SONOS器件的形成方法技术

本发明专利技术的一种SONOS器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括相邻的存储管区域及选择管区域，所述选择管区域上方具有栅极氧化层；形成覆盖所述栅极氧化层及存储管区域的ONO结构；去除远离所述储管区域的部分所述选择管区域上方的ONO结构；采用原位水汽氧化生成工艺在所述栅极氧化层上方的ONO结构的侧壁形成保护层。本发明专利技术中，去除选择管区域上方的部分ONO结构，暴露出ONO结构的侧壁，并采用原位水汽氧化生成工艺氧化ONO结构的侧壁，形成侧壁保护层，提高存储管的性能。

【技术实现步骤摘要】
SONOS器件的形成方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造
，尤其涉及一种SONOS器件的形成方法。
技术介绍
随着闪存技术不断发展，当浮栅闪存技术遭遇到尺寸缩小带来的各种挑战时，SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅)存储器展现出独特的优势。它克服了浮栅干扰的技术瓶颈，拥有更低的操作电压，同时可以和传统CMOS工艺完美健荣，被广泛应用在智能卡，金融保密，工业嵌入式控制等众多领域。典型的SONOS结构是由硅衬底(S)-隧穿氧化层(O)-电荷存储层(N)-阻挡氧化层(O)-多晶硅栅极(S)组成。这种结构利用电子的隧穿来进行编译，空穴的注入来进行数据的擦除。在现有的SONOS工艺流程中，先制备选择管栅极氧化层，再制备ONO层，即隧穿氧化层、电荷存储层、阻挡氧化层，采用干法刻蚀去除选择管区域的ONO结构的阻挡氧化层，再利用湿法刻蚀去除选择管区域的ONO的电荷存储层，电荷存储层直接暴露在外面，容易受到后续工艺的影响，进而影响SONOS器件性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于SONOS器件的形成方法，解决现有技术中电荷存储层暴露在外面影响器件性能的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种SONOS器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括相邻的存储管区域及选择管区域，所述选择管区域上方具有栅极氧化层；形成覆盖所述栅极氧化层及存储管区域的ONO结构；去除远离所述存储管区域的部分所述选择管区域上方的ONO结构；采用原位水汽氧化生成工艺在所述栅极氧化层上方的ONO结构的侧壁形成保护层。可选的，所述ONO结构包括依次层叠的隧穿氧化层、电荷存储层及阻挡氧化层。可选的，所述隧穿氧化层为氧化硅层，厚度为可选的，采用干法刻蚀工艺去除所述ONO结构中的隧穿氧化层。可选的，所述电荷存储层为氮化硅层，厚度为可选的，采用湿法刻蚀工艺去除所述ONO结构中的电荷存储层。可选的，所述阻挡氧化层为氧化硅层，厚度为可选的，采用干法刻蚀工艺去除所述ONO结构中的阻挡氧化层。可选的，所述保护层的厚度为可选的，所述原位水汽氧化生成工艺反应的气体为一氧化二氮和氢气，或氢气和氧气。与现有技术相比，本专利技术提供的SONOS器件的形成方法具有以下有益效果：本专利技术的SONOS器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括存储管相邻的区域及选择管区域，所述选择管区域上方具有栅极氧化层；形成覆盖所述栅极氧化层及存储管区域的ONO结构；去除远离所述存储管区域的部分所述选择管区域上方的ONO结构；采用原位水汽氧化生成工艺在所述栅极氧化层上方的ONO结构的侧壁形成保护层。本专利技术中，去除选择管区域上方的部分ONO结构，暴露出ONO结构的侧壁，并采用原位水汽氧化生成工艺氧化ONO结构的侧壁，形成侧壁保护层，提高存储管的性能。附图说明图1为本专利技术一实施例中SONOS器件形成方法的流程图；图2为本专利技术一实施例中形成选择管栅极氧化层的示意图；图3为本专利技术一实施例中形成ONO结构的示意图；图4为本专利技术一实施例中刻蚀ONO结构的示意图；图5为本专利技术一实施例中形成侧壁保护层的示意图。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的SONOS器件的形成方法进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本专利技术由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。