本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,尤其涉及一種快閃存儲器的形成方法。
背景技術(shù):
快閃存儲器是集成電路產(chǎn)品中一種重要的器件??扉W存儲器的主要特點是在不加電壓的情況下能長期保持存儲的信息??扉W存儲器具有集成度高、較快的存取速度和易于擦除等優(yōu)點,因而得到廣泛的應(yīng)用。
快閃存儲器分為兩種類型:疊柵(stack gate)快閃存儲器和分柵(split gate)快閃存儲器。疊柵快閃存儲器具有浮柵和位于浮柵的上方的控制柵。疊柵快閃存儲器存在過擦除的問題。與疊柵快閃存儲器不同的是,分柵快閃存儲器在浮柵的一側(cè)形成作為擦除柵極的字線。分柵快閃存儲器能有效的避免過擦除效應(yīng)。且分柵快閃存儲器利用源端的熱電子注入進行編程,具有更高的編程效率。
然而,現(xiàn)有的分柵快閃存儲器存在嚴(yán)重的編程串?dāng)_失效的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的問題是提供一種快閃存儲器的形成方法,降低快閃存儲器出現(xiàn)編程串?dāng)_失效的程度。
為解決上述問題,本發(fā)明提供一種快閃存儲器的形成方法,包括:提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底具有字線位線區(qū)和源線浮柵區(qū),所述源線浮柵區(qū)位于相鄰字線位線區(qū)之間;在部分半導(dǎo)體襯底上形成橫跨所述字線位線區(qū)和源線浮柵區(qū)的浮柵氧化層和浮柵層,浮柵層位于浮柵氧化層上;在半導(dǎo)體襯底中形成橫跨所述字線位線區(qū)和源線浮柵區(qū)的隔離層,所述隔離層位于浮柵氧化層和浮柵層兩側(cè);形成介質(zhì)層,所述介質(zhì)層覆蓋字線位線區(qū)的浮柵氧化層、浮柵層和隔離層,相鄰介質(zhì)層之間具有第一開口;在第一開口側(cè)壁形成第一側(cè)墻;以第一側(cè)墻為掩膜去除第一開口底部的浮柵層和浮柵氧化層,在第一開口底部形成第二開口;在第一開口和第二開口中、及第一側(cè)墻和介質(zhì)層上形成源線膜;研磨去除第一側(cè)墻和介質(zhì)層上的源線膜,在第一開口和第二開口中形成源線層,所述研磨包括:主研磨,所述主研磨暴露出浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層、或者暴露出隔離層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層;主研磨后進行過研磨,根據(jù)隔離層頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度獲取所述過研磨的過研磨量;形成源線層后,去除字線位線區(qū)的介質(zhì)層、浮柵層和浮柵氧化層,形成浮柵介質(zhì)層和位于浮柵介質(zhì)層上的浮柵;在暴露出的浮柵介質(zhì)層和浮柵的側(cè)壁形成字線結(jié)構(gòu)。
可選的,所述過研磨量獲取的方法為:設(shè)置所述過研磨量的修正量;將所述隔離層頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度與所述修正量取和,得到過研磨量。
可選的,所述過研磨量與隔離層的頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度呈線性關(guān)系。
可選的,所述過研磨量為過研磨速率和研磨時間的乘積;所述修正量為10?!?5埃;當(dāng)所述隔離層的頂部表面相對于浮柵層的頂部的高度為100?!?00埃時,所述過研磨的時間為10.5秒~25.5秒,所述過研磨速率為10埃/秒~20埃/秒。
可選的,當(dāng)所述隔離層的頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度為500埃時,所述過研磨的時間為25.5秒;當(dāng)所述隔離層的頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度為400埃時,所述過研磨的時間為20.5秒;當(dāng)所述隔離層的頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度為300埃時,所述過研磨的時間為15.5秒;當(dāng)所述隔離層的頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度為200埃時,所述過研磨的時間為10.5秒。
