CN101625999A - Sonos存储器的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种SONOS存储器的制作方法，包括以下步骤：在衬底上依次淀积氧化硅层和氮氧化硅层；在所述氮氧化硅层上面涂一层光刻胶；去除部分所述光刻胶，形成逻辑区域；去除所述逻辑区域的氮氧化硅层；去除所述逻辑区域的底部氧化层；在所述氮氧化硅层及逻辑区域上面生长顶部氧化层；去除所述逻辑区域的顶部氧化层；生长栅氧化层；形成SONOS和逻辑区域的器件结构。本发明有效地避免了顶部氧化层发生损伤和在湿法刻蚀中发生侧向刻蚀，从而能够提高器件的良率。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造工艺技术领域，特别涉及一种SONOS存储器的制作方法。
背景技术
光刻技术伴随集成电路制造工艺的不断进步，线宽的不断缩小，半导体器件的面积正变得越来越小，半导体的布局已经从普通的单一功能分离器件，演变成整合高密度多功能的集成电路；由最初的IC(集成电路)随后到LSI(大规模集成电路)，VLSI(超大规模集成电路)，直至今天的ULSI(特大规模集成电路)，器件的面积进一步缩小，功能更为全面强大。考虑到工艺研发的复杂性，长期性和高昂的成本等等不利因素的制约，如何在现有技术水平的基础上进一步提高器件的集成密度，缩小芯片的面积，在同一枚硅片上尽可能多的得到有效的芯片数，从而提高整体利益，将越来越受到芯片设计者，制造商的重视。
在各种半导体技术中，湿法刻蚀技术由于其不会产生等离子损伤以及具备高刻蚀选择比而在栅氧刻蚀、表面清洗等关键技术中扮演重要的角色。但是，这项技术有着一个重大问题：即刻蚀各向同性，这意味着随着纵向刻蚀的进行，其侧向刻蚀也同时发生，侧向刻蚀会导致器件表面尺寸变大，这在小尺寸芯片中是无法忍受的，因此，如何防止湿法刻蚀的侧向侵蚀就成为业界必须解决的问题。
SONOS结构，即硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化硅、多晶硅(自下而上)五种材料叠加而成的复合栅结构。SONOS对标准CMOS技术具有极高的兼容性，并具备了高耐用性、低功率和耐辐射性等众多优点，此外，与其它嵌入式非易失性存储器技术相比，SONOS提供了更加稳定、更容易制造以及性价比更高的解决方案，这种技术还以其结构紧凑，可向下延伸而被业界广为采用。
现有工艺流程请参考图1至图6：图1：在硅衬底11上依次淀积第一氧化层12、氮氧化硅13和第二氧化层14，硅衬底11上设有器件隔离区域15；图2：在第二氧化层14上涂一层光刻胶，进行光刻处理，形成光刻胶层16；图3：用干法刻蚀依次去除顶部未被光刻胶层保护的第二氧化层14和氮氧化硅层13；图4：湿法刻蚀去除未被光刻胶层保护的第一氧化层12；图5：生长栅氧化层17；图6：淀积多晶硅18，光刻、刻蚀形成SONOS存储器的器件结构。在图4中，湿法刻蚀去除未被光刻胶层保护的第一氧化层时，由于湿法刻蚀的各向同性的特点，因此有可能刻蚀到旁边的氮氧化硅层13和第二氧化层14，第二氧化层14作为存储器的顶部氧化层，若部分被刻蚀，则对存储器的存储性能的稳定性造成很大的影响，进而导致器件的合格率大为降低。
发明内容
本发明解决的问题是防止SONOS存储器顶部氧化层在湿法刻蚀过程中受到损伤或者发生侧向侵蚀。
本发明提供了一种SONOS存储器的制作方法，包括以下步骤：在衬底上依次淀积第一氧化层和氮氧化硅层；在所述氮氧化硅层上涂布光刻胶；去除部分所述光刻胶，将衬底上去除光刻胶的区域设为逻辑区域；用干法刻蚀去除所述逻辑区域的所述氮氧化硅层；用湿法刻蚀去除所述逻辑区域的所述第一氧化层；去除剩余光刻胶，在所述氮氧化硅层上和所述逻辑区域生长第二氧化层；用湿法刻蚀去除所述逻辑区域的第二氧化层；在所述第二氧化层和所述逻辑区域生长栅氧化层；在所述栅氧化层上淀积多晶硅，对所述逻辑区域的多晶硅进行光刻和刻蚀处理，形成SONOS存储器。
可选的，所述衬底设有一器件隔离区域。
可选的，所述第一氧化层的厚度范围为1埃至500埃。
可选的，所述氮氧化硅层的厚度范围为1埃至1500埃。
可选的，所述第二氧化层的厚度范围为1埃至2000埃。
可选的，所述栅氧化层的厚度范围为1埃至500埃。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过改变第二氧化层(即存储器的顶部氧化层)的生长的顺序，即在用湿法刻蚀去除逻辑区域的第一氧化层之后再生长顶部氧化层，从而有效地避免了顶部氧化层在湿法刻蚀中被侵蚀，增强了存储器的稳定性。
附图说明
图1至图6为现有技术SONOS存储器的制作工艺图；
图7为本发明SONOS存储器的制作方法的流程图；
