SONOS制造技术

本发明专利技术提供了一种

【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
‑
Oxide
‑
Nitride
‑
Oxide
‑
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，在所述衬底内形成共源埋层，所述共源埋层的表面与衬底的表面齐平；
[0008]在所述衬底的表面形成外延层；
[0009]在所述外延层内形成
N
型阱区，所述
N
型阱区垂直于所述共源埋层的表面，所述
N
型阱区的横截面为环状结构，所述
N
型阱区的上表面与所述外延层的表面齐平，所述
N
型阱区的底部与所述共源埋层接触，所述
N
型阱区与所述共源埋层电性连接；
[0010]在所述外延层和
N
型阱区的上表面均依次形成
ONO
层
、
第一多晶硅和硬掩膜层；
[0011]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...

【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，在所述衬底内形成共源埋层，所述共源埋层的表面与衬底的表面齐平；在所述衬底的表面形成外延层；在所述外延层内形成
N
型阱区，所述
N
型阱区垂直于所述共源埋层的表面，所述
N
型阱区的横截面为环状结构，所述
N
型阱区的上表面与所述外延层的表面齐平，所述
N
型阱区的底部与所述共源埋层接触，所述
N
型阱区与所述共源埋层电性连接；在所述外延层和
N
型阱区的上表面均依次形成
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外延层的方向，依次刻蚀所述
ONO
层和外延层，以形成位于所述外延层内的凹槽；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外延层内注入离子，以在所述外延层内形成存储管的源极，所述存储管的源极与所述共源埋层电性连接；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；刻蚀所述第一多晶硅层露出部分所述
ONO
层的表面，剩余的所述第一多晶硅形成存储管的栅极
。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；形成隔离氧化层，所述隔离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；刻蚀所述隔离氧化层，以露出所述硬掩膜层的表面和第一多晶硅的表面，剩余的所述隔离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
ONO
层的表...

【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：