可選的,當(dāng)所述隔離層的頂部表面高于浮柵層的頂部表面時,所述主研磨暴露出隔離層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層;當(dāng)所述隔離層的頂部表面低于浮柵層的頂部表面時,所述主研磨暴露出浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層;當(dāng)所述隔離層的頂部表面與浮柵層的頂部表面齊平時,所述主研磨暴露出隔離層和浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層。
可選的,形成所述浮柵氧化層、浮柵層和隔離層的方法包括:在所述半導(dǎo)體襯底上形成浮柵氧化膜;在所述浮柵氧化膜上形成浮柵膜;在所述浮柵膜上形成第一掩膜材料層;圖形化所述第一掩膜材料層、浮柵膜、浮柵氧化膜和部分半導(dǎo)體襯底,在所述半導(dǎo)體襯底上形成浮柵氧化層、位于浮柵氧化層上的浮柵層和位于浮柵層上的第一掩膜層,同時形成溝槽,所述溝槽位于相鄰浮柵層、相鄰浮柵氧化層和相鄰第一掩膜層之間、以及半導(dǎo)體襯底中;在所述溝槽中以及所述第一掩膜層上形成隔離材料層;去除高于第一掩膜層頂部表面的隔離材料層,在所述溝槽中形成隔離層;去除高于第一掩膜層頂部表面的隔離材料層后,去除第一掩膜層。
可選的,形成所述第一側(cè)墻的方法包括:在所述第一開口的側(cè)壁和底部、以及介質(zhì)層的頂部表面形成第一側(cè)墻膜;去除介質(zhì)層頂部表面、以及第一開口底部的第一側(cè)墻膜,形成第一側(cè)墻。
可選的,形成所述源線膜之前,還包括:在所述第二開口暴露出的浮柵層和浮柵氧化層的側(cè)壁形成第二側(cè)墻;形成第二側(cè)墻后,在所述第二開口底部的半導(dǎo)體襯底中形成源區(qū)。
可選的,所述字線結(jié)構(gòu)包括字線氧化層和字線,所述字線位于第一側(cè)墻、浮柵和浮柵介質(zhì)層的側(cè)壁;所述字線氧化層位于第一側(cè)墻與字線之間、浮柵和字線之間、浮柵介質(zhì)層和字線之間、以及半導(dǎo)體襯底和字線之間。
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:
本發(fā)明提供的快閃存儲器的形成方法,根據(jù)隔離層頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度獲取所述過研磨的過研磨量,使得完全去除介質(zhì)層和第一側(cè)墻上的源線膜后,對浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的研磨損耗降低。因此避免浮柵層上的第一側(cè)墻的高度過小,進而避免浮柵側(cè)壁的字線結(jié)構(gòu)的高度過小。后續(xù)會以字線結(jié)構(gòu)為掩膜在半導(dǎo)體襯底中形成漏區(qū)。由于避免了浮柵側(cè)壁的字線結(jié)構(gòu)的高度過小,因此使得字線結(jié)構(gòu)對漏區(qū)形成的阻礙作用較大。使得字線溝道的長度增加,進而使字線溝道的電阻增加,因而快閃存儲器的漏電流減小。降低了快閃存儲器的編程串?dāng)_的程度。
附圖說明
圖1是一種快閃存儲器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為沿著圖1中切割線A-A1獲得的示意圖;
圖3為沿著圖1中切割線A2-A3獲得的示意圖;
圖4至圖23是本發(fā)明一實施例中快閃存儲器形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
正如背景技術(shù)所述,現(xiàn)有技術(shù)形成的分柵快閃存儲器存在嚴(yán)重的編程串?dāng)_失效的問題。
圖1是一種快閃存儲器的結(jié)構(gòu)示意圖,圖2為沿著圖1中切割線A-A1獲得的示意圖,圖3為沿著圖1中切割線A2-A3獲得的示意圖。
參考圖1、圖2和圖3,快閃存儲器的形成方法包括:提供半導(dǎo)體襯底100;在部分半導(dǎo)體襯底100上形成浮柵氧化層和浮柵層,浮柵層位于浮柵氧化層上;在半導(dǎo)體襯底中形成隔離層110,所述隔離層110位于浮柵氧化層和浮柵層兩側(cè);形成橫跨浮柵氧化層、浮柵層和隔離層的分立的介質(zhì)層,相鄰介質(zhì)層之間具有第一開口,介質(zhì)層所在的區(qū)域為字線位線區(qū);在第一開口暴露出的介質(zhì)層側(cè)壁形成第一側(cè)墻130;以第一側(cè)墻130為掩膜去除第一開口底部的浮柵層和浮柵氧化層,在第一開口底部形成第二開口;在第一開口和第二開口中、及第一側(cè)墻和介質(zhì)層上形成源線膜;研磨去除第一側(cè)墻130和介質(zhì)層上的源線膜,在第一開口和第二開口中形成源線層140;形成源線層140后,去除字線位線區(qū)的介質(zhì)層、浮柵層和浮柵氧化層,形成浮柵介質(zhì)層120和位于浮柵介質(zhì)層120上的浮柵121;在字線位線區(qū)形成字線151和字線氧化層,字線151位于第一側(cè)墻130、浮柵121和浮柵介質(zhì)層120的側(cè)壁;所述字線氧化層位于第一側(cè)墻130與字線151之間、浮柵121和字線151之間、浮柵介質(zhì)層120和字線151之間、以及半導(dǎo)體襯底100和字線151之間。
