本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連的制作方法。

背景技術(shù)：

具有電編程和擦除功能的非易失性存儲(chǔ)器件的典型實(shí)例是快閃存儲(chǔ)(flashmemory)器?？扉W存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元可以被分類為堆疊(stack)結(jié)構(gòu)和分離柵(splitgate)結(jié)構(gòu)。堆疊結(jié)構(gòu)的快閃存儲(chǔ)單元容易出現(xiàn)在多次反復(fù)寫入/擦除循環(huán)后，單元閥值可能被改變，即擦除功能過度問題，而分離柵能夠很好的克服該問題，一個(gè)典型的分離柵存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括具有源極111的半導(dǎo)體基底100、依次以堆棧的方式形成在半導(dǎo)體基底100上的浮柵氧化層101、浮柵102、柵間介質(zhì)層103、控制柵104、控制柵氮化硅層105、控制柵氧化硅層106、控制柵硬掩膜層107，還包括形成在控制柵104兩側(cè)的控制柵側(cè)壁層108、形成在控制柵側(cè)壁層108表面以及浮柵102字線區(qū)域側(cè)的浮柵側(cè)壁氧化層109，源極111上形成有源極氧化層112，源極氧化層112上形成有擦除柵121，字線區(qū)域基底上形成有字線氧化層113，在字線氧化層113上形成有字線122。

在集成電路中，存在多個(gè)分離柵存儲(chǔ)單元及其他電路元件，多個(gè)電路元件之間需要互連，如圖2所示的集成電路版圖展示了一個(gè)分離柵存儲(chǔ)單元的俯視結(jié)構(gòu)，沿a-a截取的截面即如圖1所示的分離柵存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)。而對(duì)于集成電路中的其他電路元件與分離柵存儲(chǔ)單元的互連，是在分離柵存儲(chǔ)單元的源帶區(qū)(sourcelinestrap)200實(shí)現(xiàn)的，如圖2所示，兩個(gè)控制柵104之間，在擦除柵區(qū)域的沿線方向上設(shè)置有源帶區(qū)，源帶區(qū)包括層間介質(zhì)層，以及設(shè)置于層間介質(zhì)層中的通孔，在通孔中填充金屬，填充金屬一端與分離柵存儲(chǔ)單元a和b的源極連接，另一端與其他元件連接即可將不同層的電路元件之間的電連接。圖2中，為清楚顯示在整個(gè)源極線(sourceline，sl)上進(jìn)行離子注入形成的源極111，并沒有顯示形成于源極111的上方，且除去源帶區(qū)200所在區(qū)域以外的擦除柵121。

作為現(xiàn)有技術(shù)制造分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連的典型方法，如圖3a-3g所示，一般包括如下步驟：

如圖3a所示，形成存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)，包括：提供半導(dǎo)體基底100，并在半導(dǎo)體基底100上形成包括浮柵氧化層101、浮柵102、柵間介質(zhì)層103、控制柵104、控制柵氮化硅層105、控制柵氧化硅層106、控制柵硬掩膜層107以及控制柵側(cè)壁層108，并在浮柵兩側(cè)形成浮柵側(cè)壁氧化層109的分離柵存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)。

源極線與兩個(gè)控制柵平行，位于兩個(gè)控制柵之間的半導(dǎo)體基底上，現(xiàn)有技術(shù)中首先在兩個(gè)控制柵之間的整個(gè)源極線表面上沉積形成犧牲氧化層301，然后以覆蓋存儲(chǔ)單元區(qū)域中字線區(qū)域的圖案化光刻膠302為掩模，對(duì)源極線區(qū)域透過犧牲氧化層301進(jìn)行離子注入形成源極111。

如圖3b所示，進(jìn)行濕法刻蝕，去除源極111處的犧牲氧化層301，并灰化圖案化光刻膠302；

如圖3c所示，在源極線上形成源極氧化層112；

參照?qǐng)D3d，沉積多晶硅，并刻蝕去除源帶區(qū)的多晶硅，以在擦除柵區(qū)域形成擦除柵，在字線區(qū)域形成字線122，進(jìn)而形成存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)；

