半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，集成電路產(chǎn)品主要可分為三大類型:邏輯、存儲器和模擬電路，其中存儲器件在集成電路產(chǎn)品中占了相當(dāng)大的比例。其中，非易失性存儲器被廣泛使用，包括:只讀存儲器，可編程只讀存儲器，可擦除可編程只讀存儲器，電可擦除可編程只讀存儲器、閃存和鐵電存儲器等。
[0003]隨著半導(dǎo)體器件集成度的不斷提高，存儲器內(nèi)的存儲器單元的尺寸以及相鄰存儲器單元之間的間距也不斷縮小，存儲器的可靠性面臨新的挑戰(zhàn)。
[0004]相鄰存儲單元之間的間距變小，會提高相鄰存儲單元之間填充介質(zhì)材料的難度，很容易在所述相鄰存儲單元之間的介質(zhì)層內(nèi)形成空洞，導(dǎo)致所述介質(zhì)層的隔離性能變差，使得相鄰存儲單元的位線之間發(fā)生橋連等問題，還會提高形成存儲單元的側(cè)墻的難度，從而影響存儲器的可靠性。
[0005]并且，在所述存儲單元外圍芯片上，還需要形成外圍電路器件，例如輸入/輸出晶體管等，通常需要分別形成所述存儲單元和外圍電路器件的側(cè)墻以及填充介質(zhì)層，工藝步驟較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，簡化形成存儲器的工藝步驟。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域上形成有若干分立的存儲柵結(jié)構(gòu)，所述第二區(qū)域上形成有若干柵極結(jié)構(gòu)，所述存儲柵結(jié)構(gòu)包括位于半導(dǎo)體襯底表面的浮柵結(jié)構(gòu)、位于浮柵結(jié)構(gòu)表面的控制柵結(jié)構(gòu)、位于浮柵結(jié)構(gòu)和控制柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的第一側(cè)墻，相鄰存儲柵結(jié)構(gòu)之間具有第一凹槽，相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間具有第二凹槽，第一凹槽的寬度小于第二凹槽的寬度；在半導(dǎo)體襯底上形成襯墊層，所述襯底層覆蓋存儲柵結(jié)構(gòu)和柵極結(jié)構(gòu)；刻蝕存儲柵結(jié)構(gòu)頂部及第一凹槽上部分側(cè)壁表面的部分襯墊層，使第一凹槽頂部寬度大于第一凹槽的底部寬度；在所述襯墊層上形成第二側(cè)墻材料層，第一區(qū)域上的第二側(cè)墻材料層填充滿第一凹槽并覆蓋存儲柵結(jié)構(gòu)頂部，第二區(qū)域上的第二側(cè)墻材料層覆蓋第二凹槽的內(nèi)壁及柵極結(jié)構(gòu)的頂部表面；采用無掩膜刻蝕工藝刻蝕所述第二側(cè)墻材料層，形成位于柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的第二側(cè)墻，同時形成填充滿所述第一凹槽的介質(zhì)層。
[0008]可選的，刻蝕部分襯墊層之后，使第一凹槽的底部寬度為第一凹槽頂部寬度的50% ?90%。
[0009]可選的，刻蝕襯墊層所采用的刻蝕工藝為干法刻蝕工藝。
[0010]可選的，所述干法刻蝕工藝為各向異性刻蝕工藝。
[0011]可選的，所述干法刻蝕工藝為遠(yuǎn)端等離子體輔助干法刻蝕工藝。
[0012]可選的，所述遠(yuǎn)端等離子體輔助干法刻蝕工藝采用的刻蝕氣體為NF3和NH3, NF3與NH3的流量比為1:20?5:1，刻蝕溫度為40攝氏度?80攝氏度，壓強(qiáng)為0.5托?50托。
[0013]可選的，形成所述第二側(cè)墻材料層的方法為高深寬比填充工藝。
[0014]可選的，所述高深寬比填充工藝采用的沉積氣體包括臭氧和正硅酸乙酯，正硅酸乙酯的流量為500暈克/分鐘?8000暈克/分鐘,臭氧的流量為5000標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?3000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，壓強(qiáng)為300托?600托，反應(yīng)溫度為400攝氏度?600攝氏度。
[0015]可選的，所述高深寬比填充工藝的沉積氣體還包括氮氣、氧氣和氦氣，氮氣的流量為1000標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?10000標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘，氧氣的流量為O標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?5000標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘，氦氣的流量為5000標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?20000標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘。
[0016]可選的，所述第二側(cè)墻材料層的材料為氧化硅。
[0017]可選的，所述襯墊層的材料為氧化硅。
[0018]可選的，形成所述襯墊層的工藝為原子層沉積工藝、高密度等離子體沉積工藝或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝。