對于多個快閃存儲器,隔離層的頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度差具有較大的波動。
研磨源線膜的過程包括主掩膜和主研磨后進行的過研磨。對于同一工藝制程,過研磨的時間設(shè)定為固定的值。
然而,上述方法形成的快閃存儲器存在嚴(yán)重的編程串?dāng)_失效的問題,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),原因在于:
研磨源線膜之前,當(dāng)隔離層的頂部表面高于浮柵層的頂部表面時,那么隔離層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的頂部表面高于浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的頂部表面,主研磨結(jié)束后,暴露出隔離層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的頂部表面,浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的頂部表面還剩余部分源線膜。且隔離層上的第一側(cè)墻的頂部表面相對于浮柵層上的第一側(cè)墻的頂部表面的高度越小時。主研磨結(jié)束后,浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的頂部表面剩余的源線膜的厚度越小。在此情況下,過研磨的時間相對較長,導(dǎo)致去除浮柵層上剩余的源線膜后,會繼續(xù)對浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層進行研磨,使得浮柵層上的第一側(cè)墻受到較大的損耗,導(dǎo)致浮柵層上的第一側(cè)墻的高度過小。
研磨源線膜之前,當(dāng)隔離層的頂部表面低于浮柵層的頂部表面時,那么隔離層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的頂部表面低于浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的頂部表面。主研磨結(jié)束后,暴露出浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的頂部表面,隔離層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的頂部表面還剩余部分源線膜。且隔離層上的第一側(cè)墻的頂部表面相對于浮柵層上的第一側(cè)墻的頂部表面的高度越小時,主研磨結(jié)束后,隔離層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的頂部表面剩余的源線膜的厚度越小。在此情況下,研磨的時間越長,導(dǎo)致對浮柵層上的第一側(cè)墻的研磨損耗越大。導(dǎo)致浮柵層上的第一側(cè)墻的高度過小。
后續(xù)需要以字線和字線氧化層為掩膜,采用離子注入工藝在半導(dǎo)體襯底中形成漏區(qū)。由于浮柵層上的第一側(cè)墻的高度過小,因此導(dǎo)致浮柵層側(cè)壁的字線和字線氧化層的高度過小。字線和字線氧化層對離子注入的阻礙作用過小,使得漏區(qū)部分位于字線和字線氧化層底部的半導(dǎo)體襯底中。導(dǎo)致減小了字線溝道的長度,相應(yīng)的,減小了字線溝道的電阻,因而導(dǎo)致漏電流增大。導(dǎo)致快閃存儲器出現(xiàn)嚴(yán)重的編程串?dāng)_。
