[發明專利]SONOS存儲器的形成方法

在審

• 申請號: 202310634411.5
• 申請日: 2023-05-31
• 公開（公告）號: CN116568039A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 彭景淞;張可鋼
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H10B41/35
• 分類號: H10B41/35;H10B43/35
• 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: 張亞靜

本發明提供了一種SONOS存儲器的形成方法，包括：提供襯底，在襯底內形成存儲管區域有源區，在存儲管區域有源區上依次形成形成ONO層、第一多晶硅和硬掩膜層；在硬掩膜層、第一多晶硅內形成第一開口，第一開口內暴露出ONO層的表面；從第一開口向存儲管區域有源區的方向，依次刻蝕ONO層和存儲管區域有源區形成位于存儲管區域有源區內的凹槽；在凹槽的內壁形成阻擋氧化層；通過阻擋氧化層向存儲管區域有源區內注入離子，以在存儲管區域有源區內形成存儲管的源極；去除阻擋氧化層；在凹槽的內壁形成選擇管氧化層；在凹槽和第一開口內形成選擇管的柵極；刻蝕第一多晶硅，以形成存儲管的柵極。本發明能分開對存儲管和選擇管施加電壓。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其是涉及一種SONOS存儲器的形成方法。

背景技術

隨著電子產品的快速普及，閃存flash作為當今的主流存儲載體得到迅速的推廣普及，其技術也得到了迅速的發展。非揮發性存儲器(NVM)技術，從存儲介質上分主要有浮柵技術和SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)技術。

現有技術的SONOS存儲器的形成方法為：請參照圖1和圖2，首先，提供一襯底在襯底內形成相鄰的存儲管區域有源區101和淺溝槽隔離結構102，在橫截面上存儲管區域有源區101和淺溝槽隔離結構102均為條狀結構，均是沿著Y方向延升，在存儲管區域有源區101上形成一層ONO層103，ONO層103后續會作為存儲管的電荷存儲層。接著，在ONO層103的表面依次沉積一層第一多晶硅104以及硬掩膜層105。第一多晶硅104后續會刻蝕形成存儲管的柵極。硬掩膜層105是刻蝕工藝中作為掩膜使用，其材質為氮化硅。接著，請參照圖3，部分刻蝕硬掩膜層105形成一開口，開口內露出第一多晶硅104的表面。在開口內形成第一氧化層106，第一氧化層106覆蓋剩余的硬掩膜層105的側壁。接著，請參照圖4，對第一多晶硅104以及ONO層103進行刻蝕，露出存儲管區域有源區101的表面，形成一個具有初步深度的溝槽區域。接著，請參照圖5，生長隔離介質層107，比如隔離氧化層，隔離介質層107覆蓋ONO層103的側壁、第一多晶硅104的側壁和第一氧化層106。接著，刻蝕露出的存儲管區域有源區101，停止在存儲管區域有源區101的內部。形成第二氧化層108覆蓋存儲管區域有源區101的內壁和隔離介質層107，第二氧化層108會形成溝槽。接著，請參照圖5，形成氮化硅犧牲層109覆蓋第二氧化層108的內壁。接著，請參照圖6，刻蝕氮化硅犧牲層109，保留溝槽側壁的犧牲介質層，露出第二氧化層108的表面。從露出第二氧化層108向存儲管區域有源區101內進行離子注入，以形成存儲管的源極110，接著，刻蝕溝槽底部的存儲管區域有源區101表面的第二氧化層108，露出存儲管區域有源區101的表面，相當于露出存儲管的源極110的表面，剩余的第二氧化層108作為柵極氧化層。接著，請參照圖7，去除剩余的氮化硅犧牲層109，氮化硅犧牲層109去除之后，溝槽內壁的第二氧化層108露出。接著，在溝槽內填充第二多晶硅111，第二多晶硅111填充滿溝槽，在橫截面上第二多晶硅111的延升方向沿著X方向延升，并且橫跨在淺溝槽隔離結構102上，X方向和Y方向相互垂直，如圖8。最后，完成剩余工藝。

然而，在現有技術SONOS存儲器的形成方法中，第二多晶硅111作為選擇管的柵極，第二多晶硅111和存儲管的源極110是連通的，第二多晶硅111所以存儲管的源極110和選擇管的柵極共用一根多晶硅，不能獨立地對存儲管和選擇管施加電壓。并且，在制造過程中，存儲管區域有源區101表面的第二氧化層108需要被部分刻蝕掉，此時，為了保護側壁的第二氧化層108，需要使用氮化硅犧牲層109對側壁的第二氧化層108進行保護，工藝很復雜。進一步的，在濕法去除氮化硅犧牲層109的時候，也會損傷第二氧化層108，即損傷柵極氧化層。

發明內容

本發明的目的在于提供一種SONOS存儲器的形成方法，可以使得存儲管的源極和選擇管的柵極是分開的，從而，可以單獨對存儲管和選擇管施加電壓。并且，不需要借助氮化硅犧牲層，減少工藝步驟，還可以保護柵極氧化層。