圖3d為圖2中沿b-b的截面視圖。

如圖3e所示，在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)上依次沉積氧化物及氮化物，進(jìn)行干法刻蝕，以在存儲(chǔ)單元兩側(cè)形成存儲(chǔ)單元側(cè)壁層303；

如圖3f所示，對(duì)源帶區(qū)表面的柵極氧化層112進(jìn)行干法刻蝕，以去除源帶區(qū)上的柵極氧化層112，并在暴露的半導(dǎo)體基底100表面形成金屬硅化物304；

如圖3g所示，沉積層間介質(zhì)層305，以填充源帶區(qū)；通過僅暴露部分源帶區(qū)表面的圖案化光刻膠進(jìn)行干法刻蝕形成暴露所述金屬硅化物的接觸孔306，并在接觸孔中填充金屬實(shí)現(xiàn)電接觸。

在實(shí)際的工藝流程中，對(duì)包括源帶區(qū)及擦除柵區(qū)域的源極線通過離子注入形成源極后，源極區(qū)域的半導(dǎo)體基底會(huì)由于離子注入而被一定程度上的損壞，因此，在后續(xù)進(jìn)行覆蓋源極氧化層時(shí)，在源帶區(qū)生長(zhǎng)的源極氧化層的速度會(huì)加快，因而，此時(shí)源帶區(qū)上的源帶氧化層厚度高于預(yù)期厚度，而超過預(yù)期后的氧化層會(huì)導(dǎo)致后續(xù)進(jìn)行除源帶區(qū)源極氧化層時(shí)預(yù)定的刻蝕參數(shù)不能夠打開足以暴露源帶區(qū)源極，因此，在現(xiàn)有工藝中，需要在形成存儲(chǔ)單元側(cè)壁層之后(對(duì)應(yīng)圖3e)，刻蝕去除源帶區(qū)表面的源極氧化層之前(對(duì)應(yīng)圖3f)之前增加一步源帶區(qū)源極氧化層減薄步驟，通過在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)表面形成圖案化的光刻膠，并以該圖案化的光刻膠作為掩膜進(jìn)行干法刻蝕，以將源帶區(qū)源極氧化層的厚度減薄至預(yù)期厚度或小于預(yù)期厚度，保證后續(xù)進(jìn)行除源帶區(qū)源極氧化層刻蝕時(shí)預(yù)定的刻蝕參數(shù)可以暴露源極區(qū)。然而，增加一步減薄源帶區(qū)源極氧化層的步驟意味著需要增加一步光刻步驟、干法刻蝕步驟，其會(huì)導(dǎo)致工藝成本的增加，并 且已形成的存儲(chǔ)單元擦除柵、控制柵側(cè)壁層由于難以被圖案化的光刻膠覆蓋，因而會(huì)在進(jìn)行減薄源帶區(qū)源極氧化層的步驟中受干法刻蝕而破壞，使得整體存儲(chǔ)單元控制柵至擦除柵之間的擊穿電壓下降，降低存儲(chǔ)單元的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連的制作方法，以避免通過離子注入形成源極后，源帶區(qū)上的源極氧化層生長(zhǎng)速率加快導(dǎo)致的源帶區(qū)氧化層厚度高于預(yù)期的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連的制作方法，包括：

在包括源極線的存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)表面上形成犧牲氧化層；源極線包括源帶區(qū)和擦除柵區(qū)域；

以覆蓋存儲(chǔ)單元區(qū)域中字線區(qū)域、源帶區(qū)的第一圖案化光刻膠為掩模，對(duì)擦除柵區(qū)域透過犧牲氧化層進(jìn)行離子注入形成源極后，去除第一圖案化光刻膠；

刻蝕去除源極線上的犧牲氧化層；

在源極線上形成源極氧化層；

沉積多晶硅，并去除源帶區(qū)處的多晶硅，以在擦除柵區(qū)形成擦除柵，在字線區(qū)形成字線，進(jìn)而形成包括字線、擦除柵、存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)；