在此基礎(chǔ)上,本發(fā)明提供一種快閃存儲器的形成方法,包括:提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底具有字線位線區(qū)和源線浮柵區(qū),所述源線浮柵區(qū)位于相鄰字線位線區(qū)之間;在部分半導(dǎo)體襯底上形成橫跨所述字線位線區(qū)和源線浮柵區(qū)的浮柵氧化層和浮柵層,浮柵層位于浮柵氧化層上;在半導(dǎo)體襯底中形成橫跨所述字線位線區(qū)和源線浮柵區(qū)的隔離層,所述隔離層位于浮柵氧化層和浮柵層兩側(cè);形成介質(zhì)層,所述介質(zhì)層覆蓋字線位線區(qū)的浮柵氧化層、浮柵層和隔離層,相鄰介質(zhì)層之間具有第一開口;在第一開口側(cè)壁形成第一側(cè)墻;以第一側(cè)墻為掩膜去除第一開口底部的浮柵層和浮柵氧化層,在第一開口底部形成第二開口;在第一開口和第二開口中、及第一側(cè)墻和介質(zhì)層上形成源線膜;研磨去除第一側(cè)墻和介質(zhì)層上的源線膜,在第一開口和第二開口中形成源線層,所述研磨包括:主研磨,所述主研磨暴露出浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層、或者暴露出隔離層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層;主研磨后進行過研磨,根據(jù)隔離層頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度獲取所述過研磨的過研磨量;形成源線層后,去除字線位線區(qū)的介質(zhì)層、浮柵層和浮柵氧化層,形成浮柵介質(zhì)層和位于浮柵介質(zhì)層上的浮柵;在暴露出的浮柵介質(zhì)層和浮柵的側(cè)壁形成字線結(jié)構(gòu)。
根據(jù)隔離層頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度獲取所述過研磨的過研磨量,使得完全去除介質(zhì)層和第一側(cè)墻上的源線膜后,對浮柵層上的第一側(cè)墻和介質(zhì)層的研磨損耗降低。因此避免浮柵層上的第一側(cè)墻的高度過小,進而避免浮柵側(cè)壁的字線結(jié)構(gòu)的高度過小。后續(xù)會以字線結(jié)構(gòu)為掩膜在半導(dǎo)體襯底中形成漏區(qū)。由于避免了浮柵側(cè)壁的字線結(jié)構(gòu)的高度過小,因此使得字線結(jié)構(gòu)對漏區(qū)形成的阻礙作用較大。使得字線溝道的長度增加,進而使字線溝道的電阻增加,因而快閃存儲器的漏電流減小。降低了快閃存儲器的編程串?dāng)_的程度。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細(xì)的說明。
圖4至圖23是本發(fā)明一實施例中快閃存儲器形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
參考圖4,提供半導(dǎo)體襯底200,所述半導(dǎo)體襯底200具有字線位線區(qū)和源線浮柵區(qū),所述源線浮柵區(qū)位于相鄰字線位線區(qū)之間。
所述半導(dǎo)體襯底200為形成快閃存儲器提供工藝平臺。
所述半導(dǎo)體襯底200的材料可以為硅、鍺或者鍺化硅。所述半導(dǎo)體襯底200還可以絕緣體上硅(SOI)、絕緣體上鍺(GeOI)或絕緣體上鍺化硅(SiGeOI)。本實施例中,所述半導(dǎo)體襯底200的材料單晶硅。
本實施例中,所述源線浮柵區(qū)位于所述字線位線區(qū)的兩側(cè)。
接著,在部分半導(dǎo)體襯底200上形成橫跨所述字線位線區(qū)和源線浮柵區(qū)的浮柵氧化層和浮柵層,浮柵層位于浮柵氧化層上;在半導(dǎo)體襯底200中形成橫跨所述字線位線區(qū)和源線浮柵區(qū)的隔離層,所述隔離層位于浮柵氧化層和浮柵層兩側(cè)。
下面具體介紹形成浮柵氧化層、浮柵層和隔離層的方法。
繼續(xù)參考圖4,在所述半導(dǎo)體襯底200上形成浮柵氧化膜210;在所述浮柵氧化膜210上形成浮柵膜220;在所述浮柵膜220上形成第一掩膜材料層230。
所述浮柵氧化膜210隔離浮柵膜220和半導(dǎo)體襯底200。所述浮柵氧化膜210用于后續(xù)形成浮柵介質(zhì)層。浮柵氧化膜210的形成工藝為沉積工藝或氧化工藝。所述浮柵氧化膜210的材料為二氧化硅。
所述浮柵膜220用于后續(xù)形成浮柵。所述浮柵膜220的形成工藝為沉積工藝,如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝、低壓化學(xué)氣相沉積工藝或亞大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝。所述浮柵膜220的材料為多晶硅。
