本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法。

背景技術(shù)：

nand閃存是一種比硬盤驅(qū)動器更好的存儲方案，由于nand閃存以頁為單位讀寫數(shù)據(jù)，所以適合于存儲連續(xù)的數(shù)據(jù)，如圖片、音頻或其他文件數(shù)據(jù)；同時因其成本低、容量大且寫入速度快、擦除時間短的優(yōu)點在移動通訊裝置及便攜式多媒體裝置的存儲領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前，為了提高nand閃存的容量，需要在制備過程中提高nand閃存的集成密度。

在所述nand閃存制備過程中，首先形成浮柵結(jié)構(gòu)以及位于所述浮柵結(jié)構(gòu)之間的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，然后執(zhí)行存儲單元打開(cellopen,copen)的步驟，所述copen步驟包括：干法蝕刻去除部分所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中的氧化物，以露出所述浮柵結(jié)構(gòu)的部分側(cè)壁，以及ono介質(zhì)層沉積前的預(yù)清洗，以便后續(xù)制備的ono介質(zhì)層和控制柵極能和所述浮柵結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的接觸，避免由于器件尺寸減小引起接觸不穩(wěn)定的情況。

然而當(dāng)nand閃存單元的尺寸縮小到2xnm以下時，copen步驟總是遭遇氧化物在浮柵的側(cè)壁上殘留的問題，如圖1中左圖所示，氧化物殘留的存在對控制柵極和浮柵之間的接觸造成負(fù)面影響，造成上述問題的主要原因是：單元有源區(qū)aa與單元有源區(qū)aa之間的間隔太小，使得蝕刻不能腐蝕側(cè)壁上所有的氧化物，而對于3xnmnand很少遇到這些問題，如圖1中右圖所示。

現(xiàn)有的copen制程中執(zhí)行干法蝕刻工藝時，產(chǎn)生大量的聚合物保護(hù)浮柵的側(cè)壁免于受到損傷，在ono介電層沉積前，往往通過稀釋的氫氟酸(dhf)預(yù)清洗去除浮柵表面上的自然氧化層，然而對于現(xiàn)有的2xnmnand閃存，ono前的預(yù)清洗不能完全去除浮柵側(cè)壁上 的氧化物。

因此，鑒于上述問題的存在，有必要提出一種新的半導(dǎo)體器件的制造方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有若干浮柵結(jié)構(gòu)，在相鄰的所述浮柵結(jié)構(gòu)之間形成有向下延伸至所述半導(dǎo)體襯底中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；

回蝕刻去除所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中的部分隔離材料，以形成凹槽，露出所述浮柵結(jié)構(gòu)的部分側(cè)壁；

對所述凹槽中暴露的所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中的隔離材料進(jìn)行離子注入，以在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的隔離材料中形成具有較高濕法蝕刻速率的離子注入層，其中，所述離子注入層的濕法蝕刻速率大于所述隔離材料的濕法蝕刻速率；

進(jìn)行濕法清洗，以去除所述離子注入層。

可選地，所述隔離材料包括氧化物。

可選地，所述離子注入的離子為va族重金屬元素。

可選地，所述離子注入的離子為砷離子。

可選地，所述濕法清洗為軟蝕刻。

可選地，所述離子注入包括注入方向與所述半導(dǎo)體襯底的表面垂直方向具有夾角的傾斜離子注入和注入方向與所述半導(dǎo)體襯底的表面垂直的垂直離子注入。

可選地，所述離子注入的注入能量較低，以使所述離子注入層位于所述隔離材料的表面較淺的區(qū)域。

可選地，選用地毯式干法蝕刻去除所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中的部分 隔離材料。

可選地，形成所述浮柵結(jié)構(gòu)和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的方法包括：

提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成浮柵層和掩膜層；

圖案化所述掩膜層、所述浮柵層和所述半導(dǎo)體襯底，以形成若干相互隔離的浮柵結(jié)構(gòu)以及位于所述浮柵結(jié)構(gòu)之間的淺溝槽；

在所述淺溝槽中填充隔離材料，以形成所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；

去除所述掩膜層。

可選地，所述回蝕刻之后，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中的隔離材料在所述浮柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的部分的厚度比其它部分厚。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，在對淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的隔離材料進(jìn)行回蝕刻后，增加對隔離材料進(jìn)行砷離子注入的步驟，以破壞隔離材料硅氧鍵，提高濕法蝕刻對于隔離材料的蝕刻速率，因此，本發(fā)明的方法有效去除了殘留于浮柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的氧化物，提高了器件的良率和性能。

附圖說明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1示出了現(xiàn)有的2xnmnand(左圖)和3xnmnand(右圖)的掃描電鏡圖；

