[發(fā)明專利]防止閃存單元控制柵極空洞的工藝制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710079389.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN106992177B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐濤;曹子貴;湯志林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/115
• 分類號(hào): H01L27/115;H01L21/77;H01L21/28
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅

一種防止閃存單元控制柵極空洞的工藝制造方法，包括：第一步驟：執(zhí)行閃存制造工藝，直到執(zhí)行完制柵極多晶硅刻蝕；第二步驟：濕法去除控制柵極氮化硅介質(zhì)層；第三步驟：執(zhí)行快速熱氧化以形成覆蓋控制柵極側(cè)墻的保護(hù)氧化膜，其中所述保護(hù)氧化膜用于防止所述重?fù)诫s控制柵極多晶硅中的磷在空氣中形成磷酸對(duì)控制柵的腐蝕；第四步驟：執(zhí)行預(yù)清洗處理，以去除所述的熱氧化膜以及有關(guān)顆粒；第五步驟：執(zhí)行高溫氧化層和氮化層沉積和蝕刻處理以形成外部柵極側(cè)墻。本發(fā)明在氮化硅濕法剝離工藝之后執(zhí)行快速熱氧化以形成覆蓋控制柵極側(cè)墻的氧化膜；該氧化膜可以防止磷在空氣中形成磷酸，從而避免引起控制柵極多晶硅腐蝕，從而最終避免形成控制柵極空洞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種防止閃存單元控制柵極空洞的工藝制造方法。

背景技術(shù)

閃存以其便捷，存儲(chǔ)密度高，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)成為非揮發(fā)性存儲(chǔ)器中研究的熱點(diǎn)。從二十世紀(jì)八十年代第一個(gè)閃存產(chǎn)品問(wèn)世以來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展和各類電子產(chǎn)品對(duì)存儲(chǔ)的需求，閃存被廣泛用于手機(jī)，筆記本，掌上電腦和U盤等移動(dòng)和通訊設(shè)備中。

閃存為一種非易變性存儲(chǔ)器，其運(yùn)作原理是通過(guò)改變晶體管或存儲(chǔ)單元的臨界電壓來(lái)控制門極通道的開關(guān)以達(dá)到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的目的，使存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)不會(huì)因電源中斷而消失，而閃存為電可擦除且可編程的只讀存儲(chǔ)器的一種特殊結(jié)構(gòu)。如今閃存已經(jīng)占據(jù)了非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的大部分市場(chǎng)份額，成為發(fā)展最快的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。

一般而言，閃存為分柵結(jié)構(gòu)或堆疊柵結(jié)構(gòu)或兩種結(jié)構(gòu)的組合。分柵式閃存由于其特殊的結(jié)構(gòu)，相比堆疊柵閃存在編程和擦除的時(shí)候都體現(xiàn)出其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，因此分柵式結(jié)構(gòu)由于具有高的編程效率，字線的結(jié)構(gòu)可以避免“過(guò)擦除”等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用尤為廣泛。

如圖2所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中的一種分柵結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器陣列中相鄰存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖，每個(gè)存儲(chǔ)單元包括襯底200，形成在襯底200中的源極280和漏極281，及位于所述襯底上的浮柵極212和控制柵極251結(jié)構(gòu)，在所述漏極281上引出有位線，在所述源極280上引出有源線290，以及位于所述源線290和位線之間的字線304。

標(biāo)準(zhǔn)工藝下的閃存工藝流程受到嚴(yán)重的擦除和編程失效的困擾，而且一些批次還會(huì)產(chǎn)生WAT(wafer acceptance test，晶片可接受性測(cè)試)失效的情況。其中，WAT指整個(gè)晶圓制作完成后，但還未封裝之前，對(duì)切割道里的測(cè)試鍵(test key)進(jìn)行測(cè)試。

基于測(cè)試結(jié)果，在某些測(cè)試下樣本顯示出了沿行方向的持續(xù)失效。基于這類測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了控制柵極的空洞，甚至在更嚴(yán)重的情況下還發(fā)現(xiàn)了不連續(xù)的控制柵極多晶硅。

由此，在本領(lǐng)域中，期望的是，能夠提供一種能夠防止閃存單元控制柵極空洞的工藝制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠防止閃存單元控制柵極空洞的工藝制造方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種防止閃存單元控制柵極空洞的工藝制造方法，包括：第一步驟：執(zhí)行閃存制造工藝，直到執(zhí)行完控制柵極多晶硅刻蝕，其中，所述控制柵極多晶硅是重?fù)诫s的多晶硅，所述重?fù)诫s的多晶硅中含有磷；第二步驟：濕法去除控制柵極氮化硅介質(zhì)層；第三步驟：執(zhí)行快速熱氧化以形成覆蓋控制柵極側(cè)墻的保護(hù)氧化膜，其中所述保護(hù)氧化膜用于防止所述重?fù)诫s的控制柵極多晶硅中的磷在空氣中形成磷酸對(duì)所述控制柵極多晶硅的腐蝕；第四步驟：執(zhí)行預(yù)清洗處理，以去除所述的保護(hù)氧化膜以及有關(guān)顆粒；第五步驟：執(zhí)行高溫氧化層和氮化層沉積和蝕刻處理以形成外部柵極側(cè)墻。

優(yōu)選地，在所述的防止閃存單元控制柵極空洞的工藝制造方法中，所述閃存單元是分柵式閃存單元。

優(yōu)選地，在所述的防止閃存單元控制柵極空洞的工藝制造方法中，所述保護(hù)氧化膜用于防止所述控制柵極多晶硅中的磷在空氣中形成磷酸。