第一掩膜材料層230用于后續(xù)形成第一掩膜層。所述第一掩膜材料層230的形成工藝為沉積工藝,如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝、低壓化學(xué)氣相沉積工藝或亞大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝。所述第一掩膜材料層230可以是單層結(jié)構(gòu),也可以為疊層結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)谝谎谀げ牧蠈?30為單層結(jié)構(gòu)時,第一掩膜材料層230的材料可以為氮化硅、氮氧化硅或氮碳化硅。當(dāng)?shù)谝谎谀げ牧蠈?30為疊層結(jié)構(gòu)時,疊層結(jié)構(gòu)中的每一層的材料可以為氮化硅、氮氧化硅或氮碳化硅。
所述浮柵氧化膜210、浮柵膜220和第一掩膜材料層230的厚度可以根據(jù)工藝需要而設(shè)定。
參考圖5,圖形化所述第一掩膜材料層230(參考圖4)、浮柵膜220(參考圖4)、浮柵氧化膜210(參考圖4)和部分半導(dǎo)體襯底200,在所述半導(dǎo)體襯底200上形成浮柵氧化層211、位于浮柵氧化層211上的浮柵層221和位于浮柵層221上的第一掩膜層231,同時形成溝槽240,所述溝槽240位于相鄰浮柵層221、相鄰浮柵氧化層211和相鄰第一掩膜層231之間、以及半導(dǎo)體襯底200中。
本實施例中,在第一掩膜材料層230上形成圖形化的光刻膠層,所述圖形化的光刻膠層定義出溝槽240的位置;以所述圖形化的光刻膠層為掩膜,刻蝕第一掩膜材料層230、浮柵膜220和浮柵氧化膜210和部分半導(dǎo)體襯底200,形成溝槽240、浮柵氧化層211、浮柵層221和第一掩膜層231;然后去除所述圖形化的光刻膠層。
在其它實施例中,在第一掩膜材料層上形成圖形化的光刻膠層,所述圖形化的光刻膠層定義出溝槽的位置;以所述圖形化的光刻膠層為掩膜,刻蝕第一掩膜材料層,形成第一掩膜層;然后以所述第一掩膜層為掩膜刻蝕浮柵膜和浮柵氧化膜和部分半導(dǎo)體襯底,形成溝槽、浮柵氧化層、浮柵層;形成第一掩膜層后,去除所述圖形化的光刻膠層。
參考圖6,在所述溝槽240中以及所述第一掩膜層231上形成隔離材料層250。
所述隔離材料層250的材料為絕緣介質(zhì)材料,如氧化硅。形成所述隔離材料層250的工藝為沉積工藝,如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝、低壓化學(xué)氣相沉積工藝、亞大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝或流體化學(xué)氣相沉積工藝。
形成隔離材料層250后,且在后續(xù)去除高于第一掩膜層231頂部表面的隔離材料層250前,還可以對隔離材料層250進行快速熱退火,以增強隔離材料層250的致密性。
參考圖7,去除高于第一掩膜層231頂部表面的隔離材料層250,在所述溝槽240中形成隔離層251。
去除高于第一掩膜層231頂部表面的隔離材料層250的工藝為平坦化工藝,如化學(xué)機械研磨工藝。
本實施例中,研磨去除高于第一掩膜層231頂部表面的隔離材料層250。
去除高于第一掩膜層231頂部表面的隔離材料層250過程中第一掩膜層231的厚度、對第一掩膜層231的研磨程度、以及對隔離材料層250的研磨程度會影響隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度。第一掩膜層231的厚度越小,隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度越小。隨著隔離材料層250的研磨程度相對于對第一掩膜層231的研磨程度越大,隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221頂部表面的高度先變小后變大。
因此,對于多個快閃存儲器,受到第一掩膜層231的厚度的波動和平坦化程度的工藝波動性,使得隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221頂部表面的高度的也具有較大的波動。
形成隔離層251后,隔離層251的頂部表面高于浮柵層221的頂部表面;或者隔離層251的頂部表面低于浮柵層221的頂部表面;或者隔離層251的頂部表面與浮柵層221的頂部表面齊平。
參考圖8,去除高于第一掩膜層231頂部表面的隔離材料層250后,去除第一掩膜層231(參考圖7)。
去除第一掩膜層231的工藝為濕法刻蝕工藝或干法刻蝕工藝。
當(dāng)?shù)谝谎谀?31的材料為氮化硅時,可以采用熱磷酸溶液去除第一掩膜層231。
結(jié)合參考圖9、圖10和圖11,圖9為在圖8基礎(chǔ)上形成的示意圖,圖10為沿著圖9中切割線B-B1獲得的剖面圖,圖11為沿著圖9中切割線B2-B3獲得的剖面圖,形成介質(zhì)層260,所述介質(zhì)層260覆蓋字線位線區(qū)的浮柵氧化層211、浮柵層221和隔離層251,相鄰介質(zhì)層260之間具有第一開口261。
