分柵快閃存儲器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種分柵快閃存儲器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，存儲器件在集成電路產(chǎn)品中占了相當(dāng)大的比例，存儲器中的快閃存儲器的發(fā)展尤為迅速。它的主要特點(diǎn)是在不加電的情況下能長期保持存儲的信息，具有集成度高、較快的存取速度和易于擦除等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，因而在微機(jī)、自動化控制等多項(xiàng)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]快閃存儲器分為兩種類型:疊柵(stack gate)器件和分柵(split gate)器件。疊柵器件具有浮柵和控制柵，其中，控制柵位于浮柵上方，制造疊柵器件的方法比制造分柵器件簡單，然而疊柵器件存在過擦除問題。與疊柵器件不同的是，分柵器件在浮柵的一側(cè)形成作為擦除柵極的字線，字線作為控制柵，在擦寫性能上，分柵器件有效地避免了疊柵器件的過擦除效應(yīng)，電路設(shè)計(jì)相對簡單。而且，分柵結(jié)構(gòu)利用源端熱電子注入進(jìn)行編程，具有更高的編程效率，因而被廣泛應(yīng)用在各類諸如智能卡、S頂卡、微控制器、手機(jī)等電子產(chǎn)品中。
[0004]然而，現(xiàn)有的分柵快閃存儲器存在編程串?dāng)_失效(columnpunch through ,PTC)的問題。造成這一問題的原因是:在對源漏極進(jìn)行離子注入時(shí)，由于字線的高度較低，會使離子注入穿透字線，導(dǎo)致編程串?dāng)_失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種分柵快閃存儲器的制造方法，以解決因字線的高度較低而引發(fā)的分柵快閃存儲器編程串?dāng)_失效的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種分柵快閃存儲器的制造方法，包括:提供襯底，所述襯底具有第一表面和第二表面;在所述襯底的第一表面形成多個(gè)分立的偽柵極結(jié)構(gòu);在相鄰偽柵極結(jié)構(gòu)之間及其上形成第一源極材料層，同時(shí)在所述襯底的第二表面形成第二源極材料層;對第一源極材料層進(jìn)行平坦化，形成源極線；形成源極線之后，去除所述第二源極材料層;形成字線。
[0007]可選地，形成所述第一源極材料層和第二源極材料層的材料包括多晶硅。
[0008]可選地，形成所述第一源極材料層和第二源極材料層的工藝為低壓化學(xué)氣相沉積工藝，工藝參數(shù)包括溫度為400攝氏度至700攝氏度，壓強(qiáng)為0.2托至0.6托，反應(yīng)氣體為SiH4和PH3，SiH4的流量為I標(biāo)準(zhǔn)升/分鐘至3標(biāo)準(zhǔn)升/分鐘，PH3的流量為I標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘至20標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘。
[0009]可選地，形成所述第一源極材料層的厚度為1600埃至2300埃。
[0010]可選地，所述平坦化工藝包括化學(xué)機(jī)械研磨。
[0011]可選地，形成所述分立的偽柵極結(jié)構(gòu)的方法包括:在襯底的第一表面依次形成第一氧化層、浮柵層和偽柵層;刻蝕所述偽柵層，在浮柵層上形成分立的偽柵極，偽柵極所在的區(qū)域?yàn)樽志€區(qū)，相鄰偽柵極之間的區(qū)域形成第一溝槽，第一溝槽底部暴露出部分浮柵層；在所述第一溝槽的側(cè)壁形成第一側(cè)墻；以第一側(cè)墻為掩模，刻蝕所述浮柵層和第一氧化層至襯底的第一表面，形成分立的偽柵極結(jié)構(gòu)，所述偽柵極結(jié)構(gòu)包括第一氧化層、浮柵層、偽柵極和第一側(cè)墻。
[0012]可選地，在形成分立的偽柵極結(jié)構(gòu)之后，形成第一源極材料層之前，還包括:在偽柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成第二側(cè)墻，所述第二側(cè)墻覆蓋第一氧化層和浮柵層的側(cè)壁、以及第一側(cè)墻的部分側(cè)壁；以第一側(cè)墻和第二側(cè)墻為掩模，對相鄰偽柵極結(jié)構(gòu)之間的襯底進(jìn)行離子注入，形成源區(qū)。
[0013]可選地，所述在形成分立的偽柵極之后，在形成第一側(cè)墻之前，還包括采用各向同性刻蝕的方法刻蝕第一溝槽底部，以去除部分的浮柵層，在所述浮柵層上形成弧形表面。
[0014]可選地，形成字線的方法包括:去除偽柵極、以及偽柵極下面的浮柵層和第一氧化層，形成浮柵和耦合氧化層;形成第二氧化層，覆蓋字線區(qū)的襯底表面、浮柵、耦合氧化層和第一側(cè)墻的側(cè)壁、以及源極線表面;在字線區(qū)的第二氧化層上形成字線。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0016]本發(fā)明實(shí)施例的制造方法中，在形成第一源極材料層和第二源極材料層之后，在基片尚未發(fā)生明顯翹曲的情況下，先對第一源極材料層進(jìn)行平坦化，再刻蝕去除位于襯底的第二表面的第二源極材料層，使形成的字線高度不受平坦化工藝的影響;避免了在先去除第二源極材料層，再對第一源極材料層進(jìn)行平坦化的工藝中，基片在第一源極材料層的應(yīng)力作用下發(fā)生明顯翹曲，使位于基片邊緣的字線區(qū)被過度地平坦化，降低形成字線的高度，引發(fā)分柵快閃存儲器編程串?dāng)_失效的問題。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分柵快閃存儲器的制造方法的流程示意圖。
