層、布置在所述柵極氧化層上的未摻雜多晶硅層、以及布置在所述未摻雜多晶硅層上的摻雜多晶硅層。根據該發明的結構和方法，在修復硅蝕刻后界面的損傷的工藝的高溫制程中，未摻雜多晶硅層的氧化速度比摻雜多晶硅層慢，這樣就緩解了微笑效應。

中國專利（公開號：CN101924025A）提供一種浮柵制造方法，包括在半導體襯底的有源區表面上形成墊介質層以及氮化層；在半導體襯底的無源區內形成淺溝槽隔離，去除所述氮化層并清洗所述墊介質，對所述墊介質層進行高溫退火處理；通過所述墊介質層，在半導體襯底內進行離子注入，在半導體襯底內形成離子阱；去除所述墊介質層；在淺溝槽隔離兩側的有源區表面上形成浮柵氧化層；在所述浮柵氧化層上形成浮柵。該發明通過對墊氧化層清洗完畢后，進行退火處理，只需進行一道刻蝕去除工藝即可形成浮柵，保持了淺溝槽隔離的橫向寬度，增大了控制柵至浮柵之間的耦合比(couple?ratio)，從而有效改善外加在控制柵的電壓對存儲資料的寫入或者擦除。

上述專利均未公開本發明通過淺溝槽隔離氧化層和有源區的臺階高度差異以及對淺溝槽隔離氧化層和多晶硅層采用化學機械研磨的方式實現浮柵和有源區的自對準的技術方案。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明公開一種浮柵結構的制備方法，以克服現有技術中在代碼型閃存制造工藝中，光刻工藝無法滿足浮柵和有源區的套刻對準，進而影響存儲器單元的可靠性的問題。

為了實現上述目的，本申請記載了一種浮柵結構的制備方法，其中，包括如下步驟：

提供一半導體結構，所述半導體結構包括半導體襯底和位于所述半導體襯底上方的輔助層；

部分刻蝕所述半導體結構形成淺溝槽隔離后，繼續沉積氧化物充滿所述淺溝槽隔離，并進行平坦化工藝，形成淺溝槽隔離氧化層；

繼續去除剩余的輔助層，以在相鄰的淺溝槽隔離氧化層之間形成凹槽；

沉積多晶硅層充滿所述凹槽并覆蓋所述淺溝槽隔離氧化層的上表面后，采用化學機械研磨工藝研磨所述多晶硅層以達到預定的浮柵厚度之后停止，形成浮柵結構。

上述的浮柵結構的制備方法，其中，所述輔助層的材質為氮化硅。

上述的浮柵結構的制備方法，其中，所述多晶硅層的厚度大于所述輔助層的厚度的2倍。

上述的浮柵結構的制備方法，其中，所述制備方法還包括：采用化學機械研磨工藝將所述多晶硅層拋光至淺溝槽隔離氧化層表面后，繼續研磨以達到預定的浮柵厚度之后停止，形成浮柵結構。

上述的浮柵結構的制備方法，其中，所述浮柵結構的制備方法應用于65nm以下代碼型閃存制造工藝中。

上述的浮柵結構的制備方法，其中，還包括：去除代碼型閃存版圖中的浮柵圖形化層。

上述的浮柵結構的制備方法，其中，所述淺溝槽隔離氧化物層的材質為二氧化硅。