形成介質(zhì)層260的方法包括:在所述浮柵氧化層211、浮柵層221和隔離層251上形成介質(zhì)膜(未圖示);在所述介質(zhì)膜上形成圖形化的第二掩膜層,第二掩膜層覆蓋字線位線區(qū)的介質(zhì)膜且暴露出源線浮柵區(qū)的介質(zhì)膜;以第二掩膜層為掩膜刻蝕去除源線浮柵區(qū)的介質(zhì)膜,形成介質(zhì)層260。
結(jié)合參考圖12和圖13,圖12為在圖10基礎(chǔ)上形成的示意圖,圖13為在圖11基礎(chǔ)上形成的示意圖,在第一開口261側(cè)壁形成第一側(cè)墻270。
所述第一側(cè)墻270的材料為氧化硅或氮氧化硅。
形成所述第一側(cè)墻270的方法包括:在所述第一開口261的側(cè)壁和底部、以及介質(zhì)層260的頂部表面形成第一側(cè)墻膜(未圖示);去除介質(zhì)層260頂部表面、以及第一開口261底部的第一側(cè)墻膜,形成第一側(cè)墻270。
形成所述第一側(cè)墻膜的工藝為沉積工藝,如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝、低壓化學(xué)氣相沉積工藝、亞大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝或者原子層沉積工藝。去除介質(zhì)層260頂部表面、以及第一開口261底部的第一側(cè)墻膜的工藝為回刻蝕工藝。具體的,去除介質(zhì)層260頂部表面、以及第一開口261底部的第一側(cè)墻膜的工藝可以為自對準(zhǔn)蝕刻工藝。
參考圖14,圖14為在圖13基礎(chǔ)上形成的示意圖,以第一側(cè)墻270為掩膜去除第一開口261底部的浮柵層221和浮柵氧化層211,在第一開口261底部形成第二開口262。
以第一側(cè)墻270為掩膜,刻蝕第一開口261底部的浮柵層221和浮柵氧化層211直至暴露出半導(dǎo)體襯底200的表面,在第一開口261底部形成第二開口262。
參考圖15,在所述第二開口262暴露出的浮柵層221和浮柵氧化層211側(cè)壁形成第二側(cè)墻271;在所述第二開口262底部的半導(dǎo)體襯底200中形成源區(qū)280。
所述第二側(cè)墻271的材料為氧化硅或氮氧化硅。
形成源區(qū)280的方法為:以所述第一側(cè)墻270和第二側(cè)墻271為掩膜,對第二開口262底部的半導(dǎo)體襯底200進行源離子注入,形成源摻雜區(qū);然后對所述源摻雜區(qū)進行源退火處理,形成源區(qū)。
所述源退火處理用于激活源摻雜區(qū)中的離子,并修復(fù)源離子注入引起的半導(dǎo)體襯底200內(nèi)的晶格損傷。
接著,結(jié)合參考圖16和圖17,圖16為在圖12基礎(chǔ)上形成的示意圖,圖17為在圖15基礎(chǔ)上形成的示意圖,在第一開口261和第二開口262中、及第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260上形成源線膜290。
所述源線膜290的材料為多晶硅。
形成源線膜290的工藝為沉積工藝,如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝、低壓化學(xué)氣相沉積工藝或亞大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝。
結(jié)合參考圖18和圖19,圖18為在圖16基礎(chǔ)上形成的示意圖,圖19為在圖17基礎(chǔ)上形成的示意圖,研磨去除第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260上的源線膜290,在第一開口261和第二開口262中形成源線層291,所述研磨包括:主研磨,所述主研磨暴露出浮柵層221上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260、或者暴露出隔離層251上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260;主研磨后進行過研磨,根據(jù)隔離層251頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度獲取所述過研磨的過研磨量。
主研磨的結(jié)束節(jié)點為研磨到第一側(cè)墻270的臨界時刻。主研磨后,進行過研磨。所述過研磨的作用是保證將介質(zhì)層260和第一側(cè)墻270上的源線膜290完全去除。因此所述過研磨會研磨部分第一側(cè)墻270。
