闪存的制造方法、闪存储器及光罩掩膜版技术

本发明专利技术涉及闪存的制造方法，涉及半导体集成电路制造方法，在闪存的制造过程中，进行CRS工艺时，使用的光罩掩膜版，使进行CRS工艺后半导体衬底上的各场氧化层的第一部分区域内形成一凹槽，并凹槽上方用于在后续工艺中形成闪存的控制栅极，使半导体衬底上的各场氧化层的除第一部分区域之外的第二部分区域内不形成凹槽，以使控制栅极之间的场氧层不被刻蚀掉，后续栅间介质层生长就是平坦的,控制栅极的DEP也是平坦的，对于控制栅极的刻蚀更加容易，所以控制栅极间的均匀性也会更好，大大提高了闪存的性能。

Manufacturing Method of Flash Memory, Flash Memory and Mask Plate

【技术实现步骤摘要】
闪存的制造方法、闪存储器及光罩掩膜版
本专利技术涉及半导体集成电路制造方法，尤其涉及一种闪存的制造方法、闪存储器及光罩掩膜版。
技术介绍
在半导体集成电路中，闪存储器以其非挥发性(Non-Volatile)的特点在移动电话、数码相机等消费类电子产品和便携式系统中得到广泛应用。非挥发性存储技术主要有浮栅(floatinggate))技术、分压栅(splitgate)技术以及SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅-二氧化硅-氮化硅-二氧化硅-硅)技术，SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅/二氧化硅/氮化硅/二氧化硅/硅)型闪存储器由于工艺简单、操作电压低、数据可靠性高及易于集成到标准CMOS工艺中等优点而得到广泛应用。常用的闪存结构包括由选择栅极和控制栅极两种栅极组成的栅极结构。其中选择栅极主要起到选择闪存单元的作用，控制栅极主要起到控制数据存储的作用。其中在控制栅极与基底之间还形成有悬浮栅极，悬浮栅极主要起到存储电荷的作用，悬浮栅极和控制栅极形成堆栈式栅极结构，一般堆栈式栅极结构从下至上包括隧穿介质层、悬浮栅极、栅间介质层和控制栅极。通常，在一闪存储器包括多个控制栅极，控制栅极间的均匀性影响闪存储器的性能。闪存储器的工作原理为：在闪存储器编程操作时，在漏极上加一第一电压，并在控制栅极上施加大于该第一电压的电压，控制栅极上的电压耦合至悬浮栅极，使漏极中的电子在控制栅极上的电压的驱动下，穿过隧穿介质层进入悬浮栅极；擦除操作时，在源极上施加一第二电压，第二电压大于控制栅极上的电压，悬浮栅极中的电子在第二电压的驱动下，穿过隧穿介质层进入源极中。如上所述，悬浮栅极上的电压是通过栅间介质层耦合控制栅极上的电压。并控制栅极上的电压耦合至悬浮栅极的参数称为闪存的耦合率或电容耦合率Cp，随着半导体器件工艺的发展，对闪存器件的性能要求越来越高。然而随着集成电路的集成度不断提高、器件尺寸的不断缩小，悬浮栅极的尺寸已经降至次微米以下，使控制栅极和悬浮栅极之间的正对面积减小，进而导致电容耦合率太小，严重影响了闪存储器的性能。为了提高器件耦合率，业界通过引入凹槽氧化物刻蚀(CRS-CellRecessOxideEtch)增加ONO层电容来实现。通过CRS工艺，暴露出悬浮栅极的侧壁，然后覆盖以ONO层，就能够在悬浮栅极表面积一定，通过增加的ONO与悬浮栅极侧壁的接触面积，增加ONO电容。请参阅图1，图1为现有技术中形成的闪存的一剖面示意图，图2为图1中CRS工艺使用的光罩版图示意图，如图1和图2所示，闪存的基本制作工艺是有源区刻蚀，浅槽隔离填充以及平坦化工艺，后续就是悬浮栅极的生长和化学机械平坦化。悬浮栅极形成后就是闪存的耦合电容形成工艺(即ONO层的形成)。如图2所示现有的光罩版图一般是通过将闪存区全部打开，然后利用刻蚀工艺将浅槽隔离的STI刻蚀下去，形成图1中一高度为H的凹槽，然后再通过栅间介质(一般都是ONO)的生长和控制栅极的生长工艺。通过此种方法增加了ONO与悬浮栅极侧壁的接触面积，进而提高了电容耦合率。