闪存的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种闪存的制造方法，闪存的存储区的制造步骤包括：步骤一、形成有源区并完成闪存单元的第一栅极结构的制作；有源区由形成于硅衬底表面的场氧隔离并呈条形结构和平行排列；同一行的第一栅极结构的多晶硅控制栅连接在一起并组成多晶硅行；步骤二、在未被多晶硅行覆盖的有源区的表面形成刻蚀阻挡层；步骤三、进行自对准源区场氧刻蚀，将源区形成区域中的场氧自对准去除，刻蚀区域由多晶硅行、有源区的硅自对准定义；刻蚀阻挡层防止在自对准源区场氧刻蚀过程中对有源区的硅表面产生刻蚀；步骤四、去除刻蚀阻挡层。本发明专利技术能防止SAS场氧刻蚀时对源区有源区的表面产生刻蚀耗损以及产生的圆化，从而能提高器件性能。

Manufacturing Method of Flash Memory

The invention discloses a manufacturing method of flash memory, which comprises the following steps: first, forming an active region and completing the fabrication of the first gate structure of the flash memory unit; the active region is separated by field oxygen formed on the surface of silicon substrate and arranged in strip structure and parallel arrangement; and the first gate structure of the same row is connected with a polycrystalline silicon control gate to form a polycrystalline silicon row; Step 2: Form etching barrier layer on the surface of active region which is not covered by polycrystalline silicon; Step 3: Carry out self-aligning source region field oxygen etching, remove the field oxygen self-aligning in the forming region of source region, and define the etching region by self-aligning silicon in polycrystalline silicon row and active region; Etch barrier layer prevents etching on the silicon surface of active region in the process of field oxygen etching in the aligning source region; Above all, remove the etching barrier layer. The invention can prevent the surface of the active region of the source region from being etched and rounded when oxygen etching in SAS field occurs, thereby improving the device performance.

