專利名稱：浮柵制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及芯片制造領(lǐng)域，尤其涉及在閃存存儲(chǔ)器制造過程中的浮柵制造方法。
背景技術(shù)：
FLASH(閃存存儲(chǔ)器)器件依照其結(jié)構(gòu)的不同通常分為兩種類型疊柵器件和分 柵器件。疊柵器件通常包括浮柵與控制柵，其中，浮柵位于控制柵和基底之間，處于浮置狀 態(tài)，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；控制柵與字線相接，用于控制浮柵。浮柵和基底之間還包括隧穿氧化層， 浮柵和控制柵之間還包括有隔離的介電層等。在每個(gè)閃存單元之間通過淺溝槽隔離(STI shallow trench isolation)進(jìn)行隔離。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的日益進(jìn)步，器件密度越來越大，器件尺寸日益縮小，淺溝槽 隔離的寬度也變得日漸變窄，變窄的淺溝槽隔離帶來的問題是一 .變窄的淺溝槽隔離減少控制柵至浮柵之間的耦合比(couple ratio)，使得外 加在控制柵的電壓無法作用在閃存上，造成資料無法寫入或者擦除。二 變窄的淺溝槽隔離容易引起相鄰浮柵橋接，引起短路。請(qǐng)參閱圖IA 圖1G，圖IA 圖IG為現(xiàn)有技術(shù)浮柵制造方法，包括步驟步驟al，先在半導(dǎo)體襯底1的有源區(qū)表面上先形成墊介質(zhì)層2以及氮化層3，用以 在無源區(qū)形成淺溝道隔離時(shí)，保護(hù)有源區(qū)未受影響；所述墊介質(zhì)層2的作用是作為氮化層3 的緩沖層，降低氮化層3與半導(dǎo)體襯底1的應(yīng)力，如截面示意圖IA所示。步驟a2，在半導(dǎo)體襯底1的無源區(qū)內(nèi)通過刻蝕方法去除部分半導(dǎo)體襯底1，在該區(qū) 域內(nèi)形成一淺溝槽4，如截面示意圖IB所示；然后在溝槽4內(nèi)填充絕緣物，形成淺溝槽隔離 5，如截面示意圖IC所示。接著，形成淺溝槽隔離5之后，所述氮化層3以及墊介質(zhì)層2的作用已經(jīng)完成，需 要去除，如截面示意圖ID以及圖IE所示。然后，在有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底1上注入離子形成離子阱，離子注入之前，需要在其 表面上生長一層犧牲層6，用以修復(fù)離子注入對(duì)半導(dǎo)體襯底1造成的晶格損傷，如截面示意 圖IF所示。接著，采用濕法刻蝕去除犧牲層6。在半導(dǎo)體襯底1的有源區(qū)表面上形成浮柵氧化層7，最后在所述浮柵氧化層7上形 成浮柵8，如截面示意圖IG所示。由于在上述工藝步驟中，需要二道刻蝕工藝用以去除墊介質(zhì)層2以及犧牲層6，因 而相應(yīng)地在橫向?qū)挾确较蛏峡涛g去除部分淺溝槽隔離5，造成淺溝槽隔離的寬度變窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種浮柵制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中過度刻蝕 造成淺溝槽隔離變窄的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種浮柵制造方法，其步驟為
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在半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)表面上形成墊介質(zhì)層以及氮化層；在半導(dǎo)體襯底的無源區(qū)內(nèi)形成淺溝槽隔離，用于隔離相鄰的有源區(qū)；去除所述氮化層并清洗所述墊介質(zhì)層，用于去除表面污染物；對(duì)所述墊介質(zhì)層進(jìn)行高溫退火處理；通過所述墊介質(zhì)層，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)進(jìn)行離子注入，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成離子 阱；去除所述墊介質(zhì)層；在淺溝槽隔離兩側(cè)的有源區(qū)表面上形成浮柵氧化層；在所述浮柵氧化層上形成浮柵。