一种优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法技术

本发明专利技术提供一种优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法，半导体结构包括半导体基底，半导体基底上定义有SONOS区域、选择栅区域；半导体结构上表面设有覆盖选择栅区域的牺牲氧化层；SONOS区域以及牺牲氧化层上设有第一氧化层，第一氧化层上设有ONO层；SONOS区域上形成有光刻胶；去除SONOS区域上的光刻胶，将SONOS区域上的ONO层暴露；之后被暴露的SONOS区域上的ONO层上形成第二氧化层；去除第二氧化层；对半导体结构进行涂光刻胶，曝光和显影后选择栅区域被打开，SONOS区域上保留光刻胶；刻蚀去除选择栅区域上的所述ONO层和第一氧化层；去除选择栅区域上被暴露出的牺牲氧化层；去除半导体结构上剩余的光刻胶；在半导体结构上表面形成一层阻挡氧化层。体结构上表面形成一层阻挡氧化层。体结构上表面形成一层阻挡氧化层。

【技术实现步骤摘要】
一种优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法。

技术介绍

[0002]闪存(Flash memory)是一种新型非挥发性半导体存储器。典型的SONOS存储单元结构是由硅衬底(S)
‑
隧穿氧化层(O)
‑
电荷存储层氮化硅(N)
‑
阻挡氧化层(O)
‑
多晶硅栅极(S)组成。其利用电子的隧穿(Fowler
‑
Nordheim tunneling,FN tunneling)来进行数据写入和存储，空穴的注入来进行数据的擦除。与浮栅技术中电子存储在浮栅中不同，SONOS是一种基于绝缘介质(Si3N4)中的分立陷阱存储电荷的存储单元，绝缘介质层与衬底和栅电极之间各有一层二氧化硅介质层。随着设计尺寸的不断缩小，对于阻挡氧化层的膜质质量要求也越来越高。现有的ONO光刻返工工艺条件下，由于干刻和湿法刻蚀清洗过程中容易生长出表面粗糙、膜质很差的副产物氧化层，并伴有少许酸残留，从而造成后续ISSG生长出不均匀的阻挡氧化层，引起存储在氮化硅中的电荷泄露等问题，从而出现点和漂移位和浮栅间的耦合问题，并最终造成器件的可靠性、低良等问题。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法，用于解决现有技术中对于SONOS存储器，若发生ONO光刻工艺返工，该过程中控制栅区域易产生的氧化层或酸残留，从而影响SONOS存储器后续沉积阻挡氧化层均匀性的问题。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法，至少包括：
[0005]步骤一、半导体结构，所述半导体结构包括：半导体基底，所述半导体基底上定义有SONOS区域、选择栅区域；所述半导体结构上表面设有覆盖所述选择栅区域的牺牲氧化层；所述SONOS区域以及所述牺牲氧化层上设有第一氧化层，所述第一氧化层上设有ONO层；所述SONOS区域上形成有光刻胶；
[0006]步骤二、去除所述SONOS区域上的光刻胶，将所述SONOS区域上的所述ONO层暴露；之后被暴露的SONOS区域上的所述ONO层上形成第二氧化层；
[0007]步骤三、去除所述第二氧化层；
[0008]步骤四、对所述半导体结构进行涂光刻胶，曝光和显影后所述选择栅区域被打开，所述SONOS区域上保留光刻胶；
[0009]步骤五、刻蚀去除所述选择栅区域上的所述ONO层和所述第一氧化层；
[0010]步骤六、去除所述选择栅区域上被暴露出的牺牲氧化层；
[0011]步骤七、去除所述半导体结构上剩余的光刻胶；
[0012]步骤八、在所述半导体结构上表面形成一层阻挡氧化层。
[0013]优选地，步骤一中的所述半导体基底上在所述选择栅区域远离所述SONOS一侧还设有STI区域，所述半导体基底上还定义有外围逻辑电路区。
[0014]优选地，步骤一中的所述半导体结构表面还形成有聚合物。
[0015]优选地，步骤二中通过干法刻蚀及湿法刻蚀去除所述SONOS区域上的光刻胶，同时去除所述聚合物。
[0016]优选地，步骤三中通过酸溶液去除所述第二氧化层，同时去除所述酸溶液残留。
[0017]优选地，步骤三中利用HF溶液去除所述第二氧化层。
[0018]优选地，步骤四中曝光和显影后所述选择栅区域打开的同时，所述外围逻辑电路区也被打开。
[0019]优选地，步骤五中去除所述选择栅区域上的所述ONO层和所述第一氧化层的同时，所述外围逻辑电路区上的所述ONO层和所述第一氧化层也被去除。
[0020]优选地，步骤六中所述外围逻辑电路区上的所述牺牲氧化层也被去除。
[0021]优选地，步骤六中通过湿法刻蚀去除所述牺牲氧化层。
[0022]优选地，步骤七中通过湿法刻蚀或干法刻蚀去除所述半导体结构上剩余的光刻胶的同时，去除步骤五至步骤六中产生的聚合物。