在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)上依次沉積氧化物及氮化物，并進(jìn)行干法刻蝕，以在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成由所述氧化物和氮化物構(gòu)成的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)側(cè)壁；

刻蝕去除源帶區(qū)表面的源極氧化層，以暴露源帶區(qū)基底，同時(shí)保留擦除柵區(qū)域的源極氧化層；

在源帶區(qū)基底表面生成金屬硅化物，并在所述源帶區(qū)填充絕緣材料形成層間介質(zhì)層，干法刻蝕所述層間介質(zhì)層形成底部暴露所述金屬硅化物的通孔，并以導(dǎo)電材料填充通孔。

采用本發(fā)明提供的分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連的制作方法，只對(duì)擦除柵區(qū)域進(jìn)行離子注入形成源極，并不對(duì)源帶區(qū)進(jìn)行離子注入，以避免現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)源帶區(qū)進(jìn)行了離子注入而損傷了半導(dǎo)體基底，導(dǎo)致源帶區(qū)生長(zhǎng)的源極氧化層厚度高于預(yù)期的問題。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有分離柵快閃存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)分離柵存儲(chǔ)單元的集成電路版圖俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a～3g為現(xiàn)有制作分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連步驟結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一種分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連的制作方法流程示意圖；

圖4a～4g為本發(fā)明第一實(shí)施例的分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連步驟結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明分離柵存儲(chǔ)單元的集成電路版圖俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖4為本發(fā)明一種分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連的制作方法流程示意圖。參考圖4a～4g進(jìn)行詳細(xì)說明。圖4a～4g為本發(fā)明第一實(shí)施例的分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連步驟結(jié)構(gòu)示意圖。

步驟41，參考圖4a，在包括源極線的存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)表面上形成犧牲氧化層401；源極線包括源帶區(qū)和擦除柵區(qū)域；

存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)包括：提供半導(dǎo)體基底100，并在半導(dǎo)體基底100上形成包括浮柵氧化層101、浮柵102、柵間介質(zhì)層103、控制柵104、控制柵氮化硅層105、控制柵氧化硅層106、控制柵硬掩膜層107以及控制柵側(cè)壁層108，并在浮柵兩側(cè)形成浮柵側(cè)壁氧化層109的分離柵存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)。

源極線與兩個(gè)控制柵平行，位于兩個(gè)控制柵之間的半導(dǎo)體基底上，可參考圖5。

步驟42、以覆蓋存儲(chǔ)單元區(qū)域中字線區(qū)域、源帶區(qū)的第一圖案化光刻膠為掩模，對(duì)擦除柵區(qū)域透過犧牲氧化層進(jìn)行離子注入形成源極后，去除第一圖案化光刻膠；

這里是本發(fā)明的關(guān)鍵，本發(fā)明只對(duì)擦除柵區(qū)域透過犧牲氧化層進(jìn)行離子注入，而不是對(duì)整個(gè)源極線區(qū)域透過犧牲氧化層進(jìn)行離子注入，離子注入形成源極500的區(qū)域可參考圖5。

步驟43、參考圖4b，刻蝕去除源極線上的犧牲氧化層401；

步驟44、參考圖4c，在源極線上形成源極氧化層402；

步驟45、參考圖4d，沉積多晶硅，并去除源帶區(qū)200處的多晶硅，以在擦除柵區(qū)形成擦除柵，在字線區(qū)形成字線122，進(jìn)而形成包括字線、擦除柵、存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)；

該步驟具體包括：沉積多晶硅，并形成覆蓋存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)、字線區(qū)、擦除柵區(qū)的第四圖案化光刻膠，所述第四圖案化光刻膠暴露所述源帶區(qū)；利用干法刻蝕去除源帶區(qū)處的多晶硅。

圖4d為圖5中沿c-c的截面視圖。圖5為本發(fā)明分離柵存儲(chǔ)單元的集成電路版 圖俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5中，為與現(xiàn)有技術(shù)的圖2形成明顯對(duì)比，清楚顯示在擦除柵區(qū)域上進(jìn)行離子注入形成的源極500，并沒有顯示形成于源極500上方的擦除柵。

