[發明專利]存儲器件及其形成方法

在審

• 申請號: 202011023984.7
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112133635A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 梁啟超;田志;黃冠群
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/51;H01L29/788;H01L27/11521
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種存儲器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供一半導體襯底，所述半導體襯底上形成有隧穿氧化層和浮柵層；

至少在所述浮柵層上形成第一氧化物層；

采用第一氮化工藝，對所述第一氧化物層進行氮化處理，以使所述第一氧化物層轉換為第一氮氧化物層，所述第一氮氧化物層的介電常數高于所述第一氧化物層的介電常數；

在所述第一氮氧化物層的表面上形成氮化硅層和第二氧化物層；

采用第二氮化工藝，對所述第二氧化物層進行氮化處理，以使所述第二氧化物層轉換為第二氮氧化物層，所述第二氮氧化物層的介電常數高于所述第二氧化物層的介電常數，所述第一氮氧化物層、所述氮化硅層和所述第二氮氧化物層堆疊形成柵間介質層；

在所述柵間介質層上形成控制柵層。

2.如權利要求1所述的存儲器件的形成方法，其特征在于，所述浮柵層的厚度為至所述浮柵層用作存儲器件的電荷存儲層。

3.如權利要求1所述的存儲器件的形成方法，其特征在于，所述第一氮氧化物層和所述第二氮氧化物層的材料包括氮氧化硅和/或介電常數高于4的高K介質。

4.如權利要求1所述的存儲器件的形成方法，其特征在于，所述第一氮化工藝和所述第二氮化工藝為解耦等離子氮化工藝。

5.如權利要求1所述的存儲器件的形成方法，其特征在于，采用第一氮化工藝，對所述第一氧化物層進行氮化處理的步驟，包括：

對所述第一氧化物層執行氮離子注入，并對執行完所述氮離子注入后的第一氧化物層進行退火處理，以將摻雜有氮離子的第一氧化物層轉化為第一氮氧化物層。

6.如權利要求5所述的存儲器件的形成方法，其特征在于，在所述第一氧化物層進行氮離子摻雜時，通入的氮氣流量為5L/min，所述退火處理的溫度范圍為：1000℃～1100℃。

7.如權利要求1所述的存儲器件的形成方法，其特征在于，提供具有所述隧穿氧化層和浮柵層的半導體襯底的步驟，包括：

提供一半導體襯底，并在所述半導體襯底上形成圖案化的光刻膠層；

以所述圖案化的光刻膠層為掩膜，刻蝕所述半導體襯底，以形成用于隔離有源區的淺溝槽；

通過高深寬比填充工藝在所述淺溝槽中填充隔離介質層，以形成淺溝槽隔離結構；

去除所述圖案化的光刻膠層，并在所述半導體襯底的表面上形成隧穿氧化層和浮柵層；

對所述浮柵層進行光刻和刻蝕，以形成分立的浮柵層。

8.如權利要求1所述的存儲器件的形成方法，其特征在于，在所述柵間介質層上形成控制柵層的步驟包括：

在所述柵間介質層上覆蓋控制柵層；

對所述控制柵層、柵間介質層、浮柵層和隧穿氧化層進行刻蝕，以形成相應的存儲單元的柵極堆疊結構。

9.如權利要求8所述的存儲器件的形成方法，其特征在于，還包括：

在所述柵極堆疊結構兩側的半導體襯底中形成源極和漏極；

在所述柵極堆疊結構、源極和漏極的表面上形成層間介質層，所述層間介質層將所述柵極堆疊結構掩埋在內；

刻蝕所述柵極堆疊結構外圍的層間介質層，以形成相應的接觸孔，所述接觸孔的底部暴露出所述源極或漏極；

形成填充于所述接觸孔中的導電插塞。

10.一種采用如權利要求1-9任一種所述的形成方法制備的存儲器件，其特征在于，包括：

半導體襯底，在所述半導體襯底上形成有隧穿氧化層和浮柵層；

柵間介質層，所述柵間介質層包括依次堆疊在所述浮柵層上的所述第一氮氧化物層、所述氮化硅層和所述第二氮氧化物層；

控制柵層，形成在所述柵間介質的表面上。