然而，请参阅图3和图4，图3为现有技术中在图2的基础上增加控制栅极的光罩版图示意图，图4为以图3所示的版图制作闪存过程中沿控制栅极之间的与控制栅极平行的S3线的切面图。由于通过现有光罩版图，控制栅极之间的浅槽隔离被刻蚀掉，所以在控制栅极生长之前是有高度差,导致如图4所示在控制栅极生长后，表面也会是高低起伏的,对后续对控制栅极的刻蚀造成难度，所以控制栅极之间的均匀性较差，也即严重影响了控制栅极之间的均匀性。在保证器件耦合率的基础上，如何提高控制栅极之间的均匀性成为业界遇到的重大问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种闪存的制造方法，使控制栅极间的均匀性更好，大大提高了闪存的性能。本专利技术提供的闪存的制造方法，包括：S1：提供一半导体衬底，在半导体衬底上形成场氧化层，由场氧化层隔离出多个有源区，其中各场氧化层的部分上表面高于半导体衬底的上表面，以形成场氧化层凸台；S2：形成隧穿氧化层，隧穿氧化层覆盖场氧化层凸台之间的部分；S3：在隧穿氧化层上形成第一层多晶硅栅极层；S4：进行平坦化工艺，并停止在第一层多晶硅栅极层上；S5：以一光罩为掩膜版进行光刻刻蚀工艺，在各场氧化层凸台的第一部分区域内形成一凹槽，并凹槽上方用于在后续工艺中形成闪存的控制栅极；S6：形成栅间介质层，栅间介质层覆盖露出的第一层多晶硅栅极层、场氧化层以及凹槽的底部和侧壁；以及S7：形成第二层多晶硅栅极层，第二层多晶硅栅极层覆盖栅间介质层，以使第一层多晶硅栅极层形成悬浮栅极，第二层多晶硅栅极层形成控制栅极。更进一步的，步骤S1中更包括步骤：利用有源区光罩对位于所述半导体衬底上的氧化层和氮化硅层以及所述半导体衬底进行浅沟道刻蚀以形成浅沟道隔离；对浅沟道底部和侧壁进行氧化以形成浅沟道氧化层；在浅沟道填充场氧化层介质并进行平坦化处理；以及去除位于所述半导体衬底上的氧化层和氮化硅层。更进一步的，在步骤S2中所述隧穿氧化层覆盖露出的半导体衬底和场氧化层表面与半导体衬底表面平齐的场氧化层部分。更进一步的，在步骤S2中采用化学气相沉积或物理气相沉积的方法形成所述隧穿氧化层。更进一步的，所述隧穿氧化层的材料为低k材料。更进一步的，在步骤S3中采用化学气相沉积或物理气相沉积的方法形成所述第一层多晶硅栅极层。更进一步的，在步骤S4中采用化学机械研磨进行所述平坦化工艺。更进一步的，在步骤S5中以所述光罩为掩膜版进行光刻刻蚀工艺，在各场氧化层凸台的除第一部分区域之外的第二部分区域内不形成凹槽。更进一步的，在所述光罩版图中对应各场氧化层凸台的区域包括图形区域和除所述图形区域之外的非图形区域。更进一步的，在光刻刻蚀工艺中，所述图形区域对应的所述场氧层凸台上的光刻胶被打开，并在与所述图形区域对应的场氧化层凸台的第一部分区域被刻蚀而形成一凹槽，而所述非图形区域对应的场氧层凸台上的光刻胶不被打开，与所述非图形区域对应的场氧化层凸台的第二部分区域不被刻蚀。更进一步的，在光刻刻蚀工艺中，所述图形区域对应的场氧层凸台上的光刻胶不被打开，并在与所述图形区域对应的场氧化层凸台的第一部分区域被刻蚀而形成一凹槽，而所述非图形区域对应的场氧层凸台上的光刻胶被打开，与所述非图形区域对应的场氧化层凸台的第二部分区域不被刻蚀。更进一步的，所述图形区域为十字形图形区域、长方形图形区域或正方形图形区域。更进一步的，在步骤S6中所述栅间介质层为ONO层。本专利技术还提供一种闪存储器，包括：半导体衬底，在半导体衬底上形成场氧化层，由场氧化层隔离出多个有源区，其中场氧化层的部分上表面高于半导体衬底的上表面，以形成场氧化层凸台；并在半导体衬底上由下至上还包括隧穿氧化层、第一层多晶硅层、栅间介质层和第二层多晶硅层，其中场氧化层凸台上的第一部分区域内包括一沟槽，栅间介质层覆盖凹槽的侧壁和底部，而在场氧化层凸台上的除第一部分区域之外的第二部分区域内，栅间介质层覆盖场氧化层凸台。更进一步的，所述场氧化层凸台上的凹槽为十字形图形凹槽、长方形图形凹槽或正方形图形凹槽。