研磨源線膜290后位于浮柵層221上的第一側(cè)墻270的高度會受到過研磨量和隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度的影響。
具體的,研磨源線膜290之前,隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度越小,隔離層251上的介質(zhì)層260的頂部表面相對于浮柵層221上的介質(zhì)層260的頂部表面的高度越小,相應(yīng)的,隔離層251上的第一側(cè)墻270的頂部表面相對于浮柵層221上的第一側(cè)墻270的頂部表面的高度越小。
需要說明的是,研磨源線膜290之前,當(dāng)隔離層251的頂部表面高于浮柵層221的頂部表面時,隔離層251上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面高于浮柵層221上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面。主研磨結(jié)束后,暴露出隔離層251上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面,浮柵層221上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面還剩余部分源線膜290。且隔離層251上的第一側(cè)墻270的頂部表面相對于浮柵層221上的第一側(cè)墻270的頂部表面的高度越小時,主研磨結(jié)束后,浮柵層221上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面剩余的源線膜290的厚度越小。
研磨源線膜290之前,當(dāng)所述隔離層251的頂部表面低于浮柵層221的頂部表面時,隔離層251上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面低于浮柵層221上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面。主研磨結(jié)束后,暴露出浮柵層221上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面,隔離層251上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面還剩余部分源線膜。且隔離層251上的第一側(cè)墻270的頂部表面相對于浮柵層221上的第一側(cè)墻270的頂部表面的高度越小時,主研磨結(jié)束后,隔離層251上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面剩余的源線膜290的厚度越小。
研磨源線膜290之前,當(dāng)所述隔離層251的頂部表面與浮柵層221的頂部表面齊平時,隔離層251上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面齊平于浮柵層221上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260的頂部表面。主研磨結(jié)束后,暴露出浮柵層221和隔離層251上的第一側(cè)墻270和介質(zhì)層260,沒有剩余的源線膜290。
本實施例中,為了降低研磨源線膜290過程中對浮柵層221上的第一側(cè)墻270的研磨損耗,根據(jù)隔離層251頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度獲取所述過研磨的過研磨量。
所述過研磨量獲取的方法為:設(shè)置所述過研磨量的修正量;將所述隔離層頂部表面相對于浮柵層的頂部表面的高度與所述修正量取和,得到過研磨量。
本實施例中,所述修正量為10?!?5埃。在其它實施例中,可以根據(jù)工藝的要求設(shè)置所述修正量的具體數(shù)值。
所述隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度越小,所述過研磨量越小。本實施例中,所述過研磨量與隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度呈線性關(guān)系。
所述過研磨量為過研磨速率和研磨時間的乘積。
本實施例中,所述過研磨速率為10埃/秒~20埃/秒,修正量為10?!?5埃。相應(yīng)的,當(dāng)所述隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度為100?!?00埃時,所述過研磨的時間為10.5秒~25.5秒。