進(jìn)一步的，所述高溫退火的溫度范圍為900 1000攝氏度，時(shí)間為30 120秒。進(jìn)一步的，所述墊介質(zhì)層為氧化物、氮化物、氧化物與氮化物的組合。進(jìn)一步的，所述氧化物為二氧化硅。進(jìn)一步的，所述浮柵為多晶硅柵極或金屬柵極。進(jìn)一步的，所述氮化層為氮化硅。與傳統(tǒng)芯片制造方法相比，本發(fā)明的浮柵制造方法，通過對(duì)墊氧化層清洗完畢后， 進(jìn)行退火處理，只需進(jìn)行一道刻蝕去除工藝即可形成浮柵，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，無需形成及去除 犧牲氧化層的工藝，避免除去犧牲氧化層時(shí)在橫向方向上刻蝕掉部分淺溝槽隔離，保持了 淺溝槽隔離的橫向?qū)挾?，增大了控制柵至浮柵之間的耦合比(couple ratio)，從而有效改 善外加在控制柵的電壓對(duì)存儲(chǔ)資料的寫入或者擦除，也避免了相鄰浮柵橋接而引起短路的 問題。


圖IA 圖IG為現(xiàn)有技術(shù)制造浮柵的制造步驟截面示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中浮柵制造方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為了更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說明如下。請(qǐng)參閱圖2所示的本發(fā)明實(shí)施例中浮柵制造方法流程圖，并結(jié)合圖1所示的截面 示意圖。步驟1 在半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)表面上形成墊介質(zhì)層以及氮化層。在半導(dǎo)體襯底1的有源區(qū)表面上采用化學(xué)汽相沉積或者高溫氧化方法先形成墊 介質(zhì)層2以及氮化層3，所述氮化層3為氮化硅。用以在無源區(qū)形成淺溝道隔離時(shí)，保護(hù)有 源區(qū)未受影響；所述墊介質(zhì)層2的作用是作為氮化層3的緩沖層，降低氮化層3與半導(dǎo)體襯 底1的應(yīng)力，所述的墊介質(zhì)層2可以為氧化物、氮化物、氧化物與氮化物的組合，比如二氧化 硅、二氧化氮、氮氧化硅等均可。如截面示意圖1A。步驟2 在半導(dǎo)體襯底的無源區(qū)內(nèi)形成淺溝槽隔離。在半導(dǎo)體襯底1的無源區(qū)內(nèi)通過刻蝕方法去除部分半導(dǎo)體襯底1，在該區(qū)域內(nèi)形 成一淺溝槽4，如截面示意圖IB ；然后在溝槽4內(nèi)填充絕緣物，形成淺溝槽隔離5，如截面示 意圖IC0
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步驟3，去除所述氮化層3并清洗所述墊介質(zhì)層2。形成淺溝槽隔離5之后，所述氮化層3的作用已經(jīng)完成，需要去除，并清洗所述墊 介質(zhì)層2，采用濕法清洗，用于去除表面污染物，本實(shí)施例中采用傳統(tǒng)的RCA清洗技術(shù)，如截 面示意圖1D。步驟4 對(duì)形成所述墊介質(zhì)層2進(jìn)行高溫退火處理。在步驟2形成淺溝槽隔離過程中，由于填充絕緣物時(shí)候造成對(duì)所述墊介質(zhì)層2的 晶格造成一定程度損傷，因此有必要在進(jìn)行離子注入之前，高溫退火，修復(fù)晶格的損傷。設(shè) 定的工藝溫度范圍可以在900攝氏度到1000攝氏度之間，處理時(shí)間的范圍可以為40秒到 120 秒。步驟5 在所述墊介質(zhì)層2表面注入離子，以在半導(dǎo)體襯底1內(nèi)形成離子阱。根據(jù)器件的類型，注入P(磷)離子形成N型阱或者注入B(硼)離子形成P型阱。步驟6:去除所述墊介質(zhì)層2，由于進(jìn)行離子注入以后，所述墊介質(zhì)層2已經(jīng)含有部 分摻雜的離子，無法用作浮柵氧化層，因此需要將其去除然后再生長新的介質(zhì)層用以形成 浮柵介質(zhì)層。步驟7 在淺溝槽隔離5兩側(cè)的有源區(qū)表面上形成浮柵氧化層7。