[發明專利]半導體器件的形成方法

在審

• 申請號: 201410367326.8
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN105304572A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 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: H01L21/8247
• 分類號: H01L21/8247
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 應戰;駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制作領域技術，特別涉及一種半導體器件的形成方法。

背景技術

在目前的半導體產業中，集成電路產品主要可分為三大類型：邏輯晶體管、存儲器件和模擬電路，其中存儲器件在集成電路產品中占了相當大的比例。

在存儲器件中，近年來快閃存儲器(flashmemory，簡稱閃存)的發展尤為迅速。它的主要特點是在不加電的情況下能長期保持存儲的信息，具有集成度高、較快的存取速度、易于擦除和重寫等多項優點，因而在微機、自動化控制等多項領域得到了廣泛的應用。快閃存儲器至少包括存儲晶體管，還可以包括選擇晶體管。

隨著半導體技術發展，對快閃存儲器進行更為廣泛的應用，需要將快閃存儲器與其他器件同時形成在一個芯片上，以形成嵌入式半導體器件。例如將快閃存儲器內嵌置于中央處理器中，則需要使快閃存儲器與嵌入的中央處理器平臺進行兼容，并且保持原有的快閃存儲器的規格及對應的電學性能。

對于嵌入式半導體器件來說，所述嵌入式半導體器件通常包括邏輯區、高壓電路區、存儲區，邏輯區為形成有邏輯晶體管的區域，高壓電路區為形成有高壓晶體管的區域，存儲區為形成有存儲晶體管的區域，存儲區還可以形成有選擇晶體管。

然而，現有技術形成的嵌入式半導體器件的電學性能有待提高。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體器件的形成方法，避免當邏輯晶體管的有源區尺寸大于存儲晶體管的有源區尺寸時，對待形成邏輯晶體管的襯底造成刻蝕，提高半導體器件的電學性能。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體器件的形成方法，包括：提供包括第一區域和第二區域的襯底，所述襯底內形成有隔離結構，所述隔離結構頂部表面高于襯底表面，第一區域相鄰隔離結構之間具有第一開口，第二區域相鄰隔離結構之間具有第二開口，且所述第一開口尺寸大于第二開口尺寸，在第一開口內形成有填充滿所述第一開口的填充層，所述填充層頂部與第一區域隔離結構頂部齊平；形成填充滿所述第二開口的浮柵導電層，所述浮柵導電層還覆蓋于隔離結構頂部表面以及填充層頂部表面；采用化學機械拋光工藝，去除高于所述隔離結構表面以及填充層表面的浮柵導電層，使第二區域的隔離結構頂部表面與浮柵導電層頂部表面齊平，且第一區域和第二區域的隔離結構頂部表面齊平；去除所述填充層；在所述第一區域和第二區域隔離結構表面、以及第二區域的浮柵導電層表面形成柵間介質層；去除所述第一區域的柵間介質層，直至暴露出第一區域襯底表面。

可選的，形成所述隔離結構的工藝步驟包括：在所述第一區域和第二區域襯底表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有開口，且第一區域相鄰開口之間的距離大于第二區域相鄰開口之間的距離；以所述第一掩膜層為掩膜刻蝕去除部分厚度的襯底，在第一區域和第二區域襯底內形成溝槽；形成填充滿所述溝槽和開口的介質層，所述介質層還位于第一掩膜層表面；去除高于第一掩膜層表面的介質層，形成隔離結構。

可選的，去除所述第二區域的第一掩膜層，保留第一區域的第一掩膜層作為填充層。

可選的，所述填充層的材料為氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅或碳化硅。

可選的，去除第二區域的第一掩膜層的工藝步驟包括：在所述第一區域的第一掩膜層表面形成第二掩膜層，且刻蝕工藝對第一掩膜層的刻蝕速率大于對第二掩膜層的刻蝕速率；以所述第二掩膜層為掩膜，刻蝕去除第二區域的第一掩膜層；去除所述第二掩膜層。

可選的，所述第二掩膜層的材料為氧化硅或光刻膠。

可選的，所述第一掩膜層的厚度為1000埃至2000埃，所述第二掩膜層的厚度為50埃至100埃。

可選的，采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除第二區域的第一掩膜層，濕法刻蝕的刻蝕液體為磷酸溶液。

可選的，所述第二掩膜層的材料為氧化硅時，采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除所述第二掩膜層，濕法刻蝕的刻蝕液體為氫氟酸溶液。

可選的，采用化學機械拋光工藝，去除第一區域部分厚度的隔離結構和填充層，使第一區域和第二區域的隔離結構頂部表面齊平。

可選的，在形成所述柵間介質層之前或之后，刻蝕去除所述填充層。

可選的，還包括步驟：在形成所述隔離結構之前，在第一區域和第二區域襯底表面形成隧穿介質層，第一掩膜層位于隧穿介質層表面。

可選的，還包括步驟：在去除第二區域的第一掩膜層后，在第二區域襯底表面形成隧穿介質層。

可選的，在形成所述柵介質層之前，還包括步驟：刻蝕去除第一區域和第二區域部分厚度的隔離結構，暴露出浮柵導電層部分側壁。