非易失性存储器的制作方法及非易失性存储器技术

本申请公开了一种非易失性存储器的制作方法及非易失性存储器。其中，该制作方法包括以下步骤：形成基体结构，基体结构包括衬底，依次形成于衬底上的氧化物层和第一栅极材料层，以及形成于第一栅极材料层上的至少一对第二栅极结构；在各第二栅极结构的两侧侧壁上形成侧壁介质层，并在第一栅极材料层上形成牺牲介质层；刻蚀牺牲介质层和第一栅极材料层至露出氧化物层；去除位于每对第二栅极结构的外侧的侧壁介质层和第一栅极材料层，并将剩余的第一栅极材料层作为第一栅极；刻蚀氧化物层至露出衬底，并将剩余的氧化物层作为第一栅氧化物层。该制作方法能够平衡第二栅极结构的内侧和外侧的刻蚀程度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体集成电路的
，具体而言，涉及一种非易失性存储器的 制作方法及非易失性存储器。
技术介绍
非易失性存储器（non-volatile memory)是一种在供电电源关闭后仍能保持片内 信息的存储器，包括电可编程只读存储器（EPROM)和闪存（flash)等。非易失性存储器具 有系统电可擦除、可重复编程、工作电压低和成本低等优点，使其广泛地应用于各个领域， 例如嵌入式系统（包括PC、网络互联设备及仪器仪表等）和新兴的语音、图像、数据存储类 广品等。 图1至图4示出了现有非易失性存储器的制造方法。该制作方法包括以下步骤：首 先，形成基体结构，基体结构包括衬底KV，依次形成于衬底KV上的氧化物层2Γ和第 一栅极材料层31'，以及形成于第一栅极材料层31'上的至少一对第二栅极结构40'(包 括栅介质层41'、第二栅极42'和偏移间隙壁43')，其结构如图1所示；然后，在各第二 栅极结构40'的两侧侧壁上形成侧壁介质层51'，并在第一栅极材料层31'上形成牺牲 介质层53'，进而形成如图2所示的基体结构；接下来，形成覆盖位于每对第二栅极结构 4(V的内侧的侧壁介质层5Γ和氧化物层2Γ的光刻胶层6(V，进而形成如图3所示的基 体结构；接下来，去除位于每对第二栅极结构40'的外侧的侧壁介质层51'和第一栅极材 料层31'，并去除光刻胶层60'，进而形成如图4所示的基体结构；最后，刻蚀位于每对第 二栅极结构40'的外侧的第一栅极材料层31'和氧化物层21'，并刻蚀位于每对第二栅 极结构4(V的内侧的牺牲介质层53'、第一栅极材料层3Γ和氧化物层2Γ至露出衬底 10'，且将剩余的第一栅极材料层31'作为第一栅极33'，将剩余的氧化物层21'作为第 一栅氧化物层23'，进而形成如图5所示的基体结构。 上述通过刻蚀工艺形成第一栅极33'和第一栅氧化物层23'的步骤中，由于每 对第二栅极结构40'的外侧形成有第一栅极材料层31'和氧化物层21'，而每对第二栅 极结构4(V的内侧形成有牺牲介质层53'、第一栅极材料层3Γ和氧化物层2Γ，因此很 难通过控制刻蚀步骤来平衡第二栅极结构40'的内侧和外侧的刻蚀程度。如果刻蚀程度过 大，会使得第二栅极结构4(V的外侧的衬底KV会产生凹坑（pitting)等缺陷，且第二栅 极结构40'的外侧的第一栅极材料层31'也会产生切口（undercut)等缺陷。如果刻蚀程 度过小，会导致第二栅极结构40'的内侧的刻蚀量不充足，从而产生氧化物层21'的残留 物等。针对上述问题，目前还没有有效的解决方法。
技术实现思路
本申请旨在提供一种非易失性存储器的制造方法及非易失性存储器，以平衡第二 栅极结构的内侧和外侧的刻蚀程度。 为了实现上述目的，本申请提供了一种非易失性存储器的制造方法，该制作方法 包括以下步骤：形成基体结构，基体结构包括衬底，依次形成于衬底上的氧化物层和第一栅 极材料层，以及形成于第一栅极材料层上的至少一对第二栅极结构；在各第二栅极结构的 两侧侧壁上形成侧壁介质层，并在第一栅极材料层上形成牺牲介质层；刻蚀牺牲介质层和 第一栅极材料层至露出氧化物层；去除位于每对第二栅极结构的外侧的侧壁介质层和第一 栅极材料层，并将剩余的第一栅极材料层作为第一栅极；刻蚀氧化物层至露出衬底，并将剩 余的氧化物层作为第一栅氧化物层。 进一步地，形成侧壁介质层和牺牲介质层的步骤包括：形成覆盖第二栅极结构和 第一栅极材料层的介质材料层；刻蚀介质材料层，以将位于第二栅极结构的侧壁上的介质 材料层作为侧壁介质层，并将位于第一栅极材料层的介质材料层作为牺牲介质层。 