一次性可编程器件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种一次性可编程器件的制造方法，在对浮栅上方沉积介质层之前，先对其表面用特定的药液进行清洗，以去除浮栅上经刻蚀后残留的电荷或颗粒，以获得更清洁的表面，并且此方法不会损害浮栅本体。之后，再进行后续的介质层沉积。如此一来，一次性可编程器件的浮栅上方不会存在电荷或颗粒，避免了浮栅在存储电子时由于电子不稳定导致存储单元失效的情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种。
技术介绍
随着嵌入式应用的越来越广泛，产品的安全也显得越来越重要。一方面是为了保护硬件设计，另外一方面也是为了产品本身的安全，防止被修改。在嵌入式系统当中，所有的代码和系统数据都是被存储在FLASH芯片内部的。FLASH芯片的特点是可多次擦写，而且掉电数据不会丢失。为了保护FLASH中的数据，越来越多的FLASH厂商在FLASH内部提供了一种特殊的寄存器:0TP(one time programmable)寄存器，即一次性可编程寄存器。意思是这个寄存器是只可以编程一次的，编程后就再也不可以修改了。OTP器件有多种类型，常见的为串联晶体管型0ΤΡ，这种OTP器件一般都是通过两个晶体管串联得到。其中一个作为控制管，另一个为读取管，读取管的栅极浮空而不与其他器件电连接，称为浮栅。浮栅是通过电荷的注入，达到改变读取管的阈值电压进而改变其开启关断状态的目的。生产OTP器件需要在浮栅上沉积介质层，使其不与其他器件电连接，而使控制栅露出以便连接金属线。现有的制造方法是通过光刻选择控制栅并加以刻蚀，以达到控制栅露出，而浮栅表面覆盖介质层的目的。然而，在光刻和刻蚀等工艺后，所述浮栅表面可能残留电荷或颗粒，使得OTP器件在后期的使用过程中出现存储电子不稳定，甚至存储单元失效的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，以在生产过程中获得更清洁的浮栅表面，从而提高浮栅中存储电子的稳定性，所述方法包含以下步骤:在一衬底上形成二栅极，用以分别作为控制栅和浮栅；形成掩蔽膜，所述掩蔽膜覆盖所述控制栅、浮栅及衬底；去除所述浮栅上的部分厚度的掩蔽膜；清洗所述浮栅；形成介质层，所述介质层覆盖所述掩蔽膜的表面；去除所述控制栅上的介质层和掩蔽膜；在所述控制栅和浮栅的两侧分别形成源极和漏极，所述控制栅和浮栅共用一源极或漏极。可选的，清洗所述浮栅的步骤包括:使所述衬底整体进入酸槽中浸泡。可选的，所述酸槽包括第一酸槽和第二酸槽，所述第一酸槽盛放用HF和H2O以1:200的体积比配比而成的液体，所述第二酸槽盛放用ΝΗ40Η、Η202和H2O以1:1.5:50的体积比配比而成的液体，所述衬底依次进入第一酸槽和第二酸槽中浸泡。可选的，在所述酸槽一中去除所述浮栅上残留的被刻蚀掩蔽膜成分，在所述酸槽二中浸泡时间为5分钟。可选的，所述掩蔽膜包含二氧化硅与氮化硅，在所述衬底上先生长二氧化硅再生长氮化娃。可选的，通过光刻工艺去除所述浮栅上的掩蔽膜的步骤包括:去除所述浮栅上的部分厚度的掩蔽膜的步骤包括:上光阻曝光显影后，通过干法刻蚀去除所述浮栅上的氮化硅和部分厚度的二氧化硅，再去除其余光阻。可选的，通过光刻工艺去除所述控制栅上的介质层和掩蔽膜的步骤包括:上光阻曝光显影后，通过湿法刻蚀去除所述控制栅上的介质层，再通过干法刻蚀去除所述控制栅上的氮化硅和部分二氧化硅，再去除光阻，最后通过湿法刻蚀去除所述控制栅上残余的其余二氧化硅。可选的，所述介质层为二氧化硅层。可选的，所述介质层的厚度大于所述掩蔽膜的厚度。相比于现有技术，本专利技术在对浮栅上方沉积介质层之前，先对其表面用特定的药液进行清洗，以去除浮栅上经刻蚀后残留的电荷或颗粒，以获得更清洁的表面，并且此方法不会损害浮栅本体。之后，再进行后续的介质层沉积。如此一来，一次性可编程器件的浮栅上方不会存在电荷或颗粒，避免了浮栅在存储电子时由于电子不稳定导致存储单元失效的情况。【附图说明】图1为本专利技术一实施例所述的流程图。图2至图7为本专利技术一实施例所述各个步骤的示意图。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。如图1所述，本专利技术所述包括以下步骤:S1.在一衬底上形成二栅极，用以分别作为控制栅和浮栅；一次性可编程器件的包括多个种类，本实施例所述为串联晶体管型一次性可编程，其通过在衬底100上形成两个晶体管，一个为控制管，一个为读取管，通过公用一个源极或漏极而相互串联。如图2所示，在本步骤中，分别形成所述控制管和读取管的栅极，分别为控制栅300和浮栅200。