[0019]可選的，所述襯墊層的厚度為5nm?25nm。
[0020]可選的，所述浮柵結(jié)構(gòu)包括:位于所述半導(dǎo)體襯底表面的浮柵介質(zhì)層和位于所述浮柵介質(zhì)層表面的浮柵極，所述控制柵結(jié)構(gòu)包括:位于浮柵極表面的控制柵介質(zhì)層和位于控制柵介質(zhì)層表面的控制柵極。
[0021]可選的，所述半導(dǎo)體襯底還包括位于存儲柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一源漏極。
[0022]可選的，還包括:在形成所述第二側(cè)墻之后，在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第二源漏極。
[0023]可選的，還包括:在所述第二源漏極表面以及柵極結(jié)構(gòu)表面形成金屬硅化物層。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0025]本發(fā)明的技術(shù)方案中，半導(dǎo)體襯底的第一區(qū)域上的相鄰存儲柵結(jié)構(gòu)之間具有第一凹槽，第二區(qū)域上的相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間具有第二凹槽，并且，第一凹槽的寬度小于第二凹槽的寬度；在半導(dǎo)體襯底上形成襯墊層，所述襯墊層覆蓋存儲柵結(jié)構(gòu)和柵極結(jié)構(gòu)；在形成所述襯墊層之后，對所述襯墊層進(jìn)行刻蝕，去除存儲柵結(jié)構(gòu)頂部及第一凹槽上部分側(cè)壁表面的部分襯墊層，使第一凹槽的頂部寬度進(jìn)一步增加；然后再形成所述第二側(cè)墻材料層，并對所述側(cè)墻材料層進(jìn)行刻蝕，同時形成柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第二側(cè)墻以及填充滿第一凹槽的介質(zhì)層。所述襯墊層能夠改善所述第一凹槽的內(nèi)壁輪廓，使得第一凹槽的內(nèi)壁比較平滑，第一凹槽底部和側(cè)壁的銜接處呈弧狀，可以降低后續(xù)在第一凹槽內(nèi)沉積側(cè)墻材料層的難度。并且，由于覆蓋所述第一凹槽頂部側(cè)壁與存儲柵頂部銜接處的襯墊層呈弧形，所以，形成所述襯墊層之后，所述第一凹槽頂部開口較大，有利于后續(xù)形成第二側(cè)墻材料的反應(yīng)物進(jìn)入所述第一凹槽內(nèi)，從而提高后續(xù)在所述第一凹槽內(nèi)形成的第二側(cè)墻材料層的質(zhì)量。對所述襯墊層進(jìn)行刻蝕后，進(jìn)一步增加第一凹槽的頂部寬度，在沉積第二側(cè)墻材料層的過程中，使反應(yīng)氣體更容易進(jìn)入所述第一凹槽內(nèi)，從而可以在所述第一凹槽內(nèi)形成填充質(zhì)量較高的第二側(cè)墻材料層；刻蝕所述第二側(cè)墻材料層形成的介質(zhì)層可以直接作為相鄰存儲柵結(jié)構(gòu)之間的隔離結(jié)構(gòu)，并且所述介質(zhì)層與第二區(qū)域II上的第二側(cè)墻同時形成，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要再額外形成第一凹槽內(nèi)的介質(zhì)層，可以節(jié)約工藝步驟。
[0026]進(jìn)一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案可以采用遠(yuǎn)端等離子體輔助干法刻蝕工藝刻蝕所述襯墊層，由于所述遠(yuǎn)端等離子體輔助干法刻蝕工藝中的刻蝕氣體在遠(yuǎn)離刻蝕區(qū)域的等離子體處理區(qū)域被等離子體化之后，再進(jìn)入刻蝕區(qū)域，等離子體的能量相對較低，對刻蝕材料層的等離子體損傷較小，在刻蝕襯墊層的過程中不會損傷到第一側(cè)墻，從而不會影響所述第一側(cè)墻對存儲柵結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用。
[0027]進(jìn)一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案可以采用高深寬比填充工藝形成所述第二柵側(cè)墻材料層。由于所述第一凹槽的頂部寬度大于底部寬度，并且所述高深寬比填充工藝對于深寬比較高的第一凹槽具有較高的填充能力，所以在所述第一凹槽內(nèi)的第二側(cè)墻材料層的填充質(zhì)量較高，缺陷較少，可以直接作為相鄰存儲柵結(jié)構(gòu)之間的隔離結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要再將所述第一凹槽內(nèi)的第二側(cè)墻材料層去除再另外形成位于第一凹槽內(nèi)的隔離層，從而可以節(jié)約工藝步驟。
【附圖說明】
[0028]圖1至圖10是本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]如【背景技術(shù)】中所述，由于相鄰存儲單元之間的間距較小，相鄰存儲單元之間填充介質(zhì)材料的難度較大，很容易形成空洞等缺陷，影響存儲器的可靠性。
[0030]在形成外圍電路的晶體管的側(cè)墻的過程中，會采用化學(xué)氣相沉積工藝，在半導(dǎo)體襯底上形成側(cè)墻材料層之后，再對所述側(cè)墻材料層進(jìn)行無掩膜刻蝕以形成所述側(cè)墻。但是由于存儲單元之間的間距較小，在形成所述側(cè)墻材料層的過程中，所述側(cè)墻材料