專利名稱：改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法
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)明涉及一種改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法。
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。隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)存儲(chǔ)器擦除及編程性能有著越來(lái)越高的要求，從而希望能夠提供一種更好地改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法。

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，提供一種能夠改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法，其包括疊層形成步驟，用于在襯底上依次形成柵極氧化物層、浮柵多晶硅層和氮化硅層；氮化硅光刻步驟，用于在氮化硅層上布置光刻膠并對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻；氮化硅刻蝕步驟，用于利用光刻后的光刻膠對(duì)氮化硅層進(jìn)行刻蝕，從而露出浮柵多晶硅層的分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域及其中間區(qū)域；注入步驟，用于以氮化硅層為掩膜對(duì)分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域進(jìn)行傾斜離子注入，從而使浮柵尖端形成區(qū)域的多晶硅刻蝕速率大于中間區(qū)域的多晶硅；浮柵多晶硅坡度刻蝕步驟，用于對(duì)浮柵多晶硅進(jìn)行各向同性的刻蝕。優(yōu)選地，所述改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法還包括浮柵側(cè)墻淀積步驟，用于沉積浮柵側(cè)墻層；浮柵側(cè)墻刻蝕步驟，用于對(duì)浮柵側(cè)墻層進(jìn)行刻蝕，從而在凹槽的側(cè)壁上形成浮柵側(cè)壁；浮柵側(cè)墻濕法蝕刻步驟，用于對(duì)浮柵側(cè)墻進(jìn)行濕法蝕刻；浮柵多晶硅蝕刻步驟，用于浮柵多晶硅層的凹槽區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步刻蝕，從而刻蝕掉中間區(qū)域的浮柵多晶娃。優(yōu)選地，所述傾斜離子注入包括分別形成第一注入?yún)^(qū)和第二注入?yún)^(qū)的第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入，并且第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入相對(duì)于豎直方向?qū)ΨQ布置，由此使得分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域中形成的第一注入?yún)^(qū)和第二注入?yún)^(qū)對(duì)稱布置。優(yōu)選地，第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入均與豎直方向成合適的角度。優(yōu)選地，第一傾斜離子注入Al和第二傾斜離子注入A2均與豎直方向成45°。優(yōu)選地，第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入的注入離子和注入能量相同。優(yōu)選地，第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入的注入離子為能加快刻蝕速率的離子。與現(xiàn)有技術(shù)的分柵存儲(chǔ)器制造過(guò)程制成的分柵存儲(chǔ)器單元相比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法制成的分柵存儲(chǔ)器單元的尖端形成區(qū)域的多晶硅厚度較小可降低浮柵尖端的高度，從而改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能，中間區(qū)域較厚的多晶硅則可降低在浮柵多晶硅刻蝕步驟時(shí)襯底被侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)。


結(jié)合附圖，并通過(guò)參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對(duì)本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中圖I至圖7示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分柵存儲(chǔ)器制造過(guò)程的各個(gè)步驟。圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法的注入步驟。圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法的浮柵多晶硅坡度蝕刻步驟。圖10示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分柵存儲(chǔ)器制造過(guò)程制成的分柵存儲(chǔ)器單元與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法制成的分柵存儲(chǔ)器單元的對(duì)比。