SONOS存储器的形成方法技术

本发明专利技术提供了一种SONOS存储器的形成方法，包括：提供衬底，在衬底内形成存储管区域有源区，在存储管区域有源区上依次形成形成ONO层、第一多晶硅和硬掩膜层；在硬掩膜层、第一多晶硅内形成第一开口，第一开口内暴露出ONO层的表面；从第一开口向存储管区域有源区的方向，依次刻蚀ONO层和存储管区域有源区形成位于存储管区域有源区内的凹槽；在凹槽的内壁形成阻挡氧化层；通过阻挡氧化层向存储管区域有源区内注入离子，以在存储管区域有源区内形成存储管的源极；去除阻挡氧化层；在凹槽的内壁形成选择管氧化层；在凹槽和第一开口内形成选择管的栅极；刻蚀第一多晶硅，以形成存储管的栅极。本发明专利技术能分开对存储管和选择管施加电压。压。压。

【技术实现步骤摘要】
SONOS存储器的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种SONOS存储器的形成方法。

技术介绍

[0002]随着电子产品的快速普及，闪存flash作为当今的主流存储载体得到迅速的推广普及，其技术也得到了迅速的发展。非挥发性存储器(NVM)技术，从存储介质上分主要有浮栅技术和SONOS(Silicon
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Oxide
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Nitride
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Oxide
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Silicon)技术。
[0003]现有技术的SONOS存储器的形成方法为：请参照图1和图2，首先，提供一衬底在衬底内形成相邻的存储管区域有源区101和浅沟槽隔离结构102，在横截面上存储管区域有源区101和浅沟槽隔离结构102均为条状结构，均是沿着Y方向延升，在存储管区域有源区101上形成一层ONO层103，ONO层103后续会作为存储管的电荷存储层。接着，在ONO层103的表面依次沉积一层第一多晶硅104以及硬掩膜层105。第一多晶硅104后续会刻蚀形成存储管的栅极。硬掩膜层105是刻蚀工艺中作为掩膜使用，其材质为氮化硅。接着，请参照图3，部分刻蚀硬掩膜层105形成一开口，开口内露出第一多晶硅104的表面。在开口内形成第一氧化层106，第一氧化层106覆盖剩余的硬掩膜层105的侧壁。接着，请参照图4，对第一多晶硅104以及ONO层103进行刻蚀，露出存储管区域有源区101的表面，形成一个具有初步深度的沟槽区域。接着，请参照图5，生长隔离介质层107，比如隔离氧化层，隔离介质层107覆盖ONO层103的侧壁、第一多晶硅104的侧壁和第一氧化层106。接着，刻蚀露出的存储管区域有源区101，停止在存储管区域有源区101的内部。形成第二氧化层108覆盖存储管区域有源区101的内壁和隔离介质层107，第二氧化层108会形成沟槽。接着，请参照图5，形成氮化硅牺牲层109覆盖第二氧化层108的内壁。接着，请参照图6，刻蚀氮化硅牺牲层109，保留沟槽侧壁的牺牲介质层，露出第二氧化层108的表面。从露出第二氧化层108向存储管区域有源区101内进行离子注入，以形成存储管的源极110，接着，刻蚀沟槽底部的存储管区域有源区101表面的第二氧化层108，露出存储管区域有源区101的表面，相当于露出存储管的源极110的表面，剩余的第二氧化层108作为栅极氧化层。接着，请参照图7，去除剩余的氮化硅牺牲层109，氮化硅牺牲层109去除之后，沟槽内壁的第二氧化层108露出。接着，在沟槽内填充第二多晶硅111，第二多晶硅111填充满沟槽，在横截面上第二多晶硅111的延升方向沿着X方向延升，并且横跨在浅沟槽隔离结构102上，X方向和Y方向相互垂直，如图8。最后，完成剩余工艺。
[0004]然而，在现有技术SONOS存储器的形成方法中，第二多晶硅111作为选择管的栅极，第二多晶硅111和存储管的源极110是连通的，第二多晶硅111所以存储管的源极110和选择管的栅极共用一根多晶硅，不能独立地对存储管和选择管施加电压。并且，在制造过程中，存储管区域有源区101表面的第二氧化层108需要被部分刻蚀掉，此时，为了保护侧壁的第二氧化层108，需要使用氮化硅牺牲层109对侧壁的第二氧化层108进行保护，工艺很复杂。进一步的，在湿法去除氮化硅牺牲层109的时候，也会损伤第二氧化层108，即损伤栅极氧化层。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种SONOS存储器的形成方法，可以使得存储管的源极和选择管的栅极是分开的，从而，可以单独对存储管和选择管施加电压。并且，不需要借助氮化硅牺牲层，减少工艺步骤，还可以保护栅极氧化层。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种SONOS存储器的形成方法，包括：
