Sonos閃存存儲器的結構及制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路制造領域，特別是涉及S0N0S(多晶娃-氧化娃-氣化娃-氧 化硅-多晶硅的英語首字母縮寫，又稱非易失性存儲器）閃存存儲器的結構及制造方法。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有的S0N0S閃存存儲器的結構如圖1所示，0N0 (氧化硅-氮化硅-氧化硅）層 和多晶硅柵組成存儲管，中壓氧化層和多晶硅柵組成選擇管。這種結構的存儲單元的缺點 是結構不夠緊湊，面積較大。
[0003] 圖1結構的S0N0S閃存存儲器的工藝實現(xiàn)流程一般采用如下步驟：
[0004] 步驟1，形成隔離區(qū)和有源區(qū)；
[0005] 步驟2,中低壓阱以及閾值電壓調(diào)整等離子注入，在硅襯底1上全面沉積氧化層2， 如圖2所示；
[0006] 步驟3,存儲管區(qū)域的離子注入和氧化層2去除，如圖3所示；
[0007] 步驟4,存儲管區(qū)域0N0層3淀積，如圖4所示；
[0008] 步驟5,非存儲管區(qū)域0N0層3光刻以及刻蝕，如圖5所示；
[0009] 步驟6,在非存儲管區(qū)域生長中壓氧化層4 ( 1〇〇?200A:)，如圖6所示；
[0010] 步驟7,去除低壓區(qū)域的中壓氧化層4 (同時可對低壓氧化層區(qū)域進行離子注入）， 如圖7所示；
[0011] 步驟8.在低壓區(qū)域生長低壓氧化層5,如圖8所示；
[0012] 步驟9.多晶硅6柵的淀積和摻雜，如圖9所示；
[0013] 步驟10.淀積氮化硅7,如圖10所示；
[0014] 步驟11.多晶硅柵6的光刻和刻蝕，如圖11所示；
[0015] 步驟12.多晶硅柵6的再氧化，形成多晶硅柵6的側壁氧化層8,如圖12所示；
[0016] 步驟13.各種器件的輕摻雜漏的注入，形成輕摻雜漏區(qū)9,如圖13所示；
[0017] 步驟14.氮化硅側墻10的淀積和刻蝕，如圖14所示；
[0018] 步驟15.多晶硅柵上接觸孔區(qū)域的氮化硅去除，如圖15所示；
[0019] 步驟16.阻擋氧化層11生長，如圖16所示；
[0020] 步驟17.源漏注入，形成源漏注入?yún)^(qū)12,如圖17所示；
[0021] 步驟18.阻擋氧化層11去除，如圖18所示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明要解決的技術問題之一是提供一種S0N0S閃存存儲器的制造方法，它可以 減少存儲陣列的面積。
[0023] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的S0N0S閃存存儲器的制造方法，步驟包括：
[0024] 1)在襯底上淀積氧化娃_氣化娃_氧化娃層；
[0025] 2)淀積多晶硅和氮化硅，刻蝕形成存儲管多晶硅柵；第一接觸孔兩側的存儲管多 晶硅柵的間距小于第二接觸孔兩側的存儲管多晶硅柵的間距；
[0026] 3)淀積氮化娃，刻蝕形成第一氮化娃層；
[0027] 4)淀積第二氮化硅層；
[0028] 5)淀積氧化層，然后將除第一接觸孔兩側的存儲管多晶硅柵之間的氧化層以外的 氧化層刻蝕掉；淀積的氧化層的厚度大于第一接觸孔兩側的存儲管多晶硅柵的間距與存儲 管多晶硅柵側壁氮化硅總厚度的差，小于第二接觸孔兩側的存儲管多晶硅柵的間距與存儲 管多晶硅柵側壁氮化硅總厚度的差；
[0029] 6)刻蝕第二氮化硅層，生長選擇管柵氧化層，淀積多晶硅，并刻蝕形成選擇管多晶 娃柵；
[0030] 7)輕摻雜漏注入，氮化硅側墻形成，源漏注入，淀積層間氧化層并拋光；
[0031] 8)刻蝕第一接觸孔并進行重摻雜注入，刻蝕第二接觸孔，淀積鎢并拋光。
[0032] 其中，
[0033] 步驟1)，所述氧化硅-氮化硅_氧化硅層從下到上的厚度分別為：氧化硅10?25A， 氮化硅50?200A，氧化硅30?100A。
[0034]步驟2)，淀積的多晶硅的厚度為500?2500A，氮化硅的厚度為500?2000A。
[0035]步驟3)，淀積的氮化硅的厚度為1〇〇?500A。
[0036] 步驟4)，第二氮化硅層的厚度為1〇〇?500A。