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例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想在于，提供一种SONOS器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括存储管相邻的区域及选择管区域，所述选择管区域上方具有栅极氧化层；形成覆盖所述栅极氧化层及存储管区域的ONO结构；去除远离所述存储管区域的部分所述选择管区域上方的ONO结构；采用原位水汽氧化生成工艺在所述栅极氧化层上方的ONO结构的侧壁形成保护层。本专利技术中，去除选择管区域上方的部分ONO结构，暴露出ONO结构的侧壁，并采用原位水汽氧化生成工艺氧化ONO结构的侧壁，形成侧壁保护层。下文结合附图对本专利技术的SONOS器件的形成方法进行详细说明，图1为形成方法的流程图，图2～图5为各步骤对应的结构示意图，SONOS器件的形成方法包括如下步骤：执行步骤S1，参考图2所示，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100包括相邻的存储管区域a及选择管区域b，所述选择管区域110上方具有栅极氧化层110，所述栅极氧化层110为氧化硅，氧化硅的厚度为执行步骤S2，参考图3所示，形成ONO结构200，所述ONO结构200覆盖所述栅极氧化层110及存储管区域a。所述ONO结构200包括依次层叠的隧穿氧化层211、电荷存储层212及阻挡氧化层213。本实施例中，所述隧穿氧化层211为氧化硅层，厚度为例如，等，所述电荷存储层212为氮化硅层，厚度为例如，等，所述阻挡氧化层213为氧化硅层，厚度为例如，等。执行步骤S3，参考图4所示，去除远离所述存储管区域a的部分所述选择管区域b上方的ONO结构。具体的，首先，采用干法刻蚀工艺去除所述ONO结构200中的隧穿氧化层213，之后，采用湿法刻蚀工艺去除所述ONO结构200中的电荷存储层212，接着，采用干法刻蚀工艺去除所述ONO结构200中的阻挡氧化层211，从而暴露出ONO结构200的侧壁中的氮化硅层212。本实施例中，仅去除部分选择管区域上方的ONO结构，还保留靠近存储管区域a的部分栅极氧化层110上方的部分ONO结构。执行步骤S4，参考图5所示，采用原位水汽氧化生成(In-situstreamgeneration，ISSG)工艺在ONO结构侧壁生成保护层，具体的，氧化所述栅极氧化层110上方的ONO结构200侧壁的氮化硅层212，形成保护层300。所述保护层为氧化硅，且所述氧化硅保护层的厚度为可以理解的是，氧化硅保护层能够避免ONO结构中的氮化硅层暴露在外，避免外部对氮化硅电荷存储的影响，提高存储管的性能。需要说明的是，ISSG是一种新型低压快速氧化热退火技术，目前主要应用于超薄氧化薄膜生长、浅槽隔离边缘圆角化(STIcornerrounding)以及氮氧薄膜的制备。本实施例中，采用氢气H2和氧气O2作为反应气体，在高温下氢会与氧产生类似于燃烧的化学反应，生成大量的气相活性自由基(其中主要是原子氧)。同时，在反应腔体中通过辐射式快速升温技术升温至800℃-1100℃，在此高温氛围下，会发生类似于爆轰的化学反应，由于原子氧具有极强的氧化性，从而在氮化硅层212表面生成氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SONOS器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括相邻的存储管区域及选择管区域，所述选择管区域上方具有栅极氧化层；形成覆盖所述栅极氧化层及存储管区域的ONO结构；去除远离所述存储管区域的部分所述选择管区域上方的ONO结构；采用原位水汽氧化生成工艺在所述栅极氧化层上方的ONO结构的侧壁形成保护层。

【技术特征摘要】
1.一种SONOS器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括相邻的存储管区域及选择管区域，所述选择管区域上方具有栅极氧化层；形成覆盖所述栅极氧化层及存储管区域的ONO结构；去除远离所述存储管区域的部分所述选择管区域上方的ONO结构；采用原位水汽氧化生成工艺在所述栅极氧化层上方的ONO结构的侧壁形成保护层。2.如权利要求1所述的SONOS器件的形成方法，其特征在于，所述ONO结构包括依次层叠的隧穿氧化层、电荷存储层及阻挡氧化层。3.如权利要求2所述的SONOS器件的形成方法，其特征在于，所述隧穿氧化层为氧化硅层，厚度为4.如权利要求3所述的SONOS器件的形成方法，其特征在于，采用干法刻蚀工艺去除所述O...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁航晨，张强，黄冠群，
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