[0007]提供衬底，在所述衬底内形成相邻的有源区和浅沟槽隔离结构，所述有源区的横截面为十字形，分别是沿着X方向的第一有源区，沿着Y方向的第二有源区，X方向和Y方向相互垂直，将所述第一有源区和第二有源区相交的地方作为存储管区域有源区，在所述存储管区域有源区上依次形成形成ONO层、第一多晶硅和硬掩膜层；
[0008]在所述硬掩膜层、第一多晶硅内形成第一开口，所述第一开口内暴露出所述ONO层的表面；
[0009]从所述第一开口向所述存储管区域有源区的方向，依次刻蚀所述ONO层和存储管区域有源区，以形成位于所述存储管区域有源区内的凹槽；
[0010]在所述凹槽的内壁形成阻挡氧化层；
[0011]通过所述阻挡氧化层向所述存储管区域有源区内注入离子，以在所述存储管区域有源区内形成存储管的源极；
[0012]去除所述阻挡氧化层；
[0013]在所述凹槽的内壁形成选择管氧化层；
[0014]在所述凹槽和第一开口内形成选择管的栅极，所述选择管的栅极在横截面上沿着所述X方向延升；
[0015]刻蚀所述第一多晶硅，以形成存储管的栅极。
[0016]可选的，在所述的SONOS存储器的形成方法中，所述第一开口内还形成有第一侧墙和第二侧墙，所述第一侧墙覆盖所述硬掩膜层的侧壁，所述第二侧墙覆盖所述第一侧墙和第一多晶硅的侧壁。
[0017]可选的，在所述的SONOS存储器的形成方法中，在所述硬掩膜层、第一多晶硅内形成第一开口的方法包括：
[0018]刻蚀所述硬掩膜层，露出部分所述第一多晶硅的表面和剩余的所述硬掩膜层的侧壁；
[0019]形成第一氧化层，所述第一氧化层覆盖所述第一多晶硅的表面和剩余的所述硬掩膜层的侧壁以及所述硬掩膜层的表面；
[0020]刻蚀所述第一氧化层，以露出所述硬掩膜层的表面和第一多晶硅的表面，剩余的所述第一氧化层作为第一侧墙；
[0021]刻蚀露出的所述第一多晶硅，以形成第一开口，所述第一开口露出所述ONO层的表面。
[0022]可选的，在所述的SONOS存储器的形成方法中，在所述硬掩膜层、第一多晶硅内形成第一开口，所述第一开口内暴露出所述ONO层的表面之后，还包括：在所述第一开口下方的所述存储管区域有源区形成Halo结构，依次刻蚀所述ONO层、Halo结构和存储管区域有源区形成位于所述存储管区域有源区内的凹槽。
[0023]可选的，在所述的SONOS存储器的形成方法中，通过离子注入的方式在所述第一开
口下方的所述存储管区域有源区形成Halo结构。
[0024]可选的，在所述的SONOS存储器的形成方法中，在所述凹槽和第一开口内形成选择管的栅极的方法包括：
[0025]向所述凹槽和第一开口填充第二多晶硅后，所述第二多晶硅填充满所述凹槽和第一开口；
[0026]研磨所述第二多晶硅的表面，以形成选择管的栅极。
[0027]可选的，在所述的SONOS存储器的形成方法中，在所述凹槽和第一开口内形成选择管的栅极之后，还包括：
[0028]去除所述硬掩膜层，以露出所述第一多晶硅的表面。
[0029]可选的，在所述的SONOS存储器的形成方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SONOS存储器的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，在所述衬底内形成相邻的有源区和浅沟槽隔离结构，所述有源区的横截面为十字形，分别是沿着X方向的第一有源区，沿着Y方向的第二有源区，X方向和Y方向相互垂直，将所述第一有源区和第二有源区相交的地方作为存储管区域有源区，在所述存储管区域有源区上依次形成形成ONO层、第一多晶硅和硬掩膜层；在所述硬掩膜层、第一多晶硅内形成第一开口，所述第一开口内暴露出所述ONO层的表面；从所述第一开口向所述存储管区域有源区的方向，依次刻蚀所述ONO层和存储管区域有源区，以形成位于所述存储管区域有源区内的凹槽；在所述凹槽的内壁形成阻挡氧化层；通过所述阻挡氧化层向所述存储管区域有源区内注入离子，以在所述存储管区域有源区内形成存储管的源极；去除所述阻挡氧化层；在所述凹槽的内壁形成选择管氧化层；在所述凹槽和第一开口内形成选择管的栅极，所述选择管的栅极在横截面上沿着所述X方向延升；刻蚀所述第一多晶硅，以形成存储管的栅极。2.如权利要求1所述的SONOS存储器的形成方法，其特征在于，所述第一开口内还形成有第一侧墙和第二侧墙，所述第一侧墙覆盖所述硬掩膜层的侧壁，所述第二侧墙覆盖所述第一侧墙和第一多晶硅的侧壁。3.如权利要求2所述的SONOS存储器的形成方法，其特征在于，在所述硬掩膜层、第一多晶硅内形成第一开口的方法包括：刻蚀所述硬掩膜层，露出部分所述第一多晶硅的表面和剩余的所述硬掩膜层的侧壁；形成第一氧化层，所述第一氧化层覆盖所述第一多晶硅的表面和剩余的所述硬掩膜层的侧壁以及所述硬掩膜层的表面；刻蚀所述第一氧化层，以露出所述硬掩膜层的表面和第一多晶硅的表面，剩余的所述第一氧化层作为第一侧墙；刻蚀露出的所述第一多晶硅，以形成第一开口，所述第一开口露出所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭景淞，张可钢，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：