[發明專利]半導體器件結構、閃存器件的制作方法

有效

• 申請號: 202011282736.4
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112397391B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 丁浩;熊偉;張超然;陳華倫
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/788
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 羅雅文

本申請公開了一種半導體器件結構、閃存器件的制作方法，涉及半導體制造領域。該閃存器件的制作方法包括：在襯底上依次形成隧穿氧化層、浮柵層、ONO結構、控制柵層；在控制柵層表面形成氮化硅層；在氮化硅層中形成柵極窗口；在柵極窗口內形成字線限位側墻；去除柵極窗口下方未被字線限位側墻覆蓋的控制柵層、ONO結構、浮柵層、隧穿氧化層，并形成字線結構；對字線多晶硅的頂部進行回刻蝕，令刻蝕后的字線多晶硅頂部低于字線限位側墻的頂部且高于字線側墻；通過CVD工藝沉積字線保護氧化層，并進行CMP處理；解決了源漏自對準刻蝕后字線表面存在大量缺陷的問題；達到了改善字線多晶硅頂部的均勻性，提高閃存器件性能的效果。

技術領域

本申請涉及半導體制造領域，具體涉及一種半導體器件結構、閃存器件的制作方法。

背景技術

閃存器件作為一種非易失性半導體存儲器件，具有高速、高密度、斷電后仍能保持數據的特點，被廣泛應用于手機、筆記本電腦、U盤等各類電子產品中。

在嵌入式閃存的工藝制程中，形成字線結構之后，進行字線結構外側控制柵的刻蝕之前，會在字線多晶硅的頂部形成氧化硅層，利用氧化硅層在控制柵刻蝕過程中，對字線多晶硅進行保護。

然而，在傳統字線多晶硅氧化工藝中，字線多晶硅由于不同晶向的氧化速率不同，以及氧化的橫向膨脹而受到字線多晶硅兩側氧化層的擠壓，頂部會出現隆起現象，令字線多晶硅頂部的氧化層的均勻性差。經過源漏自對準刻蝕之后，字線多晶硅頂部氧化層薄的地方，因氧化層被刻穿而傷到字線多晶硅，字線多晶硅頂部氧化層厚的地方會有氧化物殘留，導致字線多晶硅頂部會存在大量缺陷，影響后續工藝中金屬硅化物的生長。

發明內容

為了解決相關技術中的問題，本申請提供了一種半導體器件結構、閃存器件的制作方法。

第一方面，本申請實施例提供了一種閃存器件的制作方法，該方法包括：

在襯底上依次形成隧穿氧化層、浮柵層、ONO結構、控制柵層；

在控制柵層表面形成氮化硅層；

通過光刻和刻蝕工藝在氮化硅層中形成柵極窗口；

在氮化硅層的柵極窗口內形成兩個字線限位側墻；

去除柵極窗口下方未被字線限位側墻覆蓋的控制柵層、ONO結構、浮柵層、隧穿氧化層，并形成字線結構，字線結構包括字線側墻和字線多晶硅；

對字線多晶硅的頂部進行回刻蝕，令刻蝕后的字線多晶硅頂部低于字線限位側墻的頂部且高于字線側墻；

通過CVD工藝沉積字線保護氧化層，并進行CMP處理。

可選的，通過CVD工藝沉積字線保護氧化層，并進行CMP處理之后，該方法還包括：

通過熱爐管在襯底表面形成一層氮化硅。

可選的，對字線多晶硅的頂部進行回刻蝕，包括：

利用包含HBr和O₂的刻蝕氣體對字線多晶硅的頂部進行回刻蝕；

刻蝕氣體對多晶硅的刻蝕速率大于刻蝕氣體對氮化硅和氧化硅的刻蝕速率。

可選的，利用熱爐管生長氮化硅的工藝溫度為760℃。

可選的，ONO結構由氧化層、氮化硅層、氧化層堆疊構成。

第二方面，本申請實施例提供了一種半導體器件結構，包括襯底、隧穿氧化層、浮柵層、ONO結構、控制柵層；

隧穿氧化層位于襯底的表面，浮柵層位于隧穿氧化層的表面，ONO結構位于浮柵層的表面，控制柵層位于ONO結構的表面；

字線多晶硅的下段設置在浮柵層、ONO結構、控制柵層之間；