【技术实现步骤摘要】
闪存的制造方法
本专利技术涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种闪存(Flash)的制造方法。
技术介绍
闪存由于其具有高密度，低价格，和电可编程，擦除的优点已被广泛作为非易失性记忆体应用的最优选择。目前闪存单元(Cell)主要是在65纳米技术节点进行，随着对大容量闪存的要求，利用现有技术节点，每片硅片上的芯片数量将会减少。同时新的技术节点的日益成熟，也督促闪存单元用高节点的技术进行生产。意味着需要将闪存单元的尺寸进行缩减，降低的闪存单元的有源区(AA)宽度和沟道的长度，都会使闪存单元的性能受到影响。现有技术中，为了提高闪存单元的密度而提出了源极自对准(self-align-source)技术，如美国专利US5,120,671中(D.N.TangandW.J.Lu,“ProcessforSelfAligningaSourceregionwithaFieldOxideRegionandaPoly-siliconGate,”U.S.Patent5,120,671,June9，1992)采用了源极自对准工艺，源极自对准工艺使使用已经形成的闪存的控制栅极来作为对准的依据实现对源区行中源区两侧的场氧进行刻蚀，这样将场氧刻蚀之后能在刻蚀的区域中进行离子注入即SAS离子注入，SAS离子注入形成的注入层能和形成于有源区中的源区连接并形成源区行。这种结构已经成为65nm节点的主流工艺，但是担心由于先进行刻蚀，后进行离子注入导致的源端横向扩散的不同导致的擦除速度差异。晶圆(Wafer)内的擦除速度的差别，在良率测试中很难协调，而为了整体的擦除均匀性，也即使擦除慢和快的单元同时擦除完成，有时需要故意增加擦除的时间或是电压，那么对于擦除速度快的存储单元，其电流大会增加从而导致漏电，使整个单元擦除失效。后续提出一种将SAS刻蚀和SAS的离子注入交换顺序的方法来形成源极的方法，如美国专利US5,693,972(D.Liu,C.Chang,andY.Sun,“MethodProtectingaStackedGateEdgeinaSemiconductorDevicefromSelfAlignedSource(SAS)Etch,”U.S.Patent5,693,972,Dec.2，1997)中就记载了这种方法，这种方法先进行从理论上可行，但是会将离子注入到的氧化硅下面，需要大的能量，而这个能量对于硅(Silicon)衬底是不能接受的。同时，相对于现有不采用SAS工艺的源区，采用SAS的场氧刻蚀后，在刻蚀场氧如STI的同时，位于场氧两侧的有源区即源区形成区域的硅也会被部分消耗，硅消耗的厚度大约为这会引起源区端的结(junction)不能进行有效的扩散，表面浓度较低，从TCAD的仿真可以看到，最后使得表面沟道长度变大。表面的低浓度在反型时不能有效导通漏区(Drain)的电流，从而降低电流。这都会加剧擦除(ERS)单元的电流退化，一方面需要更大的栅极电压开启，增加了功耗。而且由于刻蚀时的工艺波动(variation)和刻蚀等离子体分布的不均匀性，会导致同一行以及不同行的各源区对应的有源区的硅消耗的量和底部有源区的形貌不同，这些差别都会引起后续离子注入形貌的差别。这些变化都会影响闪存单元的擦除特性，同时会对导致工艺的窗口变小。另外，随Cell的有源区减小，源区对应的AA在经过SAS刻蚀后会被圆化，导致同一列的有源区中的沟道区域的有源区和源区的有源区的宽度和高度都不一致从而不能有形成有效的电流转移，导致读取电流降低。而且由于AA之间的差别以及刻蚀后的各位置的源区对应的AA圆化的不同，会导致源区电阻分布不均匀，和cell的读取电流分布不均匀问题；同时，现有方法还会使测试小电流的编程(PGM)态电压的稳定性差，会形成严重的拖尾单元(tail-bits)。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种闪存的制造方法，能防止SAS场氧刻蚀工艺对源区的有源区的硅产生影响，能减少或避免源区的有源区表面的硅消耗和圆化，从而能提高闪存单元的性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供的闪存的制造方法中闪存包括存储区，所述存储区包括由多个闪存单元排列形成的闪存单元阵列；所述闪存的存储区的制造步骤包括：步骤一、在所述存储区中形成有源区并完成所述闪存单元的第一栅极结构的制作。各所述闪存单元的第一栅极结构包括由第一栅介质层、多晶硅浮栅、第二控制栅介质层和多晶硅控制栅形成的叠加结构。在所述闪存单元阵列中，所述有源区由形成于硅衬底表面的场氧隔离，各所述有源区呈条形结构并平行排列；同一行的各所述闪存单元的所述多晶硅控制栅连接在一起并组成多晶硅行。各所述有源区和所述多晶硅行垂直，各所述多晶硅行和所述有源区的交叠区域为所述闪存单元的第一栅极结构的形成区域，所述多晶硅浮栅位于所述闪存单元的第一栅极结构的形成区域中。各所述多晶硅行跨越多个所述有源区和所述有源区之间的所述场氧。步骤二、在未被所述多晶硅行覆盖的所述有源区的表面形成刻蚀阻挡层。步骤三、进行自对准源区场氧刻蚀。源区形成区域和漏区形成区域位于对应的所述多晶硅行的两侧，所述源区形成区域位于两个相邻的所述多晶硅行的第一侧之间，所述漏区形成区域位于两个相邻的所述多晶硅行的第二侧之间。进行所述自对准源区场氧刻蚀之前先采用光刻工艺将所述漏区形成区域保护。之后再进行所述自对准源区场氧刻蚀，所述自对准源区场氧刻蚀将所述源区形成区域中的所述场氧自对准去除，在所述自对准源区场氧刻蚀过程中，所述多晶硅行、所述有源区的硅自对准定义出所述场氧的刻蚀边界。通过所述刻蚀阻挡层防止在所述自对准源区场氧刻蚀过程中对所述有源区的硅表面产生刻蚀并防止所述源区形成区域的有源区的表面产生刻蚀耗损以及由刻蚀耗损所产生的圆化。步骤四、去除所述刻蚀阻挡层。进一步的改进是，所述刻蚀阻挡层包括第一氮化硅层。进一步的改进是，所述刻蚀阻挡层还包括位于所述第一氮化硅层底部的所述第二氧化硅层。进一步的改进是，所述第二控制栅介质由第三氧化硅层、第四氮化硅层和第五氧化硅层叠加而成。进一步的改进是，所述第一栅介质层的材料为氧化硅。进一步的改进是，所述第一栅介质层采用热氧化工艺形成。进一步的改进是，所述场氧为浅沟槽场氧，采用浅沟槽隔离工艺形成。进一步的改进是，所述多晶硅浮栅由第一多晶硅层经过两次多晶硅刻蚀形成，第一次多晶硅刻蚀采用定义所述有源区的光罩进行定义，第一次多晶硅刻蚀后的所述多晶硅浮栅和所述有源区的俯视面结构相同。进一步的改进是，所述多晶硅控制栅由第二多晶硅层经过光刻刻蚀形成，所述多晶硅行之间的所述第二多晶硅层被去除形成所述多晶硅行，接着进行所述第一多晶硅层的第二次多晶硅刻蚀使所述多晶硅浮栅仅位于各所述多晶硅行和对应的所述有源区的交叠区域。进一步的改进是，步骤三中，进行所述自对准源区场氧刻蚀之前先采用光刻工艺形成第一光刻胶图形将所述漏区形成区域保护，在所述自对准源区场氧刻蚀完成之后去除所述第一光刻胶图形。进一步的改进是，所述闪存单元的N型器件，步骤一中，在形成所述场氧之前，先在所述存储区中的所述硅衬底表面形成P阱。进一步的改进是，步骤一中在形成所述第一栅极结构之后还包括在所述第一栅极结构的侧面形成侧墙的步骤。进一步的改进是，所述侧墙的材料包括氧化硅。进一步的改进是，在步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种闪存的制造方法，其特征在于，闪存包括存储区，所述存储区包括由多个闪存单元排列形成的闪存单元阵列；所述闪存的存储区的制造步骤包括：步骤一、在所述存储区中形成有源区并完成所述闪存单元的第一栅极结构的制作；各所述闪存单元的第一栅极结构包括由第一栅介质层、多晶硅浮栅、第二控制栅介质层和多晶硅控制栅形成的叠加结构；在所述闪存单元阵列中，所述有源区由形成于硅衬底表面的场氧隔离，各所述有源区呈条形结构并平行排列；同一行的各所述闪存单元的所述多晶硅控制栅连接在一起并组成多晶硅行；各所述有源区和所述多晶硅行垂直，各所述多晶硅行和所述有源区的交叠区域为所述闪存单元的第一栅极结构的形成区域，所述多晶硅浮栅位于所述闪存单元的第一栅极结构的形成区域中；各所述多晶硅行跨越多个所述有源区和所述有源区之间的所述场氧；步骤二、在未被所述多晶硅行覆盖的所述有源区的表面形成刻蚀阻挡层；步骤三、进行自对准源区场氧刻蚀；源区形成区域和漏区形成区域位于对应的所述多晶硅行的两侧，所述源区形成区域位于两个相邻的所述多晶硅行的第一侧之间，所述漏区形成区域位于两个相邻的所述多晶硅行的第二侧之间；进行所述自对准源区场氧刻蚀之前先采用光刻工艺将所述漏区形成区域保护；之后再进行所述自对准源区场氧刻蚀，所述自对准源区场氧刻蚀将所述源区形成区域中的所述场氧自对准去除，在所述自对准源区场氧刻蚀过程中，所述多晶硅行、所述有源区的硅自对准定义出所述场氧的刻蚀边界；通过所述刻蚀阻挡层防止在所述自对准源区场氧刻蚀过程中对所述有源区的硅表面产生刻蚀并防止所述源区形成区域的有源区的表面产生刻蚀耗损以及由刻蚀耗损所产生的圆化；步骤四、去除所述刻蚀阻挡层。...