從圖5與圖2的對(duì)比可以看出，現(xiàn)有技術(shù)在整個(gè)源極線上包括源帶區(qū)都進(jìn)行了離子注入，而本發(fā)明避開了源帶區(qū)，只在擦除柵區(qū)域進(jìn)行了離子注入。

步驟46、參考圖4e，在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)上依次沉積氧化物及氮化物，并進(jìn)行干法刻蝕，以在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成由所述氧化物和氮化物構(gòu)成的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)側(cè)壁403；

步驟47、參考圖4f，刻蝕去除源帶區(qū)表面的源極氧化層402，以暴露源帶區(qū)基底，同時(shí)保留擦除柵區(qū)域的源極氧化層；

步驟48、參考圖4g，在源帶區(qū)基底表面生成金屬硅化物404，并在所述源帶區(qū)填充絕緣材料形成層間介質(zhì)層405，干法刻蝕所述層間介質(zhì)層形成底部暴露所述金屬硅化物的通孔406，并以導(dǎo)電材料填充通孔。

由此，完成本發(fā)明的分離柵快閃存儲(chǔ)單元互連方法。在本實(shí)施例中，不需要對(duì)源帶區(qū)進(jìn)行離子注入，只對(duì)擦除柵區(qū)域進(jìn)行離子注入形成源極，所以源帶區(qū)基底沒有被離子注入損傷，此處生長(zhǎng)的源極氧化層仍然為預(yù)期厚度，因此不需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣增加一步減薄源帶區(qū)源極氧化層的步驟，從而確保存儲(chǔ)單元的性能完好。

在實(shí)施例一中并沒有對(duì)源帶區(qū)進(jìn)行離子注入，在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)場(chǎng)景需要在形成包括字線、擦除柵、存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)之后，形成存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)側(cè)壁之前，對(duì)源帶區(qū)進(jìn)行離子注入，亦或者在形成存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)側(cè)壁之后，刻蝕去除源帶區(qū)表面的源極氧化層，以暴露源帶區(qū)基底之前，對(duì)源帶區(qū)進(jìn)行離子注入。如此，源帶區(qū)既完成了源帶區(qū)的離子注入，也不影響源帶區(qū)處生長(zhǎng)源極氧化層的厚度，以避免現(xiàn)有技術(shù)中，源帶區(qū)經(jīng)過離子注入后生長(zhǎng)源極氧化層速率過快導(dǎo)致厚度高于預(yù)期的問題。下面分別以實(shí)施例二和實(shí)施例三進(jìn)行說明。

實(shí)施例二

步驟61，在包括源極線的存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)表面上形成犧牲氧化層401；源極線包括源帶區(qū)和擦除柵區(qū)域；

存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)包括：提供半導(dǎo)體基底100，并在半導(dǎo)體基底100上形成包括浮柵氧化層101、浮柵102、柵間介質(zhì)層103、控制柵104、控制柵氮化硅層105、控制柵氧化硅層106、控制柵硬掩膜層107以及控制柵側(cè)壁層108，并在浮柵兩側(cè)形成浮柵側(cè)壁氧化層109的分離柵存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)。

步驟62、以覆蓋存儲(chǔ)單元區(qū)域中字線區(qū)域、源帶區(qū)的第一圖案化光刻膠為掩模， 對(duì)擦除柵區(qū)域透過犧牲氧化層進(jìn)行離子注入形成源極后，去除第一圖案化光刻膠；

這里是本發(fā)明的關(guān)鍵，本發(fā)明只對(duì)擦除柵區(qū)域透過犧牲氧化層進(jìn)行離子注入，而不是對(duì)整個(gè)源極線區(qū)域透過犧牲氧化層進(jìn)行離子注入。

步驟63、刻蝕去除源極線上的犧牲氧化層401；

步驟64、在源極線上形成源極氧化層402；

步驟65、沉積多晶硅，并去除源帶區(qū)200處的多晶硅，以在擦除柵區(qū)形成擦除柵，在字線區(qū)形成字線122，進(jìn)而形成包括字線、擦除柵、存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)；

