一种快闪存储器隧道绝缘层的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种快闪存储器隧道绝缘层的制作方法，所述方法包括：提供衬底；在700至800摄氏度下在所述衬底上形成隧道氧化物层；在400至550摄氏度下对所述隧道氧化物层的表面进行等离子体氮化处理，以形成氮化层；在700至800摄氏度下对所述隧道氧化物层进行退火处理，以在所述隧道氧化物层和衬底的界面形成氮累积层。本发明专利技术能够最小化热处理对原有注入离子分布的影响，提高器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其涉及。
技术介绍
在与非型(NAND)快闪存储器中，一般利用隧穿效应(Fowler-Nordheimtunneling)实现编程和擦除功能。随着编程和擦除的次数增多，隧道氧化物层会逐渐劣化，从而造成快闪存储器信赖性方面的问题。在半导体器件中，栅极氧化物扮演着重要的角色，而不同于常规晶体管的栅极氧化物，快闪存储器的隧道绝缘层本身作为数据传输的通道，要求具有极高的薄膜特性。传统的制作方法通常是在形成隧道绝缘层后，利用N2O气体或者NO气体实施退火处理，以在隧道氧化物层和半导体衬底的界面上形成一定浓度的氮累积层，来改善薄膜特性。但仍难以达到高信赖性的要求。目前业界也有采用类似技术的，通常，隧道氧化物层生长温度大都在800摄氏度以上，等离子体氮化处理的温度也在800摄氏度以上，退火气体一般选择N2O气体，退火温度也在900摄氏度以上。但是，这种制作方法最大的缺点是过高温度的热处理以及热处理时间过长，破坏了原有注入离子的分布。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出，以达到改善隧道绝缘层特性的目的。本专利技术提供了，所述方法包括:提供衬底；在700至800摄氏度下在所述衬底上形成隧道氧化物层；在400至550摄氏度下对所述隧道氧化物层的表面进行等离子体氮化处理，以形成氮化层；在700至800摄氏度下对所述隧道氧化物层进行退火处理，以在所述隧道氧化物层和衬底的界面形成氮累积层。本专利技术提出了，通过降低形成隧道氧化物层、氮化层以及氮累积层的温度，能够最小化热处理对原有注入离子分布的影响，并提高器件的可靠性。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的快闪存储器隧道绝缘层的制作方法的流程图；图2a_图2c是本专利技术实施例提供的快闪存储器隧道绝缘层的制作方法对应的结构图。图中的附图标记所分别指代的技术特征为:201、衬底；202、隧道氧化物层；203、氮化层；204、氮累积层。【具体实施方式】为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。图1是本专利技术实施例提供的快闪存储器隧道绝缘层的制作方法的流程图。如图1所示，本专利技术实施例提供的方法包括:步骤101，在700至800摄氏度下在所述衬底上形成隧道氧化物层。图2a是本专利技术实施例提供的快闪存储器隧道绝缘层的制作方法在本步骤中对应的结构图。参照图2a，在700至800摄氏度下在所述衬底201上形成隧道氧化物层202。在本实施例中，可选的，在形成隧道氧化物层202之前所述方法还包括对所述衬底201进行阱离子注入和阈值电压离子注入。进一步的，所述方法还可以包括:进行阱离子注入和阈值电压离子注入之前，在所述衬底201上形成牺牲氧化物层，以保护衬底，能够最小化阱离子注入和阈值电压离子注入对衬底上原有离子分布的影响；在阱离子注入和阈值电压离子注入之后，利用氢氟酸HF和H2O的混合液去除所述牺牲氧化物层。进一步的，对衬底进行清洗处理以去除可能的自然氧化物，清洗药液采用稀释的氢氟酸(DHF)药液。同时，为提高器件性能，有时需要通过盐酸、臭氧和水的混合液，去除可能附着在衬底表面的金属杂质。进一步的，所述形成隧道氧化物层202的方法可以为干氧法或者湿氧法。所述隧道氧化物层202的厚度为7至9纳米。另外，为提高隧道氧化物层的氧化速度及可靠性，可以在反应物中添加Cl2或者4-10% 的 HCl。步骤102，在400至550摄氏度下对所述隧道氧化物层的表面进行等离子体氮化处理，以形成氮化层。图2b是本专利技术实施例提供的快闪存储器隧道绝缘层的制作方法在本步骤中对应的结构图。