CN101740521B - 一种闪存存储器的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种闪存存储器的制作方法，在形成栅极氮化硅侧墙之后包括以下步骤：1)在硅片表面淀积第一层氧化膜；2)对第一层氧化膜层进行反刻，在栅极结构上方刻蚀到硬质掩模层，在硅片表面的其他区域刻蚀到硅衬底，形成平缓的氧化膜侧墙；3)然后在硅片表面淀积第二层氧化膜；4)接着进行源漏的离子注入；5)采用湿法刻蚀工艺同时去除第一层氧化膜和第二层氧化膜；6)在硅片表面淀积层间膜薄膜。本发明在不改变器件其他性质的前提下，降低器件的截止电流。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造工艺领域，尤其涉及集成电路制造领域中的闪存存储器的制作方法。
背景技术
在0.13um及以下的闪存器件中，一般采用自对准接触孔的存储器结构。为了减少器件的截止电流同时又不影响到后面自对准接触孔刻蚀的工艺窗口。两个器件的氮化膜侧墙之间的间距越大，给后面的自对准接触孔刻蚀的工艺窗口越大。
为了增加后续自对准接触孔刻蚀工艺窗口，如图1所示，现有的制备闪存存储器的工艺方法包括以下的工艺步骤：
首先，如图2所示，完成栅极结构以及侧墙工艺。在硅衬底1上有栅氧化层2，栅氧化层上生长有多晶硅栅极3，多晶硅栅极上有硬质掩模层4，在多晶硅栅极结构侧面形成有侧墙5。
然后，如图3所示，在氮化膜侧墙刻蚀完后，在硅片表面沉积形成一定厚度的氧化膜层。
接着，如图4所示，进行源漏离子注入。
如图5所示，在源漏离子注入完以后，再通过湿法刻蚀去除上述第二步中形成的氧化膜。
最后，如图6所示，进行磷硅玻璃(phospho-silicate Glass，简称 PSG)的淀积，形成闪存存储器。
如图7所示，在氮化膜侧墙刻蚀完后沉积一定厚度的氧化膜层，能够帮助增加栅极到源漏区域的距离A。如图8所示，也保证在后续的对准接触孔的纯磷硅玻璃的宽度B足够大，继而使孔刻蚀的工艺窗口够大。
但随着线宽逐渐变得越来越小，对器件截止电流的控制越来越难，但若只通过加厚第二步中淀积的氧化膜的厚度来实现对器件截止电流的控制则会引起其他电性能特征的变化。例如，由于在有源区上的氧化膜厚度也会同时被增厚，仅仅通过加厚氧化膜层的方法会导致源漏的电阻增大，已有技术难以实现在保证器件的其他电性能特征不变的情况下，减小器件的截止电流。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种闪存存储器的制作方法，能够在不改变器件的其他特性的同时减小闪存存储器截止电流。
为解决上述技术问题，本发明闪存存储器的制作方法的技术方案是，在形成栅极氮化硅侧墙之后包括以下步骤：
1)在硅片表面淀积第一层氧化膜；
2)对第一层氧化膜层进行反刻，在栅极结构上方刻蚀到硬质掩模层，在硅片表面的其他区域刻蚀到硅衬底，形成平缓的氧化膜侧墙；
3)然后在硅片表面淀积第二层氧化膜；
4)接着进行源漏的离子注入；
5)采用湿法刻蚀工艺同时去除第一层氧化膜和第二层氧化膜；
6)在硅片表面淀积层间膜薄膜。
作为本发明的进一步改进是，第二步中，进行反刻的工艺参数为:压力为30-100Mt，上部电源功率为800-1500w；偏转功率为800-1500w，采用的气体为碳氟系气体和氩气以及氧气的混合气体。
作为本发明另一种进一步改进是，第二步中，碳氟系气体的流量为50-250sccm，氩气的流量为50-150sccm，氧气的流量为4-10sccm。
本发明在已有技术栅极氮化膜侧墙形成之后淀积氧化膜之前增加一个步骤，淀积一层氧化膜层，并对这层氧化膜层进行反刻，在栅极氮化膜侧墙处形成一处平缓的氧化膜侧墙，大大增加了侧墙的宽度，增加了栅极到源漏极之间的距离，有利于降低器件的截止电流。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1为已有技术中闪存存储器制备流程示意图；
图2至图6为已有技术中闪存存储器制备过程结构示意图；
图7至图8为已有技术闪存存储器结构示意图；
图9为本发明闪存存储器制备流程示意图；
图10至图16为本发明闪存存储器制备过程结构示意图。
