[發(fā)明專利]分柵SONOS的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810832870.3
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109148464A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許昭昭
• 申請（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: H01L27/11568
• 分類號: H01L27/11568;H01L21/28
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

本發(fā)明公開了一種分柵SONOS的制造方法，形成ONO層后，依次淀積第一多晶硅層、氮化硅層，刻蝕氮化硅層并在其側(cè)面形成氧化層側(cè)墻，刻蝕第一多晶硅層；形成SONOS存儲管的源端，淀積第二多晶硅層，該第二多晶硅層直接和硅襯底連接，在第二多晶硅層頂部形成氧化層，濕法去除氮化硅層并再次刻蝕第一多晶硅層，熱氧化形成邏輯區(qū)晶體管柵氧化層和選擇管柵氧化層，同時(shí)在第一多晶硅層側(cè)面形成熱氧化層側(cè)墻。淀積第三多晶硅層并刻蝕，同時(shí)形成SONOS存儲管的多晶硅柵和邏輯區(qū)多晶硅柵。本發(fā)明能節(jié)省芯片面積，降低制造成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種分柵SONOS(Semiconductor-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor閃速存儲器)的制造方法。

背景技術(shù)

具有低操作電壓、更好的COMS工藝兼容性的SONOS技術(shù)被廣泛用于各種嵌入式電子產(chǎn)品如金融IC卡、汽車電子等應(yīng)用。2-T SONOS(2Transistors，兩個(gè)晶體管存儲一個(gè)比特位的數(shù)據(jù))技術(shù)由于其低功耗得到了很多應(yīng)用的青睞。但是2-T SONOS結(jié)構(gòu)與生俱來的缺點(diǎn)就是其較大的芯片面積損耗。

相對于2-T SONOS，分柵的SONOS器件更省面積。如圖1所示，現(xiàn)有的分柵SONOS在兩個(gè)選擇管之間有一接觸孔將選擇管的源端引出，為了避免光刻套偏，兩個(gè)選擇管之間的距離不能太小。因此傳統(tǒng)的方法不利于進(jìn)一步減小單個(gè)存儲單元的面積。減小該距離就能有效的節(jié)省芯片面積。

此外，現(xiàn)有的分柵SONOS的制造工藝方法中，存儲管柵刻蝕后的長度依賴于光刻精度，因此不利于存儲管柵的縮小。使用側(cè)墻氧化層定義存儲管柵的長度有利于繼續(xù)縮短存儲管的長度，進(jìn)一步減小存儲單元的面積。

現(xiàn)有的分柵SONOS的制造工藝方法中，在第二多晶硅層淀積之后(參見圖2)，需增加一塊掩模版將存儲管SONOS之間的多晶硅刻蝕掉一部分(參見圖3)。然后再通過自對準(zhǔn)刻蝕將SONOS存儲管之間的多晶硅完全去除，同時(shí)在SONOS存儲管的另一側(cè)形成選擇管多晶硅柵(參見圖4)。

圖1中，21為襯底，22為ONO層，23為存儲管多晶硅柵，24為多晶硅間氮化硅，25為選擇管柵氧化層，26為選擇管多晶硅柵，27為存儲管柵上氮化硅，28為側(cè)墻，29為輕漏極摻雜，30為源漏注入，31為接觸孔。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種分柵SONOS的制造方法，能節(jié)省芯片面積，降低制造成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的分柵SONOS的制造方法是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

步驟1、在P型硅襯底上形成ONO層，在該ONO層上依次淀積第一多晶硅層和第一氮化硅層，光刻打開，刻蝕第一氮化硅層，在打開的第一氮化硅層的開口內(nèi)淀積第一氧化層并刻蝕將第一多晶硅層暴露出來，在第一氮化硅層的開口側(cè)面經(jīng)淀積和回刻蝕形成氧化層側(cè)墻；

步驟2、以所述氧化硅側(cè)墻為屏蔽層，自對準(zhǔn)刻蝕第一多晶硅層，熱氧化在第一多晶硅層側(cè)面形成第一熱氧化層，在P型硅襯底的上端進(jìn)行離子注入形成SONOS存儲管的源端，在第一熱氧化層的側(cè)面及ONO層的上端淀積第二氧化層，自對準(zhǔn)依次回刻蝕第二氧化層、刻蝕ONO層，將已進(jìn)行離子注入的P型硅襯底暴露出來；

步驟3、在步驟2已形成的器件上端淀積第二多晶硅層，覆蓋住器件的上端面，該第二多晶硅層5用來連接SONOS存儲管的源端將其引出；

步驟4、以第一氮化硅層為停止層進(jìn)行CMP，將連接SONOS存儲管的源端的第二多晶硅層區(qū)域之外的第二多晶硅層去掉；在剩余的第二多晶硅層頂部表面形成第二熱氧化層；