快闪存储器的制造方法技术

本发明专利技术提供一种快闪存储器的制造方法，无需增加额外的光罩，也无需刻蚀工艺，可在刻蚀所述存储区的层间介质层之前增加一道对所述层间介质层进行顶面平坦化的工艺，以消除沉积的层间介质层因浅沟槽隔离结构的高度差而产生的凹坑，进而避免了在形成存储区的源线多晶硅层时在外围区上产生源线多晶硅层残留的现象；或者，也可在形成填充于所述开口中的源线多晶硅层之后，增加一道对所述层间介质层进行顶面平坦化的工艺，以使所述存储区、外围区以及所述浅沟槽隔离结构的表面上的所述层间介质层的顶面齐平，由此可以同时去除外围区上的源线多晶硅层残留。

【技术实现步骤摘要】
快闪存储器的制造方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种快闪存储器的制造方法。
技术介绍
目前，快闪存储器(Flashmemory)，又称为闪存，已经成为非挥发性存储器的主流，其存储单元是在传统的MOS晶体管结构基础上，增加了一个浮栅(FloatingGate，FG)和一层隧穿氧化层(TunnelOxide)，并利用浮栅来存储电荷，实现存储内容的非挥发性。同时，目前的快闪存储器还通过浅沟槽隔离技术(STI，ShallowTrenchIsolation)制备隔离区域实现存储单元区、外围电路区的内部及其之间的隔离，以最有效地利用有源区的线宽，提高集成度，请参考图1A，现有技术中一种典型的快闪存储器的制造过程包括：第一步：提供半导体衬底100，在所述半导体衬底100上依次形成浮栅氧化层(FGOxide)101、浮栅多晶硅层(FGploy)102和垫氮化层(Padnitride，未图示)(即FGOX/FGPoly/PADSiNDEP)，依次刻蚀所述垫氮化层、浮栅多晶硅层102、浮栅氧化层101和半导体衬底100，形成浅沟槽(未图示，即STIetch工艺)，以定义出存储区I以及外围区II中的各个有源区(activearea，ACT，未图示)，在各个浅沟槽表面先生长一层较薄的衬氧化层(Lineroxide，未图示)，再填充满绝缘介质材料(即STIHDPDEP工艺)，并平坦化所述绝缘介质材料的顶面至与所述垫氮化层的顶面齐平(即STICMP工艺)，从而形成各个浅沟道隔离结构(STI)103，用于存储区I和外围区II之间的电隔离、存储区I中各个存储单元之间的电隔离(未图示)以及外围区II中各个逻辑元件之间的电隔离；第二步：采用湿法刻蚀的方法去除所述垫氮化层，露出所述浮栅多晶硅层102表面，并在所述浮栅多晶硅层102表面上沉积氮化硅(SiN)层104(即FGSiNDEP工艺)，并采用浮栅光罩(FGmask，浮栅掩膜版)光刻、刻蚀存储区I中的氮化硅层104(即FGPH/SiNetch工艺)，以在所述存储区I的氮化硅层104中形成侧墙沟槽(未图示)，外围区II上的氮化硅层104能够作为硬掩膜保护所述外围区II不受影响；第三步：使用正硅酸乙酯(TEOS)低压(LP)沉积工艺在所述浮栅多晶硅层102、浅沟槽隔离结构103以及氮化硅层104表面上沉积氧化物侧墙材料(即FGSP1DEP工艺)，并刻蚀沉积的氧化物侧墙材料，以在所述侧墙沟槽中形成第一侧墙105(即FGSP1etch工艺)；第四步：以所述第一侧墙105为掩膜，继续刻蚀所述侧墙沟槽中的浮栅多晶硅层102以及下方的浮栅氧化层101(即FGPLetch工艺)，直至暴露出下方的半导体衬底100的表面(即存储区I的有源区100表面)，以形成开口，该开口包括所述侧墙沟槽未被第一侧墙105填充的部分以及打开浮栅多晶硅层102、浮栅氧化层101的部分；第五步：通过在整个器件表面(包括氮化硅层104的顶面、第一侧墙105的侧壁、浮栅多晶硅层102的侧壁以及浮栅氧化层101的侧壁)上再次沉积侧墙材料并刻蚀(即FGSP2DEP/etch工艺)，以在所述开口中形成第二侧墙106，所述第二侧墙106覆盖在浮栅多晶硅层102和浮栅氧化层101的侧壁以第一侧墙105的部分侧壁；第六步：在整个器件表面(包括氮化硅层104的顶面、第一侧墙105的侧壁和第二侧墙106的侧壁)上沉积源线多晶硅层107，沉积的源线多晶硅层能够填充所述开口，并进一步采用化学机械抛光(CMP)工艺对源线多晶硅层107进行顶面平坦化，直至暴露出氮化硅层104的顶面。