【技术特征摘要】
1.一种闪存的制造方法，其特征在于，闪存包括存储区，所述存储区包括由多个闪存单元排列形成的闪存单元阵列；所述闪存的存储区的制造步骤包括：步骤一、在所述存储区中形成有源区并完成所述闪存单元的第一栅极结构的制作；各所述闪存单元的第一栅极结构包括由第一栅介质层、多晶硅浮栅、第二控制栅介质层和多晶硅控制栅形成的叠加结构；在所述闪存单元阵列中，所述有源区由形成于硅衬底表面的场氧隔离，各所述有源区呈条形结构并平行排列；同一行的各所述闪存单元的所述多晶硅控制栅连接在一起并组成多晶硅行；各所述有源区和所述多晶硅行垂直，各所述多晶硅行和所述有源区的交叠区域为所述闪存单元的第一栅极结构的形成区域，所述多晶硅浮栅位于所述闪存单元的第一栅极结构的形成区域中；各所述多晶硅行跨越多个所述有源区和所述有源区之间的所述场氧；步骤二、在未被所述多晶硅行覆盖的所述有源区的表面形成刻蚀阻挡层；步骤三、进行自对准源区场氧刻蚀；源区形成区域和漏区形成区域位于对应的所述多晶硅行的两侧，所述源区形成区域位于两个相邻的所述多晶硅行的第一侧之间，所述漏区形成区域位于两个相邻的所述多晶硅行的第二侧之间；进行所述自对准源区场氧刻蚀之前先采用光刻工艺将所述漏区形成区域保护；之后再进行所述自对准源区场氧刻蚀，所述自对准源区场氧刻蚀将所述源区形成区域中的所述场氧自对准去除，在所述自对准源区场氧刻蚀过程中，所述多晶硅行、所述有源区的硅自对准定义出所述场氧的刻蚀边界；通过所述刻蚀阻挡层防止在所述自对准源区场氧刻蚀过程中对所述有源区的硅表面产生刻蚀并防止所述源区形成区域的有源区的表面产生刻蚀耗损以及由刻蚀耗损所产生的圆化；步骤四、去除所述刻蚀阻挡层。2.如权利要求1所述的闪存的制造方法，其特征在于：所述刻蚀阻挡层包括第一氮化硅层。3.如权利要求2所述的闪存的制造方法，其特征在于：所述刻蚀阻挡层还包括位于所述第一氮化硅层底部的所述第二氧化硅层。4.如权利要求1所述的闪存的制造方法，其特征在于：所述第二控制栅介质由第三氧化硅层、第四氮化硅层和第五氧化硅层叠加而成。5.如权利要求1所述的闪存的制造方法，其特征在于：所述第一栅介质层的材料为...

【专利技术属性】
技术研发人员：田志，邵华，陈昊瑜，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31