CN102543697B - 制作电擦除可编程存储器中的隧道氧化层窗口的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制作电擦除可编程存储器EEPROM中的隧道氧化层窗口的方法，该方法包括：在EEPROM浮栅的栅氧化层上依次沉积以亲水性聚合物为材料的过渡层及涂覆光刻胶层；图案化光刻胶层，得到具有隧道氧化层窗口图形的光刻胶层；以所述具有隧道氧化层窗口的光刻胶层为掩膜，依次刻蚀过渡层和所述浮栅的栅氧化层，在所述浮栅的栅氧化层上形成隧道氧化层窗口；去除剩余的光刻胶层及具有隧道氧化层窗口图形的过渡层。采用本发明提供的方法，保证所制作的隧道氧化层窗口的边界平整。

Description

制作电擦除可编程存储器中的隧道氧化层窗口的方法

技术领域

本发明涉及半导体器件的制作领域，特别涉及一种制作电擦除可编程存储器(EEPROM)中的隧道氧化层窗口的方法。

背景技术

在众多的半导体器件中，有一种为电擦除可编程存储器，用于存储数据并可以在上电的时候擦除所存储的数据后，重新写入新的数据。

图1为现有技术提供的电擦除可编程存储器的剖面结构示意图，如图所示，在半导体衬底101中具有有源区，包括第一源极102、第二源极103及漏极104，第一源极102位于第一轻掺杂区域105中，第二源极103位于第二轻掺杂区域106中，在第一轻掺杂区域105和第二轻掺杂区域106之间具有第一短沟道107，在第二源极103与漏极104之间存在第二短沟道108。在第二短沟道108位置的半导体衬底101上具有选择栅极109，选择栅极109由栅氧层和多晶硅栅层构成。在第一短沟道107位置的半导体衬底101上依次具有浮栅110、氧氮氧层111及控制栅112，其中，控制栅112是由多晶硅栅构成，浮栅110是由栅氧化层及多晶硅栅层构成。EEPROM在工作时，主要根据浮栅110中的电子存储多上来确定是否存储数据，也就是在存储数据时，半导体衬底101中的第二轻掺杂区域106的电子会穿透浮栅110的栅氧化层到达多晶硅栅层中，在擦除数据时，浮栅110中的多晶硅栅层中的电子会穿透浮栅110的栅氧化层到达第二轻掺杂区域106中。为了在存储或删除数据时，使得电子能够轻易穿透浮栅110中的栅氧化层，灵活在浮栅110的多晶硅栅层与第二轻掺杂区域106中移动，目前在浮栅110的栅氧化层上会构造隧道氧化层窗口113，其位置设定在第二轻掺杂区域106上方。

对于EEPROM，在浮栅氧化层中所设定的隧道氧化层窗口是关键，其特征尺寸的大小及边缘界面的平整度是EEPROM的量率与可靠性的主要影响参数，如果所设定的隧道氧化层窗口太小，则在写入或擦除时，电子不容易在浮栅的多晶