在上述步骤中，所述衬底100为半导体衬底，可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅，也可以是硅、锗、硅锗化合物或砷化镓等材料形成的衬底，所述半导体衬底可以具有外延层或绝缘层上硅结构，还可以是其他半导体材料，这里不一一列举。S2.形成掩蔽膜，所述掩蔽膜覆盖所述控制栅、浮栅及衬底；如图3所示，本实施例所述的掩蔽膜包含二氧化硅膜10和氮化硅膜20，二氧化硅膜10在下而氮化硅膜20在上，即先对所述衬底100生长二氧化硅膜10，再在二氧化硅膜10上生长氮化硅膜20。其目的在于，氮化硅通常需要通过干法刻蚀去除，当需要去除掩蔽膜时，可仅采用干法刻蚀并对刻蚀出的气体进行监测以判断氮化硅膜20是否刻蚀完毕，当氮化硅膜20刻蚀完毕时即停止刻蚀。以防过多地刻蚀掉下方的二氧化硅膜10，达到保护下方器件的作用。S3.去除所述浮栅上的部分厚度的掩蔽膜；具体的方法采用光刻，步骤为:所述衬底100上光阻并显影，以区别所述浮栅200和控制栅300，并对所述浮栅200上的氮化硅膜20通过干法刻蚀的方式去除。如上所述，干法刻蚀时通过监控刻蚀出的气体来判断所述氮化硅膜20是否完全去除，当刻蚀出的气体发生变化时判断已开始刻蚀下方的二氧化硅膜10，此时停止干法刻蚀。干法刻蚀完成后，去除其余光阻，即控制栅300上的光阻。步骤3完成后的形态如图4所示。此时，浮栅200的表面仅剩部分二氧化硅层10，控制栅300的表面同图2，覆盖有掩蔽膜。S4.清洗所述浮栅；清洗的方式为，将所述覆盖掩蔽膜后的衬底100放入酸槽中浸泡，以去除浮栅200上经刻蚀后的残留电荷或颗粒，以使浮栅200获得更清洁的表面。酸槽中液体以完全去除残留电荷或颗粒，而不损坏下方的浮栅200为目的而配置。优选地，可设置两个酸槽，所述衬底进入依次进入两个酸槽，即第一酸槽和第二酸槽中浸泡。所述第一酸槽盛放用HF和H2O以1:200的体积比配比而成的酸性液体，主要为去除浮栅200上经刻蚀后可能残留的氮化硅20，以露出浮栅200的表面。所述第二酸槽盛放用ΝΗ40Η、Η202和H2O以1:1.5:50的体积比配比而成的碱性液体，用来洗掉可能存在与浮栅200表面的颗粒，金属离子等等，以得到清洁的浮栅200的表面。具体的，在所述第一酸槽中的浸泡在常温下进行，去除大约2A的二氧化硅即可；在所述第二酸槽中的浸泡在35摄氏度的条件中进行，时间约为5分钟，即可洗掉存在于浮栅200上的残留电荷或颗粒。S5.形成介质层，所述介质层覆盖所述掩蔽膜的表面；介质层30的材料为二氧化硅，所述浮栅200上若有留下的部分掩蔽膜，则其为二氧化硅膜10。因此经生长介质层30后，在所述浮栅200上形成较厚的二氧化硅层，达到浮栅200浮空而不与其他器件电连接的目的。而在生长介质层30后，控制栅300上也覆盖了较厚的介质层30，如图5所示。具体的，所述介质层30的厚度大于之前沉积的掩蔽膜，即二氧化硅膜10和氮化硅膜20的厚度。具体的，掩蔽膜中二氧化硅的量为130A，氮化硅的量为260A，而介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一次性可编程器件的制造方法，其特征在于，包含如下步骤：在一衬底上形成二栅极，用以分别作为控制栅和浮栅；形成掩蔽膜，所述掩蔽膜覆盖所述控制栅、浮栅及衬底；去除所述浮栅上的部分厚度的掩蔽膜；清洗所述浮栅；形成介质层，所述介质层覆盖所述掩蔽膜的表面；去除所述控制栅上的介质层和掩蔽膜；在所述控制栅和浮栅的两侧分别形成源极和漏极，所述控制栅和浮栅共用一源极或漏极。

【技术特征摘要】
1.一种一次性可编程器件的制造方法，其特征在于，包含如下步骤: 在一衬底上形成二栅极，用以分别作为控制栅和浮栅； 形成掩蔽膜，所述掩蔽膜覆盖所述控制栅、浮栅及衬底； 去除所述浮栅上的部分厚度的掩蔽膜； 清洗所述浮栅； 形成介质层，所述介质层覆盖所述掩蔽膜的表面； 去除所述控制栅上的介质层和掩蔽膜； 在所述控制栅和浮栅的两侧分别形成源极和漏极，所述控制栅和浮栅共用一源极或漏极。2.如权利要求1所述的一次性可编程器件的制造方法，其特征在于，清洗所述浮栅的步骤包括:使所述衬底整体进入酸槽中浸泡。3.如权利要求2所述的一次性可编程器件的制造方法，其特征在于，所述酸槽包括第一酸槽和第二酸槽，所述第一酸槽盛放用HF和H2O以1:200的体积比配比而成的液体，所述第二酸槽盛放用ΝΗ40Η、Η202和H2O以1:1.5:50的体积比配比而成的液体，所述衬底依次进入第一酸槽和第二酸槽中浸泡。4.如权利要求3所述的一次性可编程器件的制造方法，其特征在于，在所述酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：许乐，张智侃，曹亚民，
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