[0023]优选地，步骤八中通过ISSG的方法形成所述阻挡氧化层。
[0024]如上所述，本专利技术的优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法，具有以下有益效果：本专利技术针对SONOS存储器，利用湿法清洗的方法去除因ONO返工过程中选择栅区域产生的氧化层及酸残留，从而提高SONOS存储器阻挡氧化层的均匀性。在ONO光刻返工的干法和湿法刻蚀后进行清洗，去除表面的副产物氧化层及酸残留，为后续ISSG生长阻挡氧化层提供较好的生长环境，从而生长出质量均匀的膜质，有效提高SONOS存储器的数据保持能力及产品可靠性。
附图说明
[0025]图1至图8显示为本专利技术的优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法中各步骤结构示意图；
[0026]图9显示为本专利技术的优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法流程图。
具体实施方式
[0027]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0028]请参阅图1至图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0029]本专利技术提供一种优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法，如图9所
示，图9显示为本专利技术的优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法流程图，该方法至少包括：
[0030]步骤一、半导体结构，所述半导体结构包括：半导体基底，所述半导体基底上定义有SONOS区域、选择栅区域；所述半导体结构上表面设有覆盖所述选择栅区域的牺牲氧化层；所述SONOS区域以及所述牺牲氧化层上设有第一氧化层，所述氧化层上设有ONO层；所述SONOS区域上形成有光刻胶；如图1所示，该步骤一中所述半导体结构包括：半导体基底200，所述半导体基底200上定义有SONOS区域(SONOS)、选择栅区域(SG)；所述半导体结构上表面设有覆盖所述选择栅区域的牺牲氧化层201；所述SONOS区域以及所述牺牲氧化层201上设有第一氧化层A，所述第一氧化层A上设有ONO层202；所述SONOS区域上形成有光刻胶(PR)。
[0031]本专利技术进一步地，本实施例的步骤一中的所述半导体基底上在所述选择栅区域远离所述SONOS一侧还设有STI区域(STI)，所述半导体基底上还定义有外围逻辑电路区，图1中并未示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法，其特征在于，至少包括：步骤一、半导体结构，所述半导体结构包括：半导体基底，所述半导体基底上定义有SONOS区域、选择栅区域；所述半导体结构上表面设有覆盖所述选择栅区域的牺牲氧化层；所述SONOS区域以及所述牺牲氧化层上设有第一氧化层，所述第一氧化层上设有ONO层；所述SONOS区域上形成有光刻胶；步骤二、去除所述SONOS区域上的光刻胶，将所述SONOS区域上的所述ONO层暴露；之后被暴露的SONOS区域上的所述ONO层上形成第二氧化层；步骤三、去除所述第二氧化层；步骤四、对所述半导体结构进行涂光刻胶，曝光和显影后所述选择栅区域被打开，所述SONOS区域上保留光刻胶；步骤五、刻蚀去除所述选择栅区域上的所述ONO层和所述第一氧化层；步骤六、去除所述选择栅区域上被暴露出的牺牲氧化层；步骤七、去除所述半导体结构上剩余的光刻胶；步骤八、在所述半导体结构上表面形成一层阻挡氧化层。2.根据权利要求1所述的优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法，其特征在于：步骤一中的所述半导体基底上在所述选择栅区域远离所述SONOS一侧还设有STI区域，所述半导体基底上还定义有外围逻辑电路区。3.根据权利要求1所述的优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法，其特征在于：步骤一中的所述半导体结构表面还形成有聚合物。4.根据权利要求3所述的优化SONOS存储器ONO栅介质阻挡氧化层均匀性的方法，其特征在于：步骤二中通过干法刻蚀及湿法刻蚀去除所述SONOS区域上的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：周家民，齐瑞生，黄冠群，陈昊瑜，
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：