CN101969048A - 存储器件的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种存储器件的制作方法，该方法包括：在半导体衬底上依次形成电荷存储层和位线多晶硅栅；在位线多晶硅栅的两侧形成侧壁层；对刻蚀形成侧壁层后，显露出的半导体衬底进行恢复处理；所述恢复处理采用的气体为四氟化碳和氧气；所述气体的速率为40～60埃每分钟；所述恢复处理时间为20～40秒。采用该方法能够使半导体衬底具有平坦的表面。

Description

存储器件的制作方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种存储器件的制作方法。
背景技术
目前，对于存储装置的半导体器件，一般包括半导体衬底、位于衬底上面的氧化层-氮化层-氧化层(ONO)电荷存储层、沉积于电荷存储层上面的位线(BL)多晶硅栅以及栅极两侧的侧壁层。随着半导体技术的发展，半导体器件的运行速度越来越快，芯片电路的集成度越来越高，对电源消耗的越来越低，从而使得半导体器件各方面的尺寸参数都逐渐变小。
现有技术中制作半导体器件的工艺过程如图1a至1c所示。在图1a中，首先在半导体衬底100上生长电荷存储层101，然后在电荷存储层101的表面沉积BL多晶硅层102；接下来如图1b所示，对BL多晶硅层102进行刻蚀，形成BL多晶硅栅；最后，如图1c所示，在栅极及电荷存储层101的表面沉积栅极侧壁层(spacer)材料，然后依次对侧壁层材料及电荷存储层进行刻蚀，在栅极的两侧形成侧壁层103。
现有技术中另一制作半导体器件的工艺过程如图2a至2c所示。在图2a中，首先在半导体衬底200上生长电荷存储层201，然后在电荷存储层201的表面沉积BL多晶硅层202；接下来如图2b所示，对BL多晶硅层202进行刻蚀，形成BL多晶硅栅，并对电荷存储层201进行刻蚀；最后，如图2c所示，在栅极及半导体衬底200的表面沉积栅极侧壁层材料，然后对其进行刻蚀，在栅极的两侧形成侧壁层203。
具体地，在按照第一种现有技术制作半导体器件时，在图1c所示的过程中，即依次刻蚀侧壁层材料和电荷存储层时，会刻蚀露出半导体衬底，使半导体衬底的表面受到损害；在按照第二种现有技术制作半导体器件时，在图2b所示的过程中，即刻蚀电荷存储层时，会侵蚀到半导体衬底，而且，在图2c所示的过程中，刻蚀侧壁层材料时，会再次使半导体衬底受到损害。从上述工艺过程可以看出，无论如何操作，都会刻蚀露出半导体衬底，而且刻蚀时的气体速度及刻蚀强度都很大，这样才能确保电荷存储层或者侧壁层刻蚀彻底，但是两一方面强度比较大的离子轰击，会使得半导体衬底的表面受到损害，出现凹凸不平的粗糙表面，严重影响器件的性能。具有粗糙半导体衬底表面的半导体器件结构示意图如图3所示。
发明内容
有鉴于此，本发明解决的技术问题是：刻蚀形成侧壁层后，半导体衬底出现粗糙表面。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明公开了一种存储器件的制作方法，该方法包括：
在半导体衬底上依次形成电荷存储层和位线多晶硅栅；
在位线多晶硅栅的两侧形成侧壁层；
对刻蚀形成侧壁层后，显露出的半导体衬底进行恢复处理；
所述恢复处理采用的气体为四氟化碳和氧气；
所述气体的速率为40～60埃每分钟；
所述恢复处理时间为20～40秒。
所述恢复处理之后，进一步包括对恢复处理形成的聚合物进行湿法去除的方法。
所述聚合物的去除温度为20～40摄氏度。
所述聚合物的去除采用氨水和双氧水的混合物。
所述聚合物的去除时间为200～500秒。
由上述的技术方案可见，本发明在刻蚀形成侧壁层之后，采用四氟化碳(CF4)和氧气(O2)对半导体衬底进行恢复处理，恢复处理时，通过控制恢复处理的时间及气体速率，使得粗糙不平的半导体衬底表面平坦，而且又不至于伤及侧壁层和半导体衬底，有效避免了位线之间以及位线和接触孔之间的漏电流产生，从而获得更良好的器件性能。
附图说明
图1a至1c为现有技术中制作半导体器件的工艺过程的结构示意图。
图2a至2c为现有技术中另一制作半导体器件的工艺过程的结构示意图。
图3为具有粗糙半导体衬底表面的半导体器件结构示意图。