圖2a至圖2d示出了本發(fā)明一具體實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法依次實施所獲得結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖3示出了本發(fā)明一具體實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避 免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。

應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關(guān)系術(shù)語例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向為在其它元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語相應(yīng)地被解釋。

在此使用的術(shù)語的目的僅在于描述具體實施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說明書中使用時，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多其 它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項目的任何及所有組合。

這里參考作為本發(fā)明的理想實施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的橫截面圖來描述發(fā)明的實施例。這樣，可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或容差導(dǎo)致的從所示形狀的變化。因此，本發(fā)明的實施例不應(yīng)當(dāng)局限于在此所示的區(qū)的特定形狀，而是包括由于例如制造導(dǎo)致的形狀偏差。例如，顯示為矩形的注入?yún)^(qū)在其邊緣通常具有圓的或彎曲特征和/或注入濃度梯度，而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元改變。同樣，通過注入形成的埋藏區(qū)可導(dǎo)致該埋藏區(qū)和注入進(jìn)行時所經(jīng)過的表面之間的區(qū)中的一些注入。因此，圖中顯示的區(qū)實質(zhì)上是示意性的，它們的形狀并不意圖顯示器件的區(qū)的實際形狀且并不意圖限定本發(fā)明的范圍。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的制造方法，以便闡釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。

下面，參考圖2a至圖2d以及圖3對本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法進(jìn)行描述。其中，圖2a至圖2d示出了本發(fā)明一具體實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法依次實施所獲得結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖3示出了本發(fā)明一具體實施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。

首先，執(zhí)行步驟s301，提供半導(dǎo)體襯底200，在所述半導(dǎo)體襯底200上形成有若干浮柵結(jié)構(gòu)201，在相鄰的所述浮柵結(jié)構(gòu)201之間形成有向下延伸至所述半導(dǎo)體襯底200中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)202，如圖2a所示。

其中，所述半導(dǎo)體襯底200可以是以下所提到的材料中的至少一種：硅、絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)等。

在一個示例中，形成所述浮柵結(jié)構(gòu)201和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)202的方法包括以下步驟a1至a4：

進(jìn)行步驟a1，在所述半導(dǎo)體襯底上形成浮柵層、掩膜層。

具體地，在所述半導(dǎo)體襯底上形成浮柵層，所述浮柵層可以選用多晶硅層，以在后續(xù)的步驟中形成浮柵結(jié)構(gòu)。

其中所述掩膜層可以選用硬掩膜層，例如sin，以在形成淺溝槽的過程中保護(hù)所述浮柵層不受到損壞。

進(jìn)行步驟a2，圖案化所述掩膜層、所述浮柵層和所述半導(dǎo)體襯底，以形成若干相互隔離的浮柵結(jié)構(gòu)以及位于所述浮柵結(jié)構(gòu)之間的淺溝槽。

具體地，執(zhí)行干法蝕刻工藝，依次對硬掩膜層、浮柵層和半導(dǎo)體襯底200進(jìn)行蝕刻以形成淺溝槽。具體地，可以在硬掩膜層上形成具有圖案的光刻膠層，以該光刻膠層為掩膜對硬掩膜層進(jìn)行干法蝕刻，以將圖案轉(zhuǎn)移至硬掩膜層，并以光刻膠層和硬掩膜層為掩膜對浮柵層和半導(dǎo)體襯底200進(jìn)行蝕刻，以形成溝槽，并在所述浮柵層中形成通過淺溝槽相互隔離的浮柵結(jié)構(gòu)201。

其中，所述浮柵結(jié)構(gòu)的數(shù)目并不局限與某一數(shù)值范圍。

執(zhí)行步驟a3，在溝槽內(nèi)填充隔離材料，以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

具體地，可以在硬掩膜層上和溝槽內(nèi)形成隔離材料，所述隔離材料可以為氧化硅、氮氧化硅和/或其它現(xiàn)有的低介電常數(shù)材料；執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝并停止在硬掩膜層上，以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

最后，執(zhí)行步驟a4，去除硬掩膜層。去除剩余的硬掩膜層的方法可以為濕法蝕刻工藝，由于去除硬掩膜層的蝕刻劑以為本領(lǐng)域所公知，因此不再詳述。

去除氧化物層和氮化物層便得到具有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的圖案，可選地，該步驟還包括對該圖案進(jìn)行阱和閾值電壓調(diào)整。

首先，執(zhí)行步驟s302，回蝕刻去除所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)202中的部分隔離材料，以形成凹槽203，露出所述浮柵結(jié)構(gòu)201的部分側(cè)壁，如圖2a所示。