[0018]圖2至圖13是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分柵快閃存儲器的制造方法的中間結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)有技術(shù)的分柵快閃存儲器存在編程串?dāng)_失效的問題，經(jīng)過發(fā)明人對發(fā)生編程串?dāng)_失效的位置的分析，發(fā)現(xiàn)編程串?dāng)_失效主要發(fā)生在半導(dǎo)體晶圓的邊緣，發(fā)生編程串?dāng)_失效單元的字線的高度低于正常的閃存單元的字線的高度。
[0020]在基片(wafer)表面沉積形成源極線的多晶硅層時(shí)，基片的上表面和下表面都會形成多晶硅層。然而，多晶硅層內(nèi)部通常具有很高的壓縮應(yīng)力，大約為114N/cm2，如此大的應(yīng)力會顯著地改變基片的翹曲程度。在正常情況下，基片上表面和下表面的多晶硅層受力達(dá)到平衡，不會使基片發(fā)生明顯的翹曲。而在形成分柵快閃存儲器的過程中，為保證工藝操作的精準(zhǔn)，通常需要去除基片下表面的多晶硅層。
[0021]現(xiàn)有技術(shù)在去除了位于基片下表面的多晶硅層之后，基片上表面和下表面受到的應(yīng)力失衡，使基片發(fā)生明顯的翹曲；然后，對多晶硅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)以形成源極線，此時(shí)靠近基片邊緣的翹曲部分會被過度地研磨，降低位于基片邊緣的字線區(qū)的高度，致使后續(xù)形成字線的高度降低，導(dǎo)致字線溝道的漏電流增加，引起編程串?dāng)_失效的問題。
[0022]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種分柵快閃存儲器的制造方法，下面結(jié)合附圖加以詳細(xì)的說明。
[0023]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分柵快閃存儲器的制造方法的流程示意圖。
[0024]圖2至圖13是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分柵快閃存儲器的制造方法的中間結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0025]參考圖2，執(zhí)行圖1中的步驟Sll，提供襯底100，所述襯底100具有第一表面10a和第二表面100b。
[0026]所述襯底100可以是硅襯底、鍺硅襯底、II1-V族元素化合物襯底、碳化硅襯底或其疊層結(jié)構(gòu)，或絕緣體上硅結(jié)構(gòu)等。在一個(gè)實(shí)施例中，所述襯底100為硅襯底。
[0027]參考圖3至圖7，執(zhí)行圖1中的步驟S13，在所述襯底100的第一表面10a(如圖2所示)形成多個(gè)分立的偽柵極結(jié)構(gòu)。具體形成方法為:
[0028]參考圖3，在所述第一表面10a依次形成第一氧化層111、浮柵層112和偽柵層113。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一氧化層111的材料為氧化硅，形成所述第一氧化層111的工藝為熱氧化工藝。形成所述第一氧化層111的厚度范圍為85埃至100埃;所述浮柵層112的材料為多晶硅，形成所述浮柵層112的工藝為低壓化學(xué)氣相沉積工藝，形成所述浮柵層112的厚度范圍為200埃至1000埃;所述偽柵層113的材料為氮化硅，形成所述偽柵層113的工藝為低壓化學(xué)氣相沉積工藝，形成所述偽柵層113的厚度范圍為2500埃至5000埃。
[0030]參考圖4，刻蝕所述偽柵層113(如圖3所示)，在浮柵層112上形成分立的偽柵極113a，偽柵極113a所在的區(qū)域?yàn)樽志€區(qū)201，相鄰偽柵極113a之間的區(qū)域形成第一溝槽114，所述第一溝槽114底部暴露出部分浮柵層112的表面。
[0031]所述偽柵極113a的形成方法為:在偽柵層113上形成圖形化的掩模層，以所述圖形化的掩模層為掩模，采用干法刻蝕的方法刻蝕所述偽柵層113至浮柵層112，在浮柵層112上形成分立的偽柵極113a，偽柵極113a所在的區(qū)域?yàn)樽志€區(qū)201。
[0032]參考圖5，采用各向同性刻蝕的方法刻蝕相鄰的偽柵極113a之間的浮柵層112，在所述浮柵層112上形成中間凹陷的弧形表面，為后續(xù)形成的浮柵的頂部尖端做好準(zhǔn)備。
[0033]參考圖6，在偽柵極113a的側(cè)壁上形成第一側(cè)墻115。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一側(cè)墻115的材料為氧化硅。形成所述第一側(cè)墻115的方法為:采用低壓化學(xué)氣相沉積的工藝在浮柵層112的弧形表面、偽柵極113a的表面和側(cè)壁沉積第一側(cè)墻材料層(未示出)，然后回刻所述第一側(cè)墻材料層，形成覆蓋偽柵極113a側(cè)壁的第一側(cè)墻115。
[0035]參考圖7，以所述第一側(cè)墻115為掩模，刻蝕浮柵層112和第一氧化層111至襯底100，在所述襯底100的第一表面10a形成分立的偽柵極結(jié)構(gòu)110。所述偽柵極結(jié)構(gòu)110包括第一氧化層111、浮柵層112、偽柵極113a和第一側(cè)墻115。其中，刻蝕浮柵層112和第一氧化層111至襯底100的工藝為干法刻蝕。
[0036]參考圖8，執(zhí)行圖1中的步驟S15，對相鄰偽柵極結(jié)構(gòu)110之間的襯底進(jìn)行離子注入，形成源區(qū)。
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