图中附图标记为，硅衬底为1，栅氧层为2，多晶硅栅极为3，硬质掩模层为4，侧墙为5，已有技术中淀积的氧化膜层6，7为源/漏区，8为磷硅玻璃，本发明中技术中淀积的第一层氧化膜为9。
具体实施方式
如图9所示，本发明闪存存储器制备过程包括以下步骤：
首先，采用常规的工艺形成多晶硅栅极并进行侧墙刻蚀，其结构如图10所示，在硅衬底1上有栅氧化层2，栅氧化层上生长有多晶硅栅极3，多晶硅栅极上有硬质掩模层4，在多晶硅栅极结构侧面形成有侧墙5。然后，如图11所示，在传统栅极氮化膜侧墙5刻蚀后，沉积一层一定厚度的氧化膜9。
然后，如图12所示，对上一步生长的氧化膜层进行反刻，在栅极结构上方刻蚀到硬质掩模层，在硅片表面的其他区域刻蚀到硅衬底，形成平缓的氧化膜侧墙。从而增加了栅极到源漏的距离。反刻时采用氧化膜对氮化膜刻蚀选择比大于5∶1及氧化膜对硅的刻蚀选择比大于5∶1的等离子。进行反刻时的工艺参数为：压力为30-100Mt，上部电源功率为800-1500w；偏转功率为800-1500w，采用的气体为碳氟系气体和氩气以及氧气的混合气体。其中碳氟系气体的流量为50-250sccm，氩气的流量为50-150sccm，氧气的流量为4-10sccm。所述的碳氟系气体为C4F8、C5F8、CHF3或CF4。
接着，如图13所示，在硅片表面淀积第二层氧化膜6。这一层氧化膜的淀积即为在已有技术中常规淀积的氧化膜层。在有源区上的氧化膜厚度只是第二层氧化膜的厚度，而栅极侧墙就由传统的氮化膜侧墙，第一层氧化膜侧墙及第二层氧化膜侧墙三层介质组成，从而大大增加了栅极到源漏的距离，有利于降低了器件的截止电流。
然后，如图14所示，接着进行源漏的离子注入，形成源区或者漏区7。由于在有源区淀积的氧化膜厚度仅仅为第二层氧化膜的厚度，因此在本发明中在有源区淀积的氧化膜厚度与已有技术中淀积在有源区的氧化膜厚度相同。因此，在源/漏离子注入时可以不改变源/漏离子注入的工艺条件。即源/漏离子注入即可以采用已有技术中常规的工艺参数。
之后，如图15所示，采用湿法刻蚀工艺同时去除第一层氧化膜和第二层氧化膜。
最后，如图16所示，在硅片表面淀积磷硅玻璃作为层间膜薄膜。由于没有改变栅极侧墙之间的距离，即没有改变自对准接触孔底部空间的距离，因此保持了自对准接触孔刻蚀的工艺窗口。
本发明采用在形成侧墙之后淀积氧化膜之前增加一个步骤，增加一次氧化膜的淀积和反刻工艺形成平缓的侧墙，最终形成三层侧墙，从而增加了侧墙的宽度，即增加了栅极到源漏极之间的距离，随后采用湿法刻蚀工艺同时去除第一层氧化膜和第二层氧化膜，从而实现了在不改变器件其他性质的前提下，降低了器件的截止电流。
Claims (6)
1.一种闪存存储器的制作方法，其特征在于，在形成栅极氮化硅侧墙之后包括以下步骤：
1)在硅片表面淀积第一层氧化膜；
2)对第一层氧化膜层进行反刻，在栅极结构上方刻蚀到硬质掩模层，在硅片表面的其他区域刻蚀到硅衬底，形成平缓的氧化膜侧墙；
3)然后在硅片表面淀积第二层氧化膜；
4)接着进行源漏的离子注入；
5)采用湿法刻蚀工艺同时去除第一层氧化膜和第二层氧化膜；
6)在硅片表面淀积层间膜薄膜。
2.根据权利要求1所述的闪存存储器的制作方法，其特征在于，步骤2)中对第一层氧化膜层进行反刻时采用氧化膜对氮化膜刻蚀选择比大于5∶1及氧化膜对硅的刻蚀选择比大于5∶1的等离子进行反刻。
3.根据权利要求1所述的闪存存储器的制作方法，其特征在于，步骤2)中，进行反刻的工艺参数为：压力为30-100Mt，上部电源功率为800-1500w；偏转功率为800-1500w，采用的气体为碳氟系气体和氩气以及氧气的混合气体。
4.根据权利要求3所述的闪存存储器的制作方法，其特征在于，步骤2)中，碳氟系气体的流量为50-250sccm，氩气的流量为50-150sccm，氧气的流量为4-10sccm。
5.根据权利要求3所述的闪存存储器的制作方法，其特征在于，步骤2)中，碳氟系气体为C4F8、C5F8、CHF3或CF4。
6.根据权利要求1所述的闪存存储器的制作方法，其特征在于，步骤6)中，在硅片表面淀积层间膜薄膜为磷硅玻璃。
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