具體地，如圖2a所示，隔離材料為氧化物時，在該步驟中通過地毯式干法蝕刻(blanketch)去除所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)202中的部分氧化物，形成凹槽203，以露出所述浮柵結(jié)構(gòu)201的部分側(cè)壁，以 使所述浮柵結(jié)構(gòu)201在后續(xù)的步驟中能和控制柵結(jié)構(gòu)具有更大的接觸面積，該步驟稱為存儲單元打開的步驟(cellopen,copen)，即通過去除部分浮柵結(jié)構(gòu)之間的隔離材料，以露出部分所述浮柵結(jié)構(gòu)，以便在沉積多晶硅層之后能和所述浮柵結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的接觸，避免由于器件尺寸減小引起接觸不穩(wěn)定的問題。

其中，所述copen工藝可以選用本領(lǐng)域常用的工藝方法，在此不再贅述。

但是在執(zhí)行完所述copen工藝步驟之后，尤其是對于2xnm節(jié)點以下nand閃存，甚至1xnm節(jié)點以下nand閃存，由于單元有源區(qū)aa與單元有源區(qū)aa之間的間隔太小，使得蝕刻不能腐蝕浮柵側(cè)壁上所有的氧化物，使得所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中的隔離材料在所述浮柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的部分的厚度比其它部分厚。在浮柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上有氧化物殘留，氧化物殘留的存在對控制柵極和浮柵之間的接觸造成負(fù)面影響。

本發(fā)明中為了克服浮柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上氧化物殘留的問題，在copen工藝之后執(zhí)行步驟303，對所述凹槽203中暴露的所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)202中的隔離材料進(jìn)行離子注入，以在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)202的隔離材料中形成具有較高濕法蝕刻速率的離子注入層204，其中，所述離子注入層204的濕法蝕刻速率大于所述隔離材料的濕法蝕刻速率，如圖2b和圖2c所示。

示例性地，離子注入的離子可以為任意的va族重金屬元素，例如，砷、銻、鉍中的一種或幾種，本實施例中，離子注入的離子為砷離子。該砷離子注入過程可以破壞淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中的隔離材料(例如，氧化硅)中的si-o鍵，因此，可以提高離子注入層204的濕法蝕刻速率，例如，離子注入后的離子注入層與熱氧化氧化硅的濕法蝕刻速率比可以達(dá)到40:1，而原有的隔離材料的濕法蝕刻速率與熱氧化氧化硅的濕法蝕刻速率比僅有4.5:1。離子注入層204中包括了對于殘留于浮柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的隔離材料的離子注入層，因此在之后將離子注入層204去除時也即將殘留的隔離材料去除。

示例性地，可采用較低的離子注入能量對所述凹槽203中暴露的 所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)202中的隔離材料的表面進(jìn)行離子注入，以使形成的離子注入層204位于隔離材料的表面較淺的區(qū)域。

其中，砷離子注入的劑量可以為1×10¹⁰atom/cm²至1×10¹¹atom/cm²，上述數(shù)值范圍僅作為示例，其他適合的數(shù)值范圍仍可適用于本發(fā)明。

在一個示例中，砷離子注入包括注入方向與所述半導(dǎo)體襯底200的表面垂直方向具有夾角的傾斜離子注入和注入方向與所述半導(dǎo)體襯底200的表面垂直的垂直離子注入。

之后，執(zhí)行步驟s304，進(jìn)行濕法清洗，以去除所述離子注入層204，如圖2d所示。

在形成ono(氧化物-氮化物-氧化物的結(jié)構(gòu)絕緣隔離層)之前，對半導(dǎo)體器件進(jìn)行濕法清洗，該濕法清洗具有對氧化物較大的蝕刻選擇比，其除了可以去除半導(dǎo)體器件上的自然氧化層外，還可將前述步驟中形成的離子注入層去除，由于離子注入層中的si-o鍵被破壞，因此其對于該離子注入層也具有較大的濕法蝕刻選擇性。其中，在本實施例中，該所述濕法清洗為軟蝕刻。采用軟蝕刻工藝可以將浮柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁上殘留的氧化物完全去除外，還可以避免對于凹槽底部暴露的隔離材料的過蝕刻而影響淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的高度均勻性。

經(jīng)過該濕法清洗，將浮柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁上殘留的氧化物去除，且使得淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的表面更加平坦。

對于完整的半導(dǎo)體器件的制備還需其他中間步驟或后續(xù)步驟，例如，在浮柵結(jié)構(gòu)上形成ono層，在ono層上形成控制柵極的步驟等，在此均不再贅述。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，在對淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的隔離材料進(jìn)行回蝕刻后，增加對隔離材料進(jìn)行砷離子注入的步驟，以破壞隔離材料硅氧鍵，提高濕法蝕刻對于隔離材料的蝕刻速率，因此，本發(fā)明的方法有效去除了殘留于浮柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的氧化物，提高了器件的良率和性能。

本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。