在上述制造方法的第二步中，去除所述垫氮化层后，浅沟槽隔离结构103的顶面高于浮栅多晶硅层102的顶面，高度差例如为由此导致之后在浅沟槽隔离结构103上沉积的氮化硅层104比在浮栅多晶硅层102上沉积的氮化硅层104高，高度差为进而使得外围区II的氮化硅层104在浮栅多晶硅层102上形成凹槽，在第六步中采用化学机械抛光(CMP)工艺对源线多晶硅层107进行顶面平坦化处理后，外围区II的氮化硅层104的凹槽内会产生源线多晶硅层残留107a，源线多晶硅层残留107a会对后续去除外围区II的氮化硅层104造成不良影响，甚至会造成产品失效，因此需要去除外围区II上的源线多晶硅层残留107a。现有技术中为了避免去除外围区II的源线多晶硅层残留107a工艺对存储区I造成不利影响，请参考图1，通常会采用一额外的光罩(mask)并进行光刻，以形成覆盖在存储区I表面上并暴露出外围区II表面的图形化光刻胶层108，进而以图形化光刻胶层108为掩膜，刻蚀去除外围区II上的源线多晶硅层残留107a。显然，这种去除外围区II上的源线多晶硅层残留107a的方法，需要一张额外的光罩，还需要进行光刻和刻蚀，工艺复杂，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种快闪存储器的制造方法，无需增加额外的光罩，也无需刻蚀工艺，就可以解决外围区II上的源线多晶硅层残留问题，可以简化工艺并降低成本。为解决上述问题，本专利技术提出一种快闪存储器的制造方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成浮栅氧化层以及浮栅多晶硅层，并刻蚀所述浮栅多晶硅层、浮栅氧化层以及部分厚度的半导体衬底，以形成浅沟槽；形成填充于所述浅沟槽中的浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构将所述半导体衬底划分为存储区和外围区，且所述浅沟槽隔离结构的顶面高于所述浮栅多晶硅层的顶面；在所述浅沟槽隔离结构和所述浮栅多晶硅层的表面上沉积层间介质层；刻蚀所述存储区的层间介质层、浮栅多晶硅层和浮栅氧化层，直至暴露出下方的半导体衬底表面，以形成开口；在所述开口的内侧壁上形成侧墙，并形成填充于所述开口中的源线多晶硅层；以及，在刻蚀所述存储区的层间介质层之前，或者，在形成填充于所述开口中的源线多晶硅层之后，对所述层间介质层进行顶面平坦化，以使所述存储区、外围区以及所述浅沟槽隔离结构的表面上的所述层间介质层的顶面齐平。可选地，形成所述浅沟槽的步骤包括：在所述浮栅多晶硅层的表面上沉积垫氮化层；依次刻蚀所述垫氮化层、浮栅多晶层、浮栅氧化层和部分厚度的半导体衬底，以形成所述浅沟槽。可选地，形成所述浅沟槽隔离结构的步骤包括：在所述浅沟槽表面生长衬氧化层，并在所述浅沟槽中填充满绝缘介质材料；平坦化所述绝缘介质材料的顶面至与所述垫氮化层的顶面齐平，以形成所述浅沟道隔离结构；采用湿法刻蚀工艺去除所述垫氮化层。可选地，所述层间介质层的材料为光刻胶、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低K介质、超低K介质中一种或几种组合。可选地，形成所述开口的步骤包括：刻蚀所述层间介质层，直至暴露出所述浮栅多晶硅层的表面，以形成侧墙沟槽；在所述侧墙沟槽的内侧壁上形成第一侧墙；以所述第一侧墙为掩膜，继续刻蚀所述侧墙沟槽中的浮栅多晶硅层和浮栅氧化层，直至暴露出下方的半导体衬底表面，以形成所述开口，在所述开口的内侧壁上形成的侧墙为第二侧墙，覆盖所述开口中的浮栅多晶硅层和浮栅氧化层的侧壁以及所述第一侧墙的部分侧壁。