图8至图15为本发明SONOS存储器的制作方法的制作工艺图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
首先，请参考图7，图7为本发明SONOS存储器的制作方法的流程图，如图所示，本发明包括以下步骤：步骤31：在衬底上依次淀积第一氧化层和氮氧化硅层，所述第一氧化层为氧化硅层，所述衬底设有一器件隔离区域，所述氧化硅层的厚度范围为1埃至500埃，优选的，所述氧化硅层的厚度为20埃，所述氮氧化硅层的厚度范围为1埃至1500埃，优选的，所述氮氧化硅层的厚度为145埃；步骤32：在所述氮氧化硅层上面涂一层光刻胶，涂光刻胶是为了形成一保护区域，确保在保护区域的氧化硅层和氮氧化硅层在刻蚀过程中不受侵蚀；步骤33：去除部分所述光刻胶，将衬底上去除光刻胶的区域设为逻辑区域，逻辑区域用于将来放置多晶硅，另外，所述隔离区域也位于所述逻辑区域内，逻辑区域内的氧化硅层和氮氧化硅层会在后续的工艺中被刻蚀除去；步骤34：用干法刻蚀去除所述逻辑区域的氮氧化硅层，干法刻蚀的优点是各向异性，包括等离子体刻蚀、反应离子刻蚀、溅射刻蚀、磁增强反应离子刻蚀、反应离子束刻蚀和高密度等离子体刻蚀，本发明中所采用的是等离子体刻蚀；步骤35：用湿法刻蚀去除所述逻辑区域的第一氧化层，虽然干法刻蚀为各向异性，不会发生侧向刻蚀，但是干法刻蚀一般为离子轰击待刻蚀层的表面，因此可能对待刻蚀层下一层的物质产生损伤，因此，在去除逻辑区域的第一氧化层时，为避免第一氧化层下方的衬底收到损伤，只能选择使用湿法刻蚀；步骤36：去除剩余光刻胶，在所述氮氧化硅层及逻辑区域上面生长第二氧化层，所述第二氧化层即为存储器的顶部氧化层，在此，将生长顶部氧化层的步骤放到步骤35之后，从而避免了湿法刻蚀中顶部氧化层被侵蚀，有效地保护了顶部氧化层，从而保证了存储器件的稳定性，所述顶部氧化层的厚度范围为1埃至2000埃；步骤37：是湿法刻蚀去除所述逻辑区域的第二氧化层；步骤38：在所述第二氧化层和所述逻辑区域生长栅氧化层，生长栅氧化层的目的是保护所述第二氧化层(即顶部氧化层)免受伤害；步骤39：在所述栅氧化层上淀积多晶硅，对所述逻辑区域的多晶硅进行光刻和刻蚀处理，形成SONOS存储器。
接着，请参考图8至图15，图8至图15为本发明SONOS存储器的制作方法的制作工艺图，图8：在硅衬底11上依次淀积氧化硅层12、氮氧化硅13，硅衬底11上设有器件隔离区域15，所述氧化硅层12的厚度范围为1埃至500埃，优选的，所述氧化硅层的厚度为20埃，所述氮氧化硅层的厚度范围为1埃至1500埃，优选的，所述氮氧化硅层的厚度为145埃；图9在氮氧化硅层13上涂一层光刻胶，进行光刻处理，形成逻辑区域，涂光刻胶是为了形成保护区域，确保在保护区域的氧化硅层和氮氧化硅层在刻蚀过程中不受侵蚀；图10用干法刻蚀去除逻辑区域的氮氧化硅层13；图11用湿法刻蚀去除逻辑区域的氧化硅层12；图12：去除剩余光刻胶16，在所述氮氧化硅层及逻辑区域上面生长第二氧化层14；图13：用湿法刻蚀去除所述逻辑区域的第二氧化层14；图14：在所述第二氧化层和所述逻辑区域生长栅氧化层17，生长栅氧化层的目的是对所述第二氧化层起到保护作用；图15：在所述栅氧化层上淀积多晶硅18，对所述逻辑区域的多晶硅进行光刻和刻蚀处理，形成SONOS存储器。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (6)
1.一种SONOS存储器的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
在衬底上依次淀积第一氧化层和氮氧化硅层；
在所述氮氧化硅层上涂布光刻胶；
去除部分所述光刻胶，将衬底上未被光刻胶覆盖的区域设为逻辑区域；
用干法刻蚀去除所述逻辑区域的所述氮氧化硅层；
用湿法刻蚀去除所述逻辑区域的所述第一氧化层；
去除剩余光刻胶，在上述结构表面生长第二氧化层；
用湿法刻蚀去除所述逻辑区域的第二氧化层；
在所述第二氧化层和所述逻辑区域表面生长栅氧化层；
在所述栅氧化层上淀积多晶硅，对所述逻辑区域的多晶硅进行光刻和刻蚀处理，形成SONOS存储器。
2.根据权利要求1所述的SONOS存储器的制作方法，其特征在于所述衬底内设一器件隔离区域，所述隔离区域位于所述逻辑区域内。
3.根据权利要求1所述的SONOS存储器的制作方法，其特征在于所述第一氧化层的厚度范围为1埃至500埃。
4.根据权利要求1所述的SONOS存储器的制作方法，其特征在于所述氮氧化硅层的厚度范围为1埃至1500埃。
5.根据权利要求1所述的SONOS存储器的制作方法，其特征在于所述第二氧化层的厚度范围为1埃至2000埃。
6.根据权利要求1所述的SONOS存储器的制作方法，其特征在于所述栅氧化层的厚度范围为1埃至500埃。
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