快闪存储器绝缘介质层的制作方法和快闪存储器结构技术

本发明专利技术公开了一种快闪存储器绝缘介质层的制作方法和快闪存储器结构，所述方法包括：对形成有隧道氧化物层和浮栅多晶硅层的叠层结构的衬底进行氮化处理，以在所述浮栅多晶硅层上形成第一氮化层；在所述第一氮化层上形成第一氧化物层；在所述第一氧化物层上形成第二氮化层；对所述第二氮化层进行氧化处理，使得所述第二氮化层一部分形成第二氧化物层；对所述第二氧化物层的表面进行氮化处理，以形成第三氮化层。本发明专利技术提高快闪存储器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种快闪存储器绝缘介质层的制作方法和一种快闪存储器结构。
技术介绍
在与非型(NAND)快闪存储器中，对器件进行编程、擦除等操作时，偏压不能直接施加到浮栅上，而是先施加到控制栅上，再通过绝缘介质层，耦合到浮栅上。因此，绝缘介质层的特性直接影响器件操作速度以及信赖性。NAND快闪存储器的制作工艺大都利用ONO(氧化物-氮化物-氧化物)作为控制栅和浮栅之间的介质层，以获得较高的耦合比。目前业界大都采用炉管工艺形成ONO结构。在现有技术中，由于后续的热工艺，ONO中上层氧化物层和下层氧化物层的边缘容易变厚，形成“鸟嘴”效应。传统炉管工艺生成的ONO容易造成器件信赖性问题，进而影响器件的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种快闪存储器绝缘介质层的制作方法和快闪存储器结构，以达到提高快闪存储器的可靠性的目的。本专利技术提供了一种快闪存储器绝缘介质层的制作方法，所述方法包括:对形成有隧道氧化物层和浮栅多晶硅层的叠层结构的衬底进行氮化处理，以在所述浮栅多晶硅层上形成第一氮化层；在所述第一氮化层上形成第一氧化物层；在所述第一氧化物层上形成第二氮化层；对所述第二氮化层进行氧化处理，使得所述第二氮化层一部分形成第二氧化物层；对所述第二氧化物层的表面进行氮化处理，以形成第三氮化层。对应的，本专利技术还提出一种快闪存储器绝缘介质层的制作方法，所述方法包括:利用缝隙平面天线工艺对形成有隧道氧化物层和浮栅多晶硅层的叠层结构的衬底进行氮化处理，以在所述浮栅多晶硅层上形成第一氮化层；利用现场蒸汽生成工艺在所述第一氮化层上形成第一氧化物层；利用炉管工艺在所述第一氧化物层上形成第二氮化层；利用现场蒸汽生成工艺对所述第二氮化层进行氧化处理，使得所述第二氮化层一部分形成第二氧化物层；利用缝隙平面天线工艺对所述第二氧化物层的表面进行氮化处理，以形成第三氮化层。对应的，本专利技术还提出一种快闪存储器结构，所述结构包括:衬底；形成在衬底上的隧道氧化物层和浮栅多晶硅层的叠层结构；形成在所述浮栅多晶硅层上的第一氮化层；形成在所述第一氮化层上的第一氧化物层；形成在所述第一氧化物层上的第二氮化层；第二氧化物层，所述第二氧化物层是对所述第二氮化层进行氧化处理使得所述第二氮化层一部分氧化形成的；形成在所述第二氧化物层上的第三氮化层；以及在所述第三氮化物层上形成的控制栅层。本专利技术提出了一种快闪存储器绝缘介质层的制作方法和快闪存储器结构，通过改善氧化物-氮化物-氧化物的成膜工艺，并在氧化物-氮化物-氧化物结构的上下表面进行氮化处理，使氧化物-氮化物-氧化物结构的上下表面分别生成第一氮化层和第三氮化层，由于氮化物的热稳定性较高，所以能够有效的解决快闪存储器制作过程中由后续热工艺导致的氧化物-氮化物-氧化物结构的“鸟嘴”效应，改善了快闪存储器绝缘介质层的薄膜特性，提高了快闪存储器的可靠性。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的快闪存储器绝缘介质层的制作方法的实现流程图；图2a_图2e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、浮栅多晶娃层；204、第一氮化层；205、第一氧化物层；206、第二氮化层；207、第二氧化物层；208、第三氮化层。