[0037] 步驟5)，淀積的氧化層厚度為500?2000A。
[0038] 步驟6)，選擇管柵氧化層的厚度為50?200A;淀積的多晶硅的厚度為 1000?3000A。
[0039] 步驟7)，淀積的層間氧化層的厚度為6000?18000A，拋光后的殘余厚度為 4000?8000A。
[0040] 本發(fā)明要解決的技術問題之二是提供用上述方法制造的SONOS閃存存儲器的結 構。該SONOS閃存存儲器的相鄰兩個存儲單元背靠背放置，兩個存儲管共用一個第一接觸 孔，兩個選擇管共用一個第二接觸孔。
[0041] 本發(fā)明的二比特SONOS閃存存儲器，通過采用三維浮柵結構，大大減少了存儲陣 列的面積，如果用0. 13ym節(jié)點的設計規(guī)則，每位存儲單元的面積可以做到0. 18平方微米 左右。
【附圖說明】
[0042] 圖1是傳統(tǒng)2管單元的SONOS閃存存儲器結構圖。
[0043] 圖2?圖18是圖1的傳統(tǒng)SONOS閃存存儲器的制作工藝流程示意圖。
[0044] 圖19是本發(fā)明的SONOS閃存存儲器的剖面示意圖。
[0045] 圖20?圖37是本發(fā)明的SONOS閃存存儲器的制作工藝流程示意圖。
[0046] 圖中附圖標記說明如下：
[0047] 1 :襯底
[0048] 2、8、15:氧化層
[0049] 3:ONO層
[0050] 4:中壓氧化層
[0051] 5:低壓氧化層
[0052] 6:多晶硅
[0053] 7 :氮化硅
[0054] 9 :輕摻雜漏區(qū)
[0055] 10 :氮化硅側墻
[0056] 11 :阻擋氧化層
[0057] 12 :源漏注入?yún)^(qū)
[0058] 13 :第一氮化硅層
[0059] 14 :第二氮化硅層
[0060] 16 :選擇管柵氧化層
[0061] 17:輕摻雜漏
[0062]18 :層間氧化層
[0063]19 :第一接觸孔
[0064]20 :第二接觸孔
【具體實施方式】
[0065] 為對本發(fā)明的技術內(nèi)容、特點與功效有更具體的了解，現(xiàn)結合附圖，詳述如下：
[0066] 本發(fā)明的SONOS閃存存儲器，采用三維浮柵結構，如圖19所示，相鄰兩個存儲單元 背靠背放置，兩個存儲管共用一個第一接觸孔13,兩個選擇管共用一個第二接觸孔14。
[0067] 本實施例制造上述結構的SONOS閃存存儲器的工藝方法，主要包括如下步驟：
[0068] 步驟1，如圖20所示，在襯底1上淀積ONO(氧化娃-氮化娃-氧化娃）層3。該 ONO層3從下到上的厚度分別為：氧化硅17A，氮化硅140A，氧化硅50A。
[0069] 步驟2,淀積1800A多晶硅6和1500A氮化硅7,刻蝕形成存儲管多晶硅柵，如圖21、 22所示。存儲管多晶硅柵之間的距離應當滿足：SONOS閃存存儲器制作完成后，第一接觸孔 19兩側的兩個存儲管之間的距離小于第二接觸孔20兩側的兩個存儲管之間的距離。
[0070] 步驟3,淀積200A氮化硅，并刻蝕形成第一氮化硅層13,如圖23所示；接著再淀積 200A氮化硅，形成第二氮化硅層14,如圖24所示。
[0071] 步驟4,淀積氧化層15,如圖25所示。氧化層15的厚度應當大于第一接觸孔19 兩側的兩個存儲管的間距與存儲管側壁氮化硅總厚度的差（a)，小于第二接觸孔20兩側的 兩個存儲管的間距與存儲管側壁氮化硅總厚度的差（b)。在本實施例中，氧化層15的厚度 為1000A。
[0072] 步驟5,刻蝕氧化層15,將除間距較小的兩個存儲管之間的氧化層以外的氧化層 全部刻蝕掉，如圖26所示。
[0073] 步驟6,濕法刻蝕第二氮化硅層14,將除第一接觸孔19兩側的兩個存儲管之間的 第二氮化硅層以外的第二氮化硅層全部刻蝕掉，如圖27所示。
[0074] 步驟7,生長120A厚的選擇管柵氧化層16,如圖28所示；然后淀積2000A多晶硅 6 (參見圖29)，并刻蝕形成選擇管多晶硅柵，如圖30所示。
[0075] 步驟8,輕摻雜漏17注入，如圖31所示。
[0076] 步驟9,淀積氮化硅側墻10并刻蝕，如圖32所示。氮化硅側墻10的厚度為 200?800A。
[0077] 步驟10,源漏注入，如圖33所示。
[0078] 步驟11，淀積厚度為8000A的層間氧化層18,化學機械拋光，使層間氧化層18的殘 余厚度約6000A，如圖34所示。