需要說(shuō)明的是，附圖用于說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號(hào)。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。為了清楚地解釋本發(fā)明，首先參考圖I至圖7來(lái)描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分柵存儲(chǔ)器制造過(guò)程的各個(gè)步驟；具體地，依次執(zhí)行如下步驟疊層形成步驟，用于在襯底I上依次形成柵極氧化物層2、浮柵多晶硅層3和氮化娃層4,如圖I所示；氮化硅光刻步驟，用于在氮化硅層4上布置光刻膠5并對(duì)光刻膠5進(jìn)行光刻，如圖2所示；氮化硅刻蝕步驟，用于利用光刻后的光刻膠5對(duì)氮化硅層4進(jìn)行刻蝕，從而露出浮柵多晶硅層3的分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域及其中間區(qū)域，如圖3所示；浮柵多晶硅坡度蝕刻步驟，用于對(duì)浮柵多晶硅層3進(jìn)行坡度蝕刻，從而在浮柵多晶硅層3中形成具有坡度的凹槽，如圖4所示；
浮柵側(cè)墻淀積步驟，用于沉積浮柵側(cè)墻層6，如圖5所示；浮柵側(cè)墻刻蝕步驟，用于對(duì)浮柵側(cè)墻層6進(jìn)行刻蝕，從而在凹槽的側(cè)壁上形成浮柵側(cè)壁(如圖6的61和62所示)；浮柵多晶硅蝕刻步驟，用于浮柵多晶硅層3的凹槽區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步刻蝕，從而刻蝕掉中間區(qū)域的浮柵多晶硅，如圖7所示。與上述現(xiàn)有技術(shù)相對(duì)比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法包括疊層形成步驟，用于在襯底I上依次形成柵極氧化物層2、浮柵多晶硅層3和氮化娃層4,如圖I所示；氮化硅光刻步驟，用于在氮化硅層4上布置光刻膠5并對(duì)光刻膠5進(jìn)行光刻，如圖2所示；氮化硅刻蝕步驟，用于利用光刻后的光刻膠5對(duì)氮化硅層4進(jìn)行刻蝕，從而露出浮柵多晶硅層3的分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域及其中間區(qū)域，如圖3所示；注入步驟，用于以氮化硅層4為掩膜對(duì)分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域進(jìn)行傾斜離子注入Al和A2，從而使浮柵尖端形成區(qū)域的多晶硅刻蝕速率大于中間區(qū)域的多晶硅；如圖8所示；其中，所述傾斜離子注入Al和A2包括分別形成第一注入?yún)^(qū)BI和第二注入?yún)^(qū)B2的第一傾斜離子注入Al和第二傾斜離子注入A2，并且第一傾斜離子注入Al和第二傾斜離子注入A2相對(duì)于豎直方向?qū)ΨQ布置，由此使得分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域中形成的第一注入?yún)^(qū)BI和第二注入?yún)^(qū)B2對(duì)稱布置。優(yōu)選地，第一傾斜離子注入Al和第二傾斜離子注入A2均與豎直方向成合適的角度。進(jìn)一步優(yōu)選地，第一傾斜離子注入Al和第二傾斜離子注入A2均與豎直方向成45°。優(yōu)選地，第一傾斜離子注入Al和第二傾斜離子注入A2的注入離子和注入能量相同；進(jìn)一步優(yōu)選地，第一傾斜離子注入Al和第二傾斜離子注入A2的注入離子為能加快刻蝕速率的尚子。浮柵多晶硅坡度刻蝕步驟，用于對(duì)浮柵多晶硅進(jìn)行各向同性的刻蝕，由于尖端形成區(qū)域的刻蝕速率大于中間區(qū)域，使得尖端形成區(qū)域的多晶硅厚度較小，而中間區(qū)域則保留有較厚的多晶娃，如圖9所不。此后，可以如現(xiàn)有技術(shù)那樣執(zhí)行后續(xù)步驟，具體地說(shuō)，可以執(zhí)行下述步驟浮柵側(cè)墻淀積步驟，用于沉積浮柵側(cè)墻層6 ；浮柵側(cè)墻刻蝕步驟，用于對(duì)浮柵側(cè)墻層6進(jìn)行刻蝕，從而在凹槽的側(cè)壁上形成浮柵側(cè)壁；浮柵側(cè)墻濕法蝕刻步驟，用于對(duì)浮柵側(cè)墻進(jìn)行濕法蝕刻；浮柵多晶硅蝕刻步驟，用于浮柵多晶硅層3的凹槽區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步刻蝕，從而刻蝕掉中間區(qū)域的浮柵多晶硅。圖10示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分柵存儲(chǔ)器制造過(guò)程制成的分柵存儲(chǔ)器單元與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法制成的分柵存儲(chǔ)器單元的對(duì)比。由于注入離子增大了刻蝕速率，所以，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法制成的分柵存儲(chǔ)器單元的浮柵20的靠近字線10的尖部40高度較小。