参照图2b，在400至550摄氏度下对所述隧道氧化物层202的表面进行等离子体氮化处理，以形成氮化层203。在本实施例中，可选的，所述对所述隧道氧化物层202的表面进行等离子体氮化处理采用缝隙平面天线(Slot Plane Antenna, SPA)工艺。进一步地,缝隙平面天线(SlotPlane Antenna, SPA)工艺是在Ar和N2的氛围中进行的。与传统的炉管工艺相比，SPA工艺的处理温度较低，处理时间较短。另外，所述对所述隧道氧化物层202的表面进行等离子体氮化处理的其他工艺条件还可以包括:操作设备的功率范围为1000至1500W，N原子浓度范围为IE14?lE16atoms/2cm ο经过上述等离子体氮化处理后，在隧道氧化物层的表面就形成很薄的一层氮化层203。现有技术形成氮化层的工艺温度大都在800度以上，与现有技术相比，本实施例中的工艺温度较低，且缩短了处理时间，有利于提高隧道氧化物层的可靠性。步骤103，在700至800摄氏度下对所述隧道氧化物层进行退火处理，以在所述隧道氧化物层和衬底的界面形成氮累积层。图2c是本专利技术实施例提供的快闪存储器隧道绝缘层的制作方法在本步骤中对应的结构图。参照图2c，在700至800摄氏度下对所述隧道氧化物层202进行退火处理，以在所述隧道氧化物层202和衬底201的界面形成氮累积层204。在本实施例中，可选的，所述在700至800摄氏度下对所述隧道氧化物层202进行退火处理的反应氛围为一氧化氮气体。所述对所述隧道氧化物层202进行退火处理的时间为20至40分钟。另外，对所述隧道氧化物层202进行退火处理的其他工艺条件还可以包括:反应的压力范围为40至60kPa。经过上述退火处理后，就能够在隧道氧化物202和衬底201的界面形成了一定浓度的氮累积层204。现有技术的退火气体大都选择N2O,退火温度也在900度以上，与现有技术相比，本实施例中选择NO作为退火气体，退火的温度较低，能够减小热处理对原有注入离子的分布的破坏，提高氮累积层的可靠性，进而提高器件的可靠性。在上述步骤之后，就形成了快闪存储器的隧道绝缘层结构。在形成上述隧道绝缘层结构之后，可以继续在所述隧道绝缘层结构上面形成多晶硅层，来作为快闪存储器的浮动栅极。本实施例提供的快闪存储器隧道绝缘层的制作方法，通过降低形成隧道氧化物层、氮化层以及氮累积层的温度，能够最小化热处理对原有注入离子分布的影响，并提高器件的可靠性。注意，上述内容仅为本专利技术的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本专利技术不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本专利技术的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本专利技术进行了较为详细的说明，但是本专利技术不仅仅限于以上实施例，在不脱离本专利技术构思的情况下，还可以包括更多其它等效实施例，而本专利技术的范围由所附的权利要求范围决定。【主权项】1.，其特征在于，包括: 提供衬底； 在700至800摄氏度下在所述衬底上形成隧道氧化物层； 在400至550摄氏度下对所述隧道氧化物层的表面进行等离子体氮化处理，以形成氮化层； 在700至800摄氏度下对所述隧道氧化物层进行退火处理，以在所述隧道氧化物层和衬底的界面形成氮累积层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成隧道氧化物层之前，所述方法还包括对所述衬底进行阱离子注入和阈值电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快闪存储器隧道绝缘层的制作方法，其特征在于，包括：提供衬底；在700至800摄氏度下在所述衬底上形成隧道氧化物层；在400至550摄氏度下对所述隧道氧化物层的表面进行等离子体氮化处理，以形成氮化层；在700至800摄氏度下对所述隧道氧化物层进行退火处理，以在所述隧道氧化物层和衬底的界面形成氮累积层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于法波，
申请(专利权)人：北京兆易创新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11