本发明专利技术公开了一种ＳＯＮＯＳ闪存器件，其栅结构为多晶硅栅－控制氧化层－氮化硅陷阱层－隧穿氧化层－硅衬底，所述控制氧化层是由结构为第三层氧化膜－第二层氮化膜－第一层氧化膜的ＯＮＯ多层膜组成。所述ＳＯＮＯＳ闪存器件能提高可靠性并能抑制栅电极注入。本发明专利技术还公开了一种ＳＯＮＯＳ闪存器件制造方法，包括：隧穿氧化层成膜；氮化硅陷阱层制备；第一层氧化膜制备；第二层氮化膜制备；第三层氧化膜制备。所述ＳＯＮＯＳ闪存器件制造方法具有工艺比较简单，易于集成，成本低，可以用于批量生产的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体器件，特别是涉及一种SONOS闪存器件；为此，本专利技术还涉 及半导体集成电路制造工艺。
技术介绍
SONOS是多晶硅-上层氧化物-氮化物-下层氧化物-单晶硅(Silicon-Oxide -Nitride-Oxide-Silicon)的多层膜结构的简称，SONOS闪存器件的栅结构具体为多晶硅 栅-控制氧化层-氮化硅陷阱层-隧穿氧化层-硅衬底。SONOS闪存器件因为具备良好的 等比例缩小特性和抗辐照特性而成为目前主要的闪存类型之一。SONOS闪存器件面临的可 靠性问题主要有两个一是电擦写持久力(Endurance)特性，就是衡量SONOS器件在多次编 程/擦除之后，器件特性方面可能的退化。二是数据保持力(Data Retention)特性，就是 S0N0S器件的数据保存能力，业界一般要求的数据保存能力在10年以上。现有S0N0S器件一般应用热氧化膜作为控制氧化层，为了保证S0N0S器件的擦写 速度以及可靠性性能，热氧化膜的厚度受到限制，通常比较薄。而较薄的热氧化膜将导致隔 离性能下降，使得S0N0S器件的氮化硅陷阱层会通过所述热氧化膜和栅极交换电子，会发 生保存在氮化硅陷阱层中的电子逃离、以及发生栅注入问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种S0N0S闪存器件，能提高S0N0S闪存器件 的可靠性能力并能抑制栅电极注入。本专利技术所要解决的另一技术问题是提供一种S0N0S闪 存器件制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术的S0N0S闪存器件的栅结构为多晶硅栅-控制氧化 层-氮化硅陷阱层-隧穿氧化层-硅衬底。所述控制氧化层是由结构为第三层氧化膜-第 二层氮化膜-第一层氧化膜的0N0多层膜组成。所述0N0多层膜的厚度为10 A 1000 Ao 本专利技术的S0N0S闪存器件成膜后的结构为多晶硅栅-第三层氧化膜的0N0多层膜-第二 层氮化膜-第一层氧化膜-氮化硅陷阱层-隧穿氧化层-硅衬底，为一种S0N0N0S多层膜 结构。本专利技术的S0N0S闪存器件制造方法为，包括如下步骤步骤一，采用高温低压热氧化工艺形成所述隧穿氧化层；步骤二，采用高温低压淀积工艺制备所述氮化硅陷阱层；步骤三，采用高温低压淀积工艺制备所述0N0多层膜的第一层氧化膜；步骤四，采用高温低压淀积工艺制备所述0N0多层膜的第二层氮化膜；步骤五，采用高温低压淀积工艺制备所述0N0多层膜的第三层氧化膜。本专利技术是利用所述0N0多层膜代替单一的热氧化膜作为S0N0S器件的控制氧化 层，即所述0N0多层膜是在原先单一的热氧化膜中间加入了一定厚度的氮化膜。氮化膜具 有如下两种特性一种是氮化膜具有对电子的捕获作用，使得电子在氮化膜中不能轻易移动；另一种是相对于氧化膜，氮化膜具有高介电常数材料特性，使得在同等电学厚度情况下 可以有更厚的物理厚度，也即是在保证器件的电学性质不变的条件下本专利技术所述ONO多层 膜相对于现有SONOS器件的单一的热氧化膜要厚，从而可以防止氮化硅陷阱中的电子逃脱 到栅电极中，另一方面也可以抑制栅注入效应。所以本专利技术所述SONOS器件的有益效果为 能提高器件的可靠性也即能提高器件的电擦写持久力特性和数据保持力特性；以及能抑制 栅注入效应的。同时本专利技术所述SONOS器件制造方法具有工艺比较简单，易于集成，成本 低，可以用于批量生产的优点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1是本专利技术SONOS闪存器件制造方法的主要工艺流程示意图；图2是本专利技术SONOS闪存器件在制造过程中的结构示意图。