【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绝缘介质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，对形成有隧道氧化物层和浮栅多晶硅层的叠层结构的衬底进行氮化处理，以在所述浮栅多晶硅层上形成第一氮化层。图2a是本专利技术实施例提供的快闪存储器绝缘介质层的制作方法在本步骤中对应的结构图。参照图2a，对形成有隧道氧化物层202和浮栅多晶硅层203的叠层结构的衬底201进行氮化处理，以在所述浮栅多晶硅层203上形成第一氮化层204。在本实施例中,可选的,采用缝隙平面天线(Slot Plane Antenna, SPA)工艺对形成有隧道氧化物层和浮栅多晶硅层的叠层结构的衬底进行氮化处理。可选的，所述采用缝隙平面天线工艺对形成有隧道氧化物层和浮栅多晶硅层的叠层结构的衬底进行氮化处理是在Ar和N2的氛围中进行的，并且温度范围为400至550摄氏度。进一步的，利用SPA工艺对所述浮栅多晶硅层203的表面进行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2000W，处理时间范围在30至120秒。经过上述氮化处理后，在上述浮栅多晶硅层203上就形成很薄的一层氮化物，作为第一氮化层204。另外，在所述采用SPA工艺对形成有隧道氧化物层和浮栅多晶硅层的叠层结构的衬底进行氮化处理之前，还可以包括:利用自对准工艺在衬底201上形成由隧道氧化物层202和浮栅多晶硅层203组成的叠层结构。进一步的，利用化学机械研磨工艺在衬底201上形成由隔离绝缘物质组成的隔离区，其中，所述隔离区的高度低于所述浮栅多晶硅层203，高于所述隧道氧化物层202。其中，在形成隔离区的过程中，对隔离区填充后，采用化学机械研磨工艺对隔离区表面进行平坦化处理，并对隔离区的隔离绝缘物质进行回刻。在形成隔离区后，衬底201、隧道氧化物层202和浮栅多晶硅层203组成的叠层结构就形成了有源区。进一步的，在所述在衬底201上形成由隧道氧化物层202和浮栅多晶硅层203组成的叠层结构之后，还可以包括:对所述叠层结构的表面进行清洗处理。其中，清洗处理采用的药液为稀释的氢氟酸，清洗处理的时间在10至60秒之间，有时为了提高器件的性能需要在药液中添加臭氧气体。步骤102，在所述第一氮化层上形成第一氧化物层。图2b是本专利技术实施例提供的快闪存储器绝缘介质层的制作方法在本步骤中对应的结构图。参照图2b，在所述第一氮化层204上形成第一氧化物层205。在本实施例中，可选的，采用现场蒸汽生成工艺在所述第一氮化层204上形成第一氧化物层205。可选的，所述采用现场蒸汽生成工艺在所述第一氮化层204上形成第一氧化物层205的温度范围为900至1200摄氏度。其中，现场蒸汽生成(In-Situ Steam Generat1n, ISSG)工艺是一种新型低压快速氧化热退火处理技术，目前主要应用于超薄氧化薄膜生长，牺牲氧化物层以及氮氧薄膜的制备。ISSG工艺米用掺入少量氢气的氧气作为反应气氛,在高温下氢气和氧气产生类似燃烧的化学反应，生成大量的气相活性自由基，其中主要是原子氧，由于原子氧的强氧化作用，最终得到氧化物薄膜体内缺陷少，界面密度也比较小，使得氧化物薄膜的质量比较高。在本专利技术实施例中，与传统的炉管工艺相比，ISSG工艺是在腔体中完成的，能够避免炉管工艺中温度均匀性的问题，对热扩散导致的掺杂离子重新分布影响极小，进而对氧化物层的可靠性有很大的提升。优选的，所述第一氧化物层205的厚度为4至8纳米。步骤103，在所述第一氧化物层上形成第二氮化层。当前第1页本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快闪存储器绝缘介质层的制作方法，其特征在于，包括：对形成有隧道氧化物层和浮栅多晶硅层的叠层结构的衬底进行氮化处理，以在所述浮栅多晶硅层上形成第一氮化层；在所述第一氮化层上形成第一氧化物层；在所述第一氧化物层上形成第二氮化层；对所述第二氮化层进行氧化处理，使得所述第二氮化层一部分形成第二氧化物层；对所述第二氧化物层的表面进行氮化处理，以形成第三氮化层。

【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