图4为本发明制作半导体器件的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明在刻蚀形成侧壁层之后，采用四氟化碳和氧气对半导体衬底进行恢复处理，恢复处理时，通过控制恢复处理的时间及气体速率，使得粗糙不平的半导体衬底表面平坦，从而提高了器件的性能。
本发明制作半导体器件的方法流程示意图如图4所示。
步骤41、在半导体衬底上依次形成电荷存储层和BL多晶硅栅；
步骤42、在BL多晶硅栅的两侧形成侧壁层；
步骤43、对刻蚀形成侧壁层后，显露出的半导体衬底进行恢复处理。
一般现有技术中在步骤42形成侧壁层之后，就直接进入后续的工序：在半导体衬底上形成薄氧化层后，对BL多晶硅栅两侧的衬底进行离子注入，形成位线区域；在位线区域上方沉积并刻蚀字线多晶硅层，形成字线区域；在以上所述字线和位线区域形成欧姆接触区。而对于刻蚀形成侧壁层时，对半导体衬底造成的损害是不进行处理的，所以会导致在晶片验收测试(Wafer AcceptanceTest，WAT)中的各项参数会比较低，使得产品的良率(yield)较低。所以本发明主要目的在于平坦化刻蚀形成侧壁层后的半导体衬底表面。在步骤43的恢复处理中，通入四氟化碳和氧气，气体的速率为40～60埃每分钟，恢复处理的时间在20～40秒。该处理速度是比较缓慢的，即强度比较小，因为四氟化碳和氧气会对侧壁层和衬底都会产生一定的刻蚀，当处理速度较缓时，只会对侧壁层和衬底产生轻微的刻蚀，而不会有大的影响。对于粗糙的半导体衬底上的突兀部分，由于与气体的接触面积大，所以相对凹角内的部分刻蚀速率会大一些，这样恰好将突出的不平部分通过轻微的刻蚀而除去，达到整个衬底的平整。所以在处理时对侧壁层尺寸的损失，也有严格的控制，对于150～200纳米宽度的侧壁层，侧壁层尺寸在水平方向上的损失要小于2纳米。而且恢复处理时间也较短，为20～40秒，不但可以确保半导体衬底得以平坦化，去除粗糙不平的部分，而且较短的时间使半导体衬底不会被刻蚀地很深，影响器件性能。
进一步地，在对半导体衬底进行恢复处理时，是采用干法刻蚀的，所以不可避免地会在半导体衬底上产生聚合物，该聚合物为半导体衬底与处理气体四氟化碳发生反应产生的。这是因为半导体衬底的材料一般为硅，与四氟化碳中的氟元素发生反应，就会生成聚合物氟化硅。那么对于此类聚合物的处理一般采用湿法去除，采用氨水和双氧水的混合物。湿法处理的温度为20～40摄氏度，时间为200～500秒。从而使得聚合物被去除干净。
所以本发明的优选实施例为刻蚀形成侧壁层后，对显露出的半导体衬底进行恢复处理，并且对恢复处理的时间，及通入气体的速率进行严格控制，不但使半导体衬底凹凸不平的缺陷消失，而且又不至于伤及侧壁层和半导体衬底。而且，在恢复处理之后，将恢复处理半导体衬底时产生的聚合物去除。
因此，通过采用本发明的方法，器件在WAT中的各项参数都有明显的提高。特别是对于存储器件，位线与位线之间的ONO结构之间的漏电流大大减少；位线与接触孔(CT)之间的漏电流也大大减少，等等。从而大大提高了产品的良率。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种存储器件的制作方法，该方法包括：
在半导体衬底上依次形成电荷存储层和位线多晶硅栅；
在位线多晶硅栅的两侧形成侧壁层；
对刻蚀形成侧壁层后，显露出的半导体衬底进行恢复处理；
所述恢复处理采用的气体为四氟化碳和氧气；
所述气体的速率为40～60埃每分钟；
所述恢复处理时间为20～40秒。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恢复处理之后，进一步包括对恢复处理形成的聚合物进行湿法去除的方法。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚合物的去除温度为20～40摄氏度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚合物的去除采用氨水和双氧水的混合物。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合物的去除时间为200～500秒。
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