并且將這些示例性實施方式的構思充分傳達給本領域普通技術人員,在附圖中,為了清楚起見,擴大了層和區(qū)域的厚度,并且使用相同的附圖標記表示相同的器件,因而將省略對它們的描述。
[0072]首先,執(zhí)行步驟SI,提供如圖12所示的具有相互隔離的第一 N阱區(qū)101和第二 N阱區(qū)102的襯底100。該過程包括在襯底100上設置光刻膠;然后對光刻膠進行圖形化處理,在欲形成第一 N阱區(qū)101和第二 N阱區(qū)102的位置形成開口 ;接著對襯底100和光刻膠進行N型離子注入,在襯底100上形成第一 N阱區(qū)101和第二 N阱區(qū)102。其中所注入的N型離子如本領域技術所了解的第VI族元素(例如磷、砷或銻)。
[0073]然后,執(zhí)行步驟S2,在圖12所示的襯底100上設置圖18所示的具有的間隔槽203的氧化層200’,上述間隔槽203位于上述第一 N阱區(qū)101所在襯底100的表面上。
[0074]上述氧化層200’的形成過程可以有多種,本申請舉例進行說明如下:
[0075]其中一種形成過程包括:在襯底上設置氧化物,然后對氧化物進行刻蝕,刻蝕后的氧化物形成氧化層200’,所形成的開口作為間隔槽203,其中氧化物的形成可以采用沉積或氧化生長,優(yōu)選氧化生長,所采用的氧化生長條件可以參考本領域常規(guī)生長氧化層的條件,在此不再贅述。對氧化物的刻蝕可以采用本領域常規(guī)的具有各向異性的干法刻蝕或者具有各向同性的濕法刻蝕,其中干法刻蝕形成的間隔槽203的側壁為平面,在其中設置的P型浮柵與襯底100中的N阱區(qū)形成的pn結二極管的性能更好;其中的濕法刻蝕對襯底100沒有損傷,因此也有利于改善pn結二極管的性能。
[0076]其中另一種形成過程包括以下步驟:
[0077]執(zhí)行步驟S21,在圖12所示的襯底100上設置依次遠離襯底100的第一氧化層201’和刻蝕阻擋層700,形成具有圖13所示剖面結構的器件。上述第一氧化層201’的形成過程同樣可以采用沉積法或者氧化生長法,在此不再贅述;上述刻蝕阻擋層700的形成方法采用化學氣相沉積法形成,比如采用硅烷和氨氣進行常壓化學氣相沉積法形成氮化硅材質的刻蝕阻擋層,或者采用二氯二氫硅和氨氣在減壓和700?800°C條件下進行低壓化學氣相沉積形成氮化硅材質的刻蝕阻擋層,或者在低于350°C下采用等離子體增強化學氣相沉積法形成氮化硅材質的刻蝕阻擋層。
[0078]執(zhí)行步驟S22,依次刻蝕圖13所示的刻蝕阻擋層700和第一氧化層201’形成圖14所示的第一開口,該第一開口中部分第一 N阱區(qū)101和部分第二 N阱區(qū)102裸露。上述刻蝕過程同樣可以采用本領域常規(guī)的刻蝕方法實施,優(yōu)選采用具有各向異性的干法刻蝕法實施,比如刻蝕阻擋層700的材料為氮化硅時,采用包含CF4、O2和N2的氣體對氮化硅進行刻蝕;然后在刻蝕至第一氧化層201’時,減少氧氣和氮氣的含量對第一氧化層201’進行刻蝕,上述的CF4可以采用SiF4、NF3, CHF3, C2F6替代。
[0079]執(zhí)行步驟S23,在圖14所示的第一開口的側壁上形成圖16所示的側壁層800。該過程進一步包括:步驟S231,在圖14所示的第一開口和刻蝕阻擋層700上沉積圖15所示的側壁層材料;步驟S232,對圖15所示的側壁層材料進行刻蝕,形成圖16所示的側壁層800,上述側壁層材料與形成上述刻蝕阻擋層700的材料相同,比如均為氮化硅或者為氮氧化石圭。
[0080]上述步驟S231的沉積過程可以采用化學氣相沉積法實施,優(yōu)選采用低壓化學氣相沉積法或等離子體增強化學氣相沉積法,以在第一開口的底面和側壁以及刻蝕阻擋層700的表面上形成共形臺階覆蓋結構,進而在完成步驟S232的刻蝕后所形成的側壁層800的形狀也較為規(guī)整,上述步驟S232的刻蝕采用具有各向異性的干法刻蝕。本申請為了后續(xù)便于去除側壁層800和刻蝕阻擋層700,優(yōu)選形成兩者的材料相同。
[0081]在形成側壁層800之后,執(zhí)行步驟S24,在圖16所示的裸露的襯底100上設置圖17所示的第二氧化層202’。上述設置過程采用沉積或者生長方式均可,優(yōu)選上述生長過程采用熱氧化生長法實施,并且所形成的第二氧化層202’的厚度與第一氧化層201’的厚度均優(yōu)選在20?500 ?。
[0082]完成第二氧化層202’的設置之后,執(zhí)行步驟S25,去除圖17所示的側壁層800和刻蝕阻擋層700,在側壁層800所在位置形成圖18所示的間隔槽203,刻蝕后的第一氧化層201’、第二氧化層202’和間隔槽203形成氧化層200’。
