减少NAND型闪存的栅极之间漏电的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种减少NAND型闪存的字线之间漏电的制造方法，包括：步骤一、提供完成了栅极结构制作的半导体衬底。步骤二、将晶圆装入到第一种类型FOUP中完成：步骤21、沉积镍铂合金。步骤22、进行第一次硅化退火工艺。步骤23、去除剩余镍铂合金。步骤三、将晶圆装入到第二种类型FOUP中完成：采用PECVD工艺生长第二介质层实现对第一沟槽封口并形成空气间隙。步骤四、将晶圆装入到第一种类型FOUP中完成：步骤41、进行第二次硅化退火工艺。步骤42、进行用于更换FOUP的第一次湿法清洗工艺。步骤五、将晶圆装入到第二种类型FOUP中并完成：对第二介质层进行第三次退火。本发明专利技术能防止存储单元的多晶硅控制栅连接形成的字线产生倾斜，从而能减少字线之间的漏电。减少字线之间的漏电。减少字线之间的漏电。

【技术实现步骤摘要】
减少NAND型闪存的栅极之间漏电的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种减少NAND型闪存(Flash)的栅极之间漏电的制造方法。

技术介绍

[0002]NAND型闪存的一些芯片分组(Bin)失效的原因为栅极到栅极之间的漏电，且测试结果的分布图(map)存在存在特别的map分布，如Y方向上下的测试结果更差。由于WL深宽比高达12:1,栅极刻蚀(GT ET)及之后的工艺极易导致WL倾斜，从而引起WL到WL的漏电。通过研究发现，跟NiPt第二次硅化退火工艺到前开式晶圆传送盒(Front Opening Unified Pod,FOUP)更换预清洗之间的工艺过程强相关，怀疑温度较高时，进入湿法(wet)机台清洗更容易造成WL倾斜(leaning)或者WL间距(space)减小等。
[0003]如图1所示，是现有减少NAND型闪存的字线之间漏电的制造方法的流程图；图1中仅给出了栅极结构形成之后形成镍金属硅化物到形成空气间隙之间的步骤。现有减少NAND型闪存的字线之间漏电的制造方法中的器件结构也请参考图1所示，现有减少NAND型闪存的字线之间漏电的制造方法包括如下步骤：
[0004]首先、如图1所示，提供完成了栅极结构制作的半导体衬底101，所述半导体衬底101为一晶圆；在闪存的存储区中形成有多个存储单元，各所述存储单元的栅极结构为第一栅极结构201，所述第一栅极结构201包括依次形成于所述半导体衬底101表面的浮栅介质层102、多晶硅浮栅103、控制介质层104和多晶硅控制栅105；同一行的各所述存储单元的所述多晶硅控制栅105连接在一起并作为字线。
[0005]在各所述第一栅极结构201之间形成有第一沟槽(trench)，在所述第一沟槽的内侧表面形成有第一介质层106。
[0006]通常，所述半导体衬底101包括硅衬底。
[0007]所述第一介质层106为氧化层。
[0008]所述第一介质层106通过对所述第一沟槽内侧表面暴露的所述半导体衬底101、所述多晶硅浮栅103和所述多晶硅控制栅105进行热氧化形成。
[0009]所述第一沟槽的深宽比大于等于12:1。
[0010]在所述存储区中还形成有选择管，同一列的所述存储单元都和所述选择管相串联。图1中，所述选择管的第二栅极结构202也由浮栅介质层102、多晶硅浮栅103、控制介质层104和多晶硅控制栅105叠加而成，但是所述控制介质层104会被部分或全部去除，从而使得多晶硅浮栅103和多晶硅控制栅105会相接触。
[0011]在所述存储区外还包括外围区，外围晶体管形成于所述外围区中。图1中，所述外围晶体管的第三栅极结构203也由浮栅介质层102、多晶硅浮栅103、控制介质层104和多晶硅控制栅105叠加而成，但是所述控制介质层104会被部分或全部去除，从而使得多晶硅浮栅103和多晶硅控制栅105会相接触。
[0012]在所述第二栅极结构202外侧的侧面以及所述第三栅极结构203的侧面还形成有
侧墙，侧墙包括氮化层204、氧化层205和氮化层206的叠加结构。在所述第二栅极结构202的外侧面和邻近的所述第三栅极结构203之间或所述第三栅极结构203之间的间隔区域中还填充有介质层，包括介质层207和介质层208。
[0013]之后进行：
[0014]步骤S101、沉积镍铂(NiPt)合金(未显示)。图1中直接显示后续形成的第二镍金属硅化物107。图1中，步骤S101的方框中显示的NiPt dep沉积镍铂合金，dep表示沉积工艺。
[0015]步骤102、进行生成所述第一镍金属硅化物的第一次硅化退火工艺，所述第一次硅化退火工艺使所述镍铂合金和所述多晶硅控制栅105的硅反应形成分子式为Ni2PtSi的所述第一镍金属硅化物。图1中，步骤S102的方框中显示的1st ANN表示所述第一次硅化退火工艺，ANN为退火简称。
[0016]通常，所述第一次硅化退火工艺采用快速热退火(RTA)。
[0017]所述第一次硅化退火工艺的温度为200℃～350℃。
[0018]步骤103、去除所述第一镍金属硅化物表面以及所述第一镍金属硅化物外部未反应的剩余所述镍铂合金。通常采用湿法刻蚀去除剩余的所述镍铂合金，图1的步骤S103的方框中显示的wet clean post RTA1表示去除剩余的所述镍铂合金的湿法刻蚀工艺，其中RTA1表示所述第一次硅化退火工艺。