該步驟具體包括：沉積多晶硅，并形成覆蓋存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)、字線區(qū)、擦除柵區(qū)的第四圖案化光刻膠，所述第四圖案化光刻膠暴露所述源帶區(qū)；利用干法刻蝕去除源帶區(qū)處的多晶硅。

步驟66、形成覆蓋存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，并暴露所述源帶區(qū)的第二圖案化光刻膠；以所述第二圖案化光刻膠作為掩膜對(duì)所述源帶區(qū)進(jìn)行離子注入；

步驟67、在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)上依次沉積氧化物及氮化物，并進(jìn)行干法刻蝕，以在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成由所述氧化物和氮化物構(gòu)成的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)側(cè)壁403；

步驟68、刻蝕去除源帶區(qū)表面的源極氧化層402，以暴露源帶區(qū)基底，同時(shí)保留擦除柵區(qū)域的源極氧化層；

步驟69、在源帶區(qū)基底表面生成金屬硅化物404，并在所述源帶區(qū)填充絕緣材料形成層間介質(zhì)層405，干法刻蝕所述層間介質(zhì)層形成底部暴露所述金屬硅化物的通孔406，并以導(dǎo)電材料填充通孔。

實(shí)施例三

步驟71，在包括源極線的存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)表面上形成犧牲氧化層401；源極線包括源帶區(qū)和擦除柵區(qū)域；

存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)包括：提供半導(dǎo)體基底100，并在半導(dǎo)體基底100上形成包括浮柵氧化層101、浮柵102、柵間介質(zhì)層103、控制柵104、控制柵氮化硅層105、控制柵氧化硅層106、控制柵硬掩膜層107以及控制柵側(cè)壁層108，并在浮柵兩側(cè)形成浮柵側(cè)壁氧化層109的分離柵存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)。

步驟72、以覆蓋存儲(chǔ)單元區(qū)域中字線區(qū)域、源帶區(qū)的第一圖案化光刻膠為掩模，對(duì)擦除柵區(qū)域透過犧牲氧化層進(jìn)行離子注入形成源極后，去除第一圖案化光刻膠；

這里是本發(fā)明的關(guān)鍵，本發(fā)明只對(duì)擦除柵區(qū)域透過犧牲氧化層進(jìn)行離子注入，而不是對(duì)整個(gè)源極線區(qū)域透過犧牲氧化層進(jìn)行離子注入。

步驟73、刻蝕去除源極線上的犧牲氧化層401；

步驟74、在源極線上形成源極氧化層402；

步驟75、沉積多晶硅，并去除源帶區(qū)200處的多晶硅，以在擦除柵區(qū)形成擦除柵，在字線區(qū)形成字線122，進(jìn)而形成包括字線、擦除柵、存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)；

該步驟具體包括：沉積多晶硅，并形成覆蓋存儲(chǔ)單元堆棧結(jié)構(gòu)、字線區(qū)、擦除柵區(qū)的第四圖案化光刻膠，所述第四圖案化光刻膠暴露所述源帶區(qū)；利用干法刻蝕去除源帶區(qū)處的多晶硅。

步驟76、在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)上依次沉積氧化物及氮化物，并進(jìn)行干法刻蝕，以在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成由所述氧化物和氮化物構(gòu)成的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)側(cè)壁403；

步驟77、形成覆蓋存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)側(cè)壁，并暴露所述源帶區(qū)的第三圖案化光刻膠；以所述第三圖案化光刻膠作為掩膜對(duì)所述源帶區(qū)進(jìn)行離子注入；

步驟78、刻蝕去除源帶區(qū)表面的源極氧化層402，以暴露源帶區(qū)基底，同時(shí)保留擦除柵區(qū)域的源極氧化層；

步驟79、在源帶區(qū)基底表面生成金屬硅化物404，并在所述源帶區(qū)填充絕緣材料形成層間介質(zhì)層405，干法刻蝕所述層間介質(zhì)層形成底部暴露所述金屬硅化物的通孔406，并以導(dǎo)電材料填充通孔。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。