[0083]上述側壁層800和刻蝕阻擋層700的去除方法優(yōu)選化學濕法刻蝕,比如當形成側壁層800和刻蝕阻擋層700的材料為氮化硅時,優(yōu)選采用磷酸在160°C左右進行腐蝕,由于磷酸對氧化物的選擇比較高,因此,對氧化物的損傷較小,也就是說對第一氧化層201’和第二氧化層202’的幾乎沒有損傷。
[0084]上述形成具有間隔槽203的氧化層200’的過程,利用所形成的第一開口將部分第一 N阱區(qū)101所在的襯底100表面裸露,進而通過控制在第一開口的側壁上形成的側壁層800的厚度來定位隔離槽203的位置,進而確定后續(xù)形成的pn結二極管的位置,不需要依賴光掩膜層之間的精確對準實現(xiàn)Pn結二極管的位置;而且,側壁層800的尺寸可以通過步驟S231的沉積條件和步驟S232的刻蝕條件進行調節(jié),不需要依賴光刻設備的線寬能力實現(xiàn)小尺寸Pn結二極管的制作。
[0085]在本申請一種優(yōu)選的實施方式中,在形成上述間隔槽203之后,為了進一步提高pn結二極管的擦寫速度,優(yōu)選上述步驟S25還包括:去除側壁層800和刻蝕阻擋層700,在側壁層800所在位置形成間隔槽203;以第二氧化層202’和刻蝕后的第一氧化層201’為掩膜,刻蝕襯底100,使間隔槽203延伸至襯底100中。從而使后續(xù)所形成的pn結二極管的耦合面積增加,實現(xiàn)提高擦寫速度的目的。
[0086]在完成上述步驟S2之后,執(zhí)行步驟S3,在圖18所示的間隔槽203中、氧化層200’上設置圖20所示的摻雜有P型離子的第一多晶硅層300’。
[0087]在本申請又一種優(yōu)選的實施方式中,優(yōu)選上述步驟S3還包括:步驟S31,對圖18所示的裸露的襯底100和氧化層200’進行N型離子注入,在間隔槽203對應的襯底100中形成圖19所示的N型重摻雜區(qū)400 ;步驟S32,在圖19所示的N型重摻雜區(qū)400和氧化層200’上沉積多晶硅,且在沉積過程中摻雜P型離子,形成圖20所示的摻雜有P型離子的第一多晶娃層300’。
[0088]上述步驟S3在形成第一多晶硅層300’之前,在間隔槽203對應的襯底100中形成N型重摻雜區(qū)400與摻雜有P型雜質離子的浮柵300形成pn結二極管,不僅保證了兩者位置關系的準確性,而且通過重摻雜的N型離子緩解了刻蝕對襯底造成的表面損傷,且具有上述結構的Pn結二極管中載流子濃度增大,擦寫速度提高了,同時為了形成N型離子的濃度為115?1aVcm3的N型重摻雜區(qū)400,優(yōu)選上述離子注入的劑量為IE15?5E15/cm3,能量為1Kev?lOOKev,具體參數(shù)的選擇本領域技術人員可以視控制柵的厚度而定。同時上述形成摻雜有P型離子的第一多晶硅層300’的方式采用邊沉積邊摻雜的方式形成,其中P型離子的摻雜濃度可以通過控制沉積時P型離子的濃度,在此不再贅述。
[0089]在實現(xiàn)上述效果的基礎上,本申請又一種優(yōu)選的實施方式的步驟S3還包括:步驟S31’,對裸露的襯底100和氧化層200’進行N型離子注入,在間隔槽203對應的襯底100中形成N型重摻雜區(qū)400 ;步驟S32’,在N型重摻雜區(qū)400和氧化層200’上沉積多晶硅;步驟S33’,對多晶硅進行離子注入,形成摻雜有P型離子的第一多晶硅層300’。該實施方式采用先沉積多晶硅然后對多晶硅進行離子注入,同樣可以形成摻雜有P型離子的第一多晶硅層300’,且P型離子的濃度可以通過離子注入的劑量進行控制,在此不再贅述。
[0090]在形成上述第一多晶娃層300’之后,其中位于間隔槽203中的P型多晶娃與第一N阱區(qū)或N型重摻雜區(qū)即可形成pn結二極管結構,然后,進一步可以采用常規(guī)工藝形成浮柵、控制柵等結構。以下示意性地給出了兩種形成浮柵和控制柵的方法,以利于本領域技術人員更深入地理解本申請。
[0091]一種方法包括:依次刻蝕圖20所示的第一多晶硅層300’和氧化層200’ (可參看圖19的氧化層200’),刻蝕后的氧化層200’形成圖21所示的半浮柵晶體管結構的柵氧化層200,刻蝕后的第一多晶硅層300’形成圖21所示的半浮柵晶體管結構的浮柵300,其中位于間隔槽203中的為第一浮柵部301,位于第一浮柵部301上以及柵氧化層200上的為第二浮柵部302 (可參見圖9);在圖21所示的浮柵300和裸露的襯底100上設