[0079] 步驟12,刻蝕第一接觸孔19,并進行重摻雜注入，如圖35所示；刻蝕第二接觸孔 20,如圖36所示。
[0080] 步驟13,淀積鎢，并進行化學機械拋光，完成SONOS閃存存儲器的制造，如圖37所 不〇
【主權項】
1. SONOS閃存存儲器的制造方法，其特征在于，步驟包括： 1) 在襯底上淀積氧化娃_氣化娃_氧化娃層； 2) 淀積多晶硅和氮化硅，刻蝕形成存儲管多晶硅柵；第一接觸孔兩側的存儲管多晶硅 柵的間距小于第二接觸孔兩側的存儲管多晶硅柵的間距； 3) 淀積氮化硅，刻蝕形成第一氮化硅層； 4) 淀積第二氮化硅層； 5) 淀積氧化層，然后將除第一接觸孔兩側的存儲管多晶硅柵之間的氧化層以外的氧化 層刻蝕掉；淀積的氧化層的厚度大于第一接觸孔兩側的存儲管多晶硅柵的間距與存儲管多 晶硅柵側壁氮化硅總厚度的差，小于第二接觸孔兩側的存儲管多晶硅柵的間距與存儲管多 晶硅柵側壁氮化硅總厚度的差； 6) 刻蝕第二氮化硅層，生長選擇管柵氧化層，淀積多晶硅，并刻蝕形成選擇管多晶硅 柵； 7) 輕摻雜漏注入，氮化硅側墻形成，源漏注入，淀積層間氧化層并拋光； 8) 刻蝕第一接觸孔并進行重摻雜注入，刻蝕第二接觸孔，淀積鎢并拋光。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)，所述氧化硅-氮化硅-氧化硅層 從下到上的厚度分別為：氧化硅10?25A，氮化硅50?200A，氧化硅30?100A。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)，淀積的多晶硅的厚度為 500?2500A，氮化硅的厚度為500?2000A。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)，淀積的氮化硅的厚度為 100?500A。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)，第二氮化硅層的厚度為 100?500A〇
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5)，淀積的氧化層厚度為 500?2000A。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟6)，選擇管柵氧化層的厚度為50? 200 A0
8. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟6)，淀積的多晶硅的厚度為1000? 3000A。
9. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟7)，淀積的層間氧化層的厚度為 6000?18000A，拋光后的殘余厚度為4000?8000A。
10. 用權利要求1-9任何一項所述方法制作的SONOS閃存存儲器的結構，其特征在于， 相鄰兩個存儲單元背靠背放置，兩個存儲管共用一個第一接觸孔，兩個選擇管共用一個第 二接觸孔。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種SONOS閃存存儲器的制造方法，步驟包括：1)淀積ONO；2)形成存儲管多晶硅柵；3)形成第一氮化硅層；4)淀積第二氮化硅層；5)淀積氧化層并刻蝕；6)刻蝕第二氮化硅層，生長選擇管柵氧，形成選擇管多晶硅柵；7)輕摻雜漏注入，氮化硅側墻形成，源漏注入，淀積層間氧化層并拋光；8)形成第一接觸孔和第二接觸孔，淀積鎢并拋光。本發(fā)明還公開了用上述方法制作的SONOS閃存存儲器的結構，其相鄰兩個存儲單元背靠背放置，兩個存儲管共用第一接觸孔，兩個選擇管共用第二接觸孔。本發(fā)明的閃存存儲器，通過采用三維浮柵結構，大大減少了存儲陣列的面積。
【IPC分類】H01L27-115, H01L21-8247, H01L29-423, H01L21-28
【公開號】CN104538363
【申請?zhí)枴緾N201410842319
【發(fā)明人】張可鋼
【申請人】上海華虹宏力半導體制造有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月29日