具体实施例方式如图2E所示，为本专利技术SONOS器件的结构示意图，是在硅衬底1由下往上依次形 成有一隧穿氧化层2、一氮化硅陷阱层3、一第一层氧化膜4、一第二层氮化膜5、一第三层氧 化膜6。所述第一层氧化膜4、第二层氮化膜5、第三层氧化膜6—起组成为ONO多层膜。和 现有SONOS器件的控制氧化层由一热氧化层组成相比，本专利技术所述SONOS器件的控制氧化 层由所述ONO多层膜组成，使所述SONOS器件具有S0N0N0S结构形式。所述ONO多层膜的 厚度为10 A 1000 A。如图1所示，为本专利技术SONOS器件制造方法的主要工艺流程示意图。包括如下步 骤步骤一，如图2A所示，采用高温低压热氧化工艺在所述硅衬底1上生长所述隧穿 氧化层2 ；步骤二，如图2B所示，采用高温低压淀积工艺在所述隧穿氧化层2制备所述氮化 硅陷阱层3 ；步骤三，如图2C所示，采用高温低压淀积工艺制备所述ONO多层膜的第一层氧化 膜4;步骤四，如图2D所示，采用高温低压淀积工艺制备所述ONO多层膜的第二层氮化 膜5，本步工艺的温度条件400°C 800°C ；步骤五，如图2E所示，采用高温低压淀积工艺制备所述ONO多层膜的第三层氧化 膜6。以上通过具体实施例对本专利技术进行了详细的说明，但这些并非构成对本专利技术的限 制。在不脱离本专利技术原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应 视为本专利技术的保护范围。权利要求1.一种SONOS闪存器件，其栅结构为多晶硅栅-控制氧化层-氮化硅陷阱层-隧穿氧 化层-硅衬底，其特征在于所述控制氧化层是由结构为第三层氧化膜-第二层氮化膜-第 一层氧化膜的ONO多层膜组成。2.如权利要求1所述的SONOS闪存器件，其特征在于所述ONO多层膜的厚度为10A 1000 Ao3.一种SONOS闪存器件制造方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤一，所述隧穿氧化层成膜；步骤二，所述氮化硅陷阱层制备； 步骤三，所述ONO多层膜的第一层氧化膜制备； 步骤四，所述ONO多层膜的第二层氮化膜制备； 步骤五，所述ONO多层膜的第三层氧化膜制备。4.如权利要求3所述的SONOS闪存器件制造方法，其特征在于步骤一采用高温低压 热氧化工艺。5.如权利要求3所述的SONOS闪存器件制造方法，其特征在于步骤二采用高温低压 淀积工艺。6.如权利要求3所述的SONOS闪存器件制造方法，其特征在于步骤三采用高温低压 淀积工艺。7.如权利要求3所述的SONOS闪存器件制造方法，其特征在于步骤四采用高温低压 淀积工艺。8.如权利要求3所述的SONOS闪存器件制造方法，其特征在于步骤五采用高温低压 淀积工艺。9.如权利要求3、7所述的SONOS闪存器件制造方法，其特征在于步骤四的高温低压 淀积工艺的温度为400°C 800°C。10.如权利要求3所述的SONOS闪存器件制造方法，其特征在于所述ONO多层膜的厚 度为10 A 1000 A。全文摘要本专利技术公开了一种SONOS闪存器件，其栅结构为多晶硅栅-控制氧化层-氮化硅陷阱层-隧穿氧化层-硅衬底，所述控制氧化层是由结构为第三层氧化膜-第二层氮化膜-第一层氧化膜的ONO多层膜组成。所述SONOS闪存器件能提高可靠性并能抑制栅电极注入。本专利技术还公开了一种SONOS闪存器件制造方法，包括隧穿氧化层成膜；氮化硅陷阱层制备；第一层氧化膜制备；第二层氮化膜制备；第三层氧化膜制备。所述SONOS闪存器件制造方法具有工艺比较简单，易于集成，成本低，可以用于批量生产的优点。文档编号H01L29/51GK102054842SQ200910201779公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＳＯＮＯＳ闪存器件，其栅结构为多晶硅栅－控制氧化层－氮化硅陷阱层－隧穿氧化层－硅衬底，其特征在于：所述控制氧化层是由结构为第三层氧化膜－第二层氮化膜－第一层氧化膜的ＯＮＯ多层膜组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙勤，杨欣，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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