可选地，在形成所述第二侧墙之前或者之后，在所述开口底部的半导体衬底内形成源线掺杂区。可选地，形成填充于所述开口中的源线多晶硅层的步骤包括：在所述开口以及层间介质层的表面上沉积源线多晶硅层，沉积的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快闪存储器的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成浮栅氧化层以及浮栅多晶硅层，并刻蚀所述浮栅多晶硅层、浮栅氧化层以及部分厚度的半导体衬底，以形成浅沟槽；形成填充于所述浅沟槽中的浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构将所述半导体衬底划分为存储区和外围区，且所述浅沟槽隔离结构的顶面高于所述浮栅多晶硅层的顶面；在所述浅沟槽隔离结构和所述浮栅多晶硅层的表面上沉积层间介质层；刻蚀所述存储区的层间介质层、浮栅多晶硅层和浮栅氧化层，直至暴露出下方的半导体衬底表面，以形成开口；在所述开口的内侧壁上形成侧墙，并形成填充于所述开口中的源线多晶硅层；以及，在刻蚀所述存储区的层间介质层之前，或者，在形成填充于所述开口中的源线多晶硅层之后，对所述层间介质层进行顶面平坦化，以使所述存储区、外围区以及所述浅沟槽隔离结构的表面上的所述层间介质层的顶面齐平。

【技术特征摘要】
1.一种快闪存储器的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成浮栅氧化层以及浮栅多晶硅层，并刻蚀所述浮栅多晶硅层、浮栅氧化层以及部分厚度的半导体衬底，以形成浅沟槽；形成填充于所述浅沟槽中的浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构将所述半导体衬底划分为存储区和外围区，且所述浅沟槽隔离结构的顶面高于所述浮栅多晶硅层的顶面；在所述浅沟槽隔离结构和所述浮栅多晶硅层的表面上沉积层间介质层；刻蚀所述存储区的层间介质层、浮栅多晶硅层和浮栅氧化层，直至暴露出下方的半导体衬底表面，以形成开口；在所述开口的内侧壁上形成侧墙，并形成填充于所述开口中的源线多晶硅层；以及，在刻蚀所述存储区的层间介质层之前，或者，在形成填充于所述开口中的源线多晶硅层之后，对所述层间介质层进行顶面平坦化，以使所述存储区、外围区以及所述浅沟槽隔离结构的表面上的所述层间介质层的顶面齐平。2.如权利要求1所述的快闪存储器的制造方法，其特征在于，形成所述浅沟槽的步骤包括：在所述浮栅多晶硅层的表面上沉积垫氮化层；依次刻蚀所述垫氮化层、浮栅多晶层、浮栅氧化层和部分厚度的半导体衬底，以形成所述浅沟槽。3.如权利要求2所述的快闪存储器的制造方法，其特征在于，形成所述浅沟槽隔离结构的步骤包括：在所述浅沟槽表面生长衬氧化层，并在所述浅沟槽中填充满绝缘介质材料；平坦化所述绝缘介质材料的顶面至与所述垫氮化层的顶面齐平，以形成所述浅沟道隔离结构；采用湿法刻蚀工艺去除所述垫氮化层。4.如权利要求1所述的快闪存储器的制造方法，其特征在于，所述层间介质层的材料为光刻胶、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低K介质、超低K介质中一种或几种组合。5.如权利要求1所述的快闪存储器的制造方法，其特征在于，形成所述开口的步骤包括：刻蚀所述层间介质层，直至暴露出所述浮栅多晶硅层的表面，以形成侧墙沟...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏，曹子贵，王卉，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31