具體的,當(dāng)所述隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度為500埃時,所述過研磨的時間為25.5秒;當(dāng)所述隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度為400埃時,所述過研磨的時間為20.5秒;當(dāng)所述隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度為300埃時,所述過研磨的時間為15.5秒;當(dāng)所述隔離層251的頂部表面相對于浮柵層221的頂部表面的高度為200埃時,所述過研磨的時間為10.5秒。
結(jié)合參考圖20和圖21,圖20為在圖18基礎(chǔ)上形成的示意圖,圖21為在圖19基礎(chǔ)上形成的示意圖,形成源線層291后,去除字線位線區(qū)的介質(zhì)層260、浮柵層221和浮柵氧化層211,形成浮柵介質(zhì)層212和位于浮柵介質(zhì)層212上的浮柵222。
所述浮柵介質(zhì)層212和浮柵222位于所述源線浮柵區(qū)的部分半導(dǎo)體襯底200上。
去除字線位線區(qū)的介質(zhì)層260、浮柵層221和浮柵氧化層211的工藝為濕法刻蝕工藝或者干法刻蝕工藝。
結(jié)合參考圖22和圖23,圖22為在圖20基礎(chǔ)上形成的示意圖,圖23為在圖21基礎(chǔ)上形成的示意圖,在暴露出的浮柵介質(zhì)層212和浮柵222的側(cè)壁形成字線結(jié)構(gòu)。
所述字線結(jié)構(gòu)位于字線位線區(qū)的半導(dǎo)體襯底200上。
所述字線結(jié)構(gòu)包括字線氧化層300和字線301,所述字線301位于第一側(cè)墻270、浮柵222和浮柵介質(zhì)層212的側(cè)壁;所述字線氧化層300位于第一側(cè)墻270與字線301之間、浮柵222和字線301之間、浮柵介質(zhì)層212和字線301之間、以及半導(dǎo)體襯底200和字線301之間。
所述字線氧化層300的材料為氧化硅。
所述字線301的材料為多晶硅。
形成字線氧化層300和字線301的方法包括:在所述字線位線區(qū)的半導(dǎo)體襯底200表面、字線位線區(qū)暴露出的浮柵222和浮柵介質(zhì)層212的側(cè)壁、以及源線層291和第一側(cè)墻270上形成字線氧化膜;在所述字線氧化膜上形成字線膜;回刻蝕字線膜和字線氧化膜,以去除源線層291和第一側(cè)墻270上的字線膜和字線氧化膜、以及字線位線區(qū)的半導(dǎo)體襯底200表面的字線膜和字線氧化膜,形成字線氧化層300和字線301。
所述字線氧化層300對應(yīng)字線氧化膜,所述字線301對應(yīng)字線膜。
所述字線301與源線層291之間通過字線氧化層300和第一側(cè)墻270隔離。
所述字線結(jié)構(gòu)的高度受到第一側(cè)墻270的高度的影響。具體的,第一側(cè)墻270的高度越小,字線結(jié)構(gòu)的高度越小。所述字線結(jié)構(gòu)的高度指的是垂直于半導(dǎo)體襯底200表面方向的尺寸。
本實施例中,由于避免了浮柵層上的第一側(cè)墻的高度過小,因此避免浮柵222側(cè)壁的字線結(jié)構(gòu)的高度過小。
接著,在所述字線301的側(cè)壁形成字線側(cè)墻302;以所述字線側(cè)墻302和字線結(jié)構(gòu)為掩膜,對字線側(cè)墻302側(cè)部的半導(dǎo)體襯底200進行漏離子注入,在字線側(cè)墻302側(cè)部的半導(dǎo)體襯底200中形成漏摻雜區(qū);然后對所述漏摻雜區(qū)進行漏退火處理,形成漏區(qū)281。
所述漏區(qū)281位于相鄰的字線結(jié)構(gòu)之間。所述漏區(qū)281用于電學(xué)連接位線。
由于避免了浮柵222側(cè)壁的字線結(jié)構(gòu)的高度過小,使得字線結(jié)構(gòu)對漏區(qū)281形成的阻礙作用較大。具體的,字線結(jié)構(gòu)的高度越大,在進行漏離子注入的過程中,對漏離子注入的阻礙程度越大,越不易將漏離子穿過字線結(jié)構(gòu)而注入到半導(dǎo)體襯底200中。因此使得字線溝道的長度增加,進而使字線溝道的電阻增加,因而快閃存儲器的漏電流減小。降低了快閃存儲器的編程串?dāng)_的程度。
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