进一步地，刻蚀介质材料层的工艺为干法刻蚀。 进一步地，刻蚀介质材料层之后，采用原位刻蚀工艺刻蚀牺牲介质层和第一栅极 材料层至露出氧化物层。 进一步地，去除侧壁介质层和第一栅极材料层的步骤包括：形成覆盖位于每对第 二栅极结构的内侧的侧壁介质层和氧化物层的光刻胶层；去除位于每对第二栅极结构的外 侧的侧壁介质层和第一栅极材料层；去除光刻胶层。 进一步地，去除侧壁介质层和第一栅极材料层的步骤中，先去除位于每对第二栅 极结构的外侧的第一栅极材料层，然后去除位于每对第二栅极结构的外侧的侧壁介质层。 进一步地，去除第一栅极材料层的工艺为湿法刻蚀或干法刻蚀。 进一步地，去除侧壁介质层的工艺为湿法刻蚀。 进一步地，第二栅极结构包括栅介质层，形成于栅介质层上的第二栅极，以及形成 于第二栅极和栅介质层的两侧侧壁上的偏移间隙壁。 进一步地，非易失性存储器为闪存器件，第一栅极为浮栅，第二栅极为控制栅。 本申请还提供了一种非易失性存储器，该非易失性存储器由本申请上述的制作方 法制作而成。 应用本申请的技术方案，通过形成包括衬底，依次形成于衬底上的氧化物层和第 一栅极材料层，以及形成于第一栅极材料层上的至少一对第二栅极结构的基体结构，然后 在各第二栅极结构的两侧侧壁上形成侧壁介质层，并在第一栅极材料层上形成牺牲介质 层，以及刻蚀牺牲介质层和第一栅极材料层至露出氧化物层，从而在第二栅极结构的内侧 和外侧形成具有相同厚度的氧化物层；接下来，在去除位于每对第二栅极结构的外侧的侧 壁介质层和第一栅极材料层之后，由于第二栅极结构的内侧和外侧的氧化物层具有相同的 厚度，因此可以通过控制刻蚀步骤实现完全去除第二栅极结构的内侧和外侧的氧化物层， 且不会对第二栅极结构的内侧和外侧的衬底造成损伤，从而实现了平衡第二栅极结构的内 侧和外侧的刻蚀程度的目的。【附图说明】 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示 意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中： 图1示出了现有非易失性存储器的制造方法中，形成包括衬底，依次形成于衬底 上的氧化物层和第一栅极材料层，以及形成于第一栅极材料层上的至少一对第二栅极结构 的基体结构后的基体的剖面结构示意图； 图2示出了在图1所示的各第二栅极结构的两侧侧壁上形成侧壁介质层，并在第 一栅极材料层上形成牺牲介质层后的基体的剖面结构示意图； 图3示出了形成图2所示的覆盖位于每对第二栅极结构的内侧的侧壁介质层和氧 化物层的光刻胶层后的基体的剖面结构示意图； 图4示出了除位于图3所示的每对第二栅极结构的外侧的侧壁介质层和第一栅极 材料层，并去除光刻胶层后的基体的剖面结构示意图； 图5示出了刻蚀位于图4所示的每对第二栅极结构的外侧的第一栅极材料层和氧 化物层，并刻蚀位于每对第二栅极结构的内侧的牺牲介质层、第一栅极材料层和氧化物层 至露出衬底，且将剩余的第一栅极材料层作为第一栅极，将剩余的氧化物层作为第一栅氧 化物层后的基体的剖面结构示意图； 图6示出了本申请实施方式所提供的非易失性存储器的制造方法的流程示意图； 图7示出了在本申请实施方式所提供的非易失性存储器的制造方法中，形成包括 衬底，依次形成于衬底上的氧化物层和第一栅极材料层，以及形成于第一栅极材料层上的 至少一对第二栅极结构的基体结构后的基体的剖面结构当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非易失性存储器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：形成基体结构，所述基体结构包括衬底，依次形成于所述衬底上的氧化物层和第一栅极材料层，以及形成于所述第一栅极材料层上的至少一对第二栅极结构；在各所述第二栅极结构的两侧侧壁上形成侧壁介质层，并在所述第一栅极材料层上形成牺牲介质层；刻蚀所述牺牲介质层和所述第一栅极材料层至露出所述氧化物层；去除位于每对所述第二栅极结构的外侧的所述侧壁介质层和所述第一栅极材料层，并将剩余的所述第一栅极材料层作为第一栅极；刻蚀所述氧化物层至露出所述衬底，并将剩余的所述氧化物层作为第一栅氧化物层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31