與現(xiàn)有技術(shù)的分柵存儲(chǔ)器制造過(guò)程制成的分柵存儲(chǔ)器單元相比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法制成的分柵存儲(chǔ)器單元的尖端形成區(qū)域的多晶硅厚度較小可降低浮柵尖端的高度，從而改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能，中間區(qū)域較厚的多晶娃則可降低在浮柵多晶娃刻蝕步驟時(shí)襯底被侵蝕(substrate pitting)的風(fēng)險(xiǎn)。而且，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法中，除了注入步驟之外，其它步驟均可集成在分柵存儲(chǔ)器的原有制、造步驟中，從而不會(huì)增加新的掩膜，不會(huì)增加成本。此外，需要說(shuō)明的是，除非特別說(shuō)明或者指出，否則說(shuō)明書中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說(shuō)明書中的各個(gè)組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個(gè)組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等?？梢岳斫獾氖?，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法，其特征在于包括 疊層形成步驟，用于在襯底上依次形成柵極氧化物層、浮柵多晶硅層和氮化硅層； 氮化硅光刻步驟，用于在氮化硅層上布置光刻膠并對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻； 氮化硅刻蝕步驟，用于利用光刻后的光刻膠對(duì)氮化硅層進(jìn)行刻蝕，從而露出浮柵多晶硅層的分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域及其中間區(qū)域； 注入步驟，用于以氮化硅層為掩膜對(duì)分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域進(jìn)行傾斜離子注入，從而使浮柵尖端形成區(qū)域的多晶硅刻蝕速率大于中間區(qū)域的多晶硅； 浮柵多晶硅坡度刻蝕步驟，用于對(duì)浮柵多晶硅進(jìn)行各向同性的刻蝕。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法，其特征在于還包括 浮柵側(cè)墻淀積步驟，用于沉積浮柵側(cè)墻層； 浮柵側(cè)墻刻蝕步驟，用于對(duì)浮柵側(cè)墻層進(jìn)行刻蝕，從而在凹槽的側(cè)壁上形成浮柵側(cè)壁； 浮柵側(cè)墻濕法蝕刻步驟，用于對(duì)浮柵側(cè)墻進(jìn)行濕法蝕刻； 浮柵多晶硅蝕刻步驟，用于浮柵多晶硅層的凹槽區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步刻蝕，從而刻蝕掉中間區(qū)域的浮柵多晶硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法，其特征在于，所述傾斜離子注入包括分別形成第一注入?yún)^(qū)和第二注入?yún)^(qū)的第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入，并且第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入相對(duì)于豎直方向?qū)ΨQ布置，由此使得分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域中形成的第一注入?yún)^(qū)和第二注入?yún)^(qū)對(duì)稱布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法，其特征在于，第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入均與豎直方向成合適的角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法，其特征在于，第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入均與豎直方向成45°。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法，其特征在于，第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入的注入離子和注入能量相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法，其特征在于，第一傾斜離子注入和第二傾斜離子注入的注入離子為能加快刻蝕速率的離子。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法。改進(jìn)分柵存儲(chǔ)器的擦除及編程性能的方法包括疊層形成步驟，用于在襯底上依次形成柵極氧化物層、浮柵多晶硅層和氮化硅層；氮化硅光刻步驟，用于在氮化硅層上布置光刻膠并對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻；氮化硅刻蝕步驟，用于對(duì)氮化硅層進(jìn)行刻蝕，從而露出浮柵多晶硅層的分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域及其中間區(qū)域；注入步驟，用于以氮化硅層為掩膜對(duì)分柵存儲(chǔ)器的浮柵尖端形成區(qū)域進(jìn)行傾斜離子注入，從而使浮柵尖端形成區(qū)域的多晶硅刻蝕速率大于中間區(qū)域的多晶硅；浮柵多晶硅坡度刻蝕步驟，用于對(duì)浮柵多晶硅進(jìn)行各向同性的刻蝕。
文檔編號(hào)H01L21/28GK102983080SQ20121057703
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者李冰寒 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司