步驟8 在所述浮柵氧化層7上形成浮柵8，如截面示意圖IG所示。本實(shí)施例中通過對(duì)墊氧化層2清洗完畢后，進(jìn)行退火處理，只需進(jìn)行一道刻蝕去 除工藝即可形成浮柵，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，無需形成及去除犧牲氧化層6的工藝，避免除去犧牲 氧化層6時(shí)在橫向方向上刻蝕掉部分淺溝槽隔離5，保持了淺溝槽隔離5的橫向?qū)挾?，增?了控制柵(未標(biāo)示)至浮柵8之間的耦合比(coupleratio)，從而有效改善外加在控制柵的 電壓對(duì)浮柵8內(nèi)存儲(chǔ)資料的寫入或者擦除，也避免了相鄰浮柵橋接而引起短路的問題。而且，由于制造方法的改善，減少了去除墊氧化層2以及形成犧牲氧化層6等工藝 步驟，降低制造復(fù)雜度，縮短制造時(shí)間，減少用于清洗的化學(xué)藥品用量，有利于提高制造良 率以及生產(chǎn)率，降低制造成本。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
權(quán)利要求
一種浮柵制造方法，包括在半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)表面上形成墊介質(zhì)層以及氮化層；在半導(dǎo)體襯底的無源區(qū)內(nèi)形成淺溝槽隔離，用于隔離相鄰的有源區(qū)；去除所述氮化層并清洗所述墊介質(zhì)層，用于去除表面污染物；對(duì)所述墊介質(zhì)層進(jìn)行高溫退火處理；通過所述墊介質(zhì)層，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)進(jìn)行離子注入，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成離子阱；去除所述墊介質(zhì)層；在淺溝槽隔離兩側(cè)的有源區(qū)表面上形成浮柵氧化層；在所述浮柵氧化層上形成浮柵。
2.如權(quán)利要求1所述浮柵制造方法，其特征在于，所述高溫退火的溫度范圍為900 1000攝氏度，時(shí)間為30 120秒。
3.如權(quán)利要求1所述浮柵制造方法，其特征在于，所述墊介質(zhì)層為氧化物、氮化物、氧 化物與氮化物的組合。
4.如權(quán)利要求3所述浮柵制造方法，其特征在于，所述氧化物為二氧化硅。
5.如權(quán)利要求1所述浮柵制造方法，其特征在于，所述浮柵為多晶硅柵極或金屬柵極。
6.如權(quán)利要求1所述浮柵制造方法，其特征在于，所述氮化層為氮化硅。
全文摘要
本發(fā)明提供一種浮柵制造方法，包括在半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)表面上形成墊介質(zhì)層以及氮化層；在半導(dǎo)體襯底的無源區(qū)內(nèi)形成淺溝槽隔離，去除所述氮化層并清洗所述墊介質(zhì)層，對(duì)所述墊介質(zhì)層進(jìn)行高溫退火處理；通過所述墊介質(zhì)層，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)進(jìn)行離子注入，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成離子阱；去除所述墊介質(zhì)層；在淺溝槽隔離兩側(cè)的有源區(qū)表面上形成浮柵氧化層；在所述浮柵氧化層上形成浮柵。本發(fā)明通過對(duì)墊氧化層清洗完畢后，進(jìn)行退火處理，只需進(jìn)行一道刻蝕去除工藝即可形成浮柵，保持了淺溝槽隔離的橫向?qū)挾?，增大了控制柵至浮柵之間的耦合比(couple ratio)，從而有效改善外加在控制柵的電壓對(duì)存儲(chǔ)資料的寫入或者擦除。
文檔編號(hào)H01L21/28GK101924025SQ20091005301
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者盧莊鴻, 史運(yùn)澤, 宋化龍, 沈憶華 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司