更进一步的，采用上述任一所述的闪存的制造方法制作而成所述闪存储器。本专利技术还提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种闪存的制造方法，其特征在于，包括：S1：提供一半导体衬底，在半导体衬底上形成场氧化层，由场氧化层隔离出多个有源区，其中各场氧化层的部分上表面高于半导体衬底的上表面，以形成场氧化层凸台；S2：形成隧穿氧化层，隧穿氧化层覆盖场氧化层凸台之间的部分；S3：在隧穿氧化层上形成第一层多晶硅栅极层；S4：进行平坦化工艺，并停止在第一层多晶硅栅极层上；S5：以一光罩为掩膜版进行光刻刻蚀工艺，在各场氧化层凸台的第一部分区域内形成一凹槽，并凹槽上方用于在后续工艺中形成闪存的控制栅极；S6：形成栅间介质层，栅间介质层覆盖露出的第一层多晶硅栅极层、场氧化层以及凹槽的底部和侧壁；以及S7：形成第二层多晶硅栅极层，第二层多晶硅栅极层覆盖栅间介质层，以使第一层多晶硅栅极层形成悬浮栅极，第二层多晶硅栅极层形成控制栅极。

【技术特征摘要】
1.一种闪存的制造方法，其特征在于，包括：S1：提供一半导体衬底，在半导体衬底上形成场氧化层，由场氧化层隔离出多个有源区，其中各场氧化层的部分上表面高于半导体衬底的上表面，以形成场氧化层凸台；S2：形成隧穿氧化层，隧穿氧化层覆盖场氧化层凸台之间的部分；S3：在隧穿氧化层上形成第一层多晶硅栅极层；S4：进行平坦化工艺，并停止在第一层多晶硅栅极层上；S5：以一光罩为掩膜版进行光刻刻蚀工艺，在各场氧化层凸台的第一部分区域内形成一凹槽，并凹槽上方用于在后续工艺中形成闪存的控制栅极；S6：形成栅间介质层，栅间介质层覆盖露出的第一层多晶硅栅极层、场氧化层以及凹槽的底部和侧壁；以及S7：形成第二层多晶硅栅极层，第二层多晶硅栅极层覆盖栅间介质层，以使第一层多晶硅栅极层形成悬浮栅极，第二层多晶硅栅极层形成控制栅极。2.根据权利要求1所述的闪存的制造方法，其特征在于，步骤S1中更包括步骤：利用有源区光罩对位于所述半导体衬底上的氧化层和氮化硅层以及所述半导体衬底进行浅沟道刻蚀以形成浅沟道隔离；对浅沟道底部和侧壁进行氧化以形成浅沟道氧化层；在浅沟道填充场氧化层介质并进行平坦化处理；以及去除位于所述半导体衬底上的氧化层和氮化硅层。3.根据权利要求1所述的闪存的制造方法，其特征在于，在步骤S2中所述隧穿氧化层覆盖露出的半导体衬底和场氧化层表面与半导体衬底表面平齐的场氧化层部分。4.根据权利要求3所述的闪存的制造方法，其特征在于，在步骤S2中采用化学气相沉积或物理气相沉积的方法形成所述隧穿氧化层。5.根据权利要求1所述的闪存的制造方法，其特征在于，所述隧穿氧化层的材料为低k材料。6.根据权利要求1所述的闪存的制造方法，其特征在于，在步骤S3中采用化学气相沉积或物理气相沉积的方法形成所述第一层多晶硅栅极层。7.根据权利要求1所述的闪存的制造方法，其特征在于，在步骤S4中采用化学机械研磨进行所述平坦化工艺。8.根据权利要求1所述的闪存的制造方法，其特征在于，在步骤S5中以所述光罩为掩膜版进行光刻刻蚀工艺，在各场氧化层凸台的除第一部分区域之外的第二部分区域内不形成凹槽。9.根据权利要求8所述的闪存的制造方法，其特征在于，在所述光罩版图中对应各场氧化层凸台的区域包括图形区域和除所述图形区域之外的非图形区域。10.根据权利要求9所述的闪存的制造方法，其特征在于，在光刻刻蚀工艺中，所述图形区域对应的所述场氧层凸台上的光刻胶被打开，并在与所述图形区域对应的场氧化层凸台的第一部分区域被刻蚀而形成一凹槽，而所述非图形区域对应的场氧层凸台上的光刻胶不被打开，与所述非图形区域对应的场氧化层凸台的第二部分区域不被刻蚀。11.根据权利要求9所述的闪存的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦佑华，陈昊瑜，王奇伟，
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