[0019]步骤104、进行第二次硅化退火工艺，所述第二次硅化退火工艺将所述第一镍金属硅化物转化为分子式为NiPtSi的第二镍金属硅化物107107；所述第二次硅化退火工艺的温度高于所述第一次硅化退火工艺的温度。
[0020]通常，所述第二次硅化退火工艺采用快速热退火。
[0021]所述第二次硅化退火工艺的温度为400℃～450℃。
[0022]图1中，步骤S104的方框中显示的2nd ANN表示所述第二次硅化退火工艺。
[0023]步骤S105、进行第一次湿法清洗工艺，所述第一次湿法清洗工艺为用于更换FOUP的清洗。
[0024]所述第一次湿法清洗工艺的刻蚀液容易进入到所述第一沟槽内部，经过所述第二次硅化退火工艺后，所述第二次湿法工艺的刻蚀液容易对所述第一沟槽的内侧表面产生刻蚀作用，从而使所述第一栅极结构201产生倾斜(leaning)，或者减少所述第一栅极结构201之间的间距(space)以及产生水汽残留等，这些都会容易使所述字线之间产生漏电。
[0025]图1中，步骤S105的方框中显示的Wet clean for FOUP change表示所述第一次湿法清洗工艺即用于更换FOUP的清洗。
[0026]图1中，步骤S101至S105的方框中都采用点填充，表示步骤S101至S105都采用所述第一种类型FOUP搬运所述晶圆，也即所述晶圆在完成对应的工艺步骤之后，需要放置在所述第一种类型FOUP中，之后将所述第一种类型FOUP搬运到下一工艺步骤对应的机台设备上并进行下一工艺。在步骤S101至S105的各步骤中，能采用相同同一个FOUP，也能分别采用不同的FOUP，但是需要保证各FOUP的类型都相同即都为第一种类型即可。
[0027]步骤S106、采用PECVD工艺生长无掺杂二氧化硅(USG)108，在所述存储区中，所述无掺杂二氧化硅108形成在所述第一镍金属硅化物表面，所述无掺杂二氧化硅108还将所述第一沟槽封口并从而在所述第一沟槽内形成空气间隙(Air gap)。
[0028]图1中，步骤S106的方框中显示的PE
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SiH4dep表示采用PECVD工艺生长无掺杂二氧
化硅，PE表示PECVD，SiH4表示硅源气体采用SiH4，dep表示沉积，PE
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SiH4表示采用SiH4为硅源以及PECVD工艺形成的无掺杂二氧化硅。
[0029]步骤S107、对所述无掺杂二氧化硅108进行第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减少NAND型闪存的字线之间漏电的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供完成了栅极结构制作的半导体衬底，所述半导体衬底为一晶圆；在闪存的存储区中形成有多个存储单元，各所述存储单元的栅极结构为第一栅极结构，所述第一栅极结构包括依次形成于所述半导体衬底表面的浮栅介质层、多晶硅浮栅、控制介质层和多晶硅控制栅；同一行的各所述存储单元的所述多晶硅控制栅连接在一起并作为字线；在各所述第一栅极结构之间形成有第一沟槽，在所述第一沟槽的内侧表面形成有第一介质层；步骤二、将所述晶圆装入到第一种类型FOUP中，通过所述第一种类型FOUP搬运所述晶圆来完成如下步骤：步骤21、沉积镍铂合金，在所述存储区中，所述镍铂合金覆盖在所述多晶硅控制栅的顶部表面以及所述第一沟槽中的所述第一介质层的表面；步骤22、进行生成所述第一镍金属硅化物的第一次硅化退火工艺，所述第一次硅化退火工艺使所述镍铂合金和所述多晶硅控制栅的硅反应形成分子式为Ni2PtSi的所述第一镍金属硅化物；步骤23、去除所述第一镍金属硅化物表面以及所述第一镍金属硅化物外部未反应的剩余所述镍铂合金；步骤三、将所述晶圆装入到第二种类型FOUP中，通过所述第二种类型FOUP搬运所述晶圆来完成如下步骤：采用PECVD工艺生长第二介质层，在所述存储区中，所述第二介质层形成在所述第一镍金属硅化物表面，所述第二介质层还将所述第一沟槽封口并从而在所述第一沟槽内形成空气间隙；步骤四、将所述晶圆装入到所述第一种类型FOUP中，通过所述第一种类型FOUP搬运所述晶圆来完成如下步骤：步骤41、进行第二次硅化退火工艺，所述第二次硅化退火工艺将所述第一镍金属硅化物转化为分子式为NiPtSi的第二镍金属硅化物；所述第二次硅化退火工艺的温度高于所述第一次硅化退火工艺的温度；步骤42、进行第一次湿法清洗工艺，所述第一次湿法清洗工艺为用于更换FOUP的清洗，所述第一沟槽封口的结构防止所述第一次湿法清洗工艺的刻蚀液进入到所述第一沟槽内部，并从而防止所述第二次湿法工艺的刻蚀液对所述第一沟槽的内侧表面产生刻蚀作用而使所述第一栅极结构产生倾斜，从而减少所述字线之间的漏电；步骤五、将所述晶圆装入到第二种类型FOUP中，通过所述第二种类型FOUP搬运所述晶圆来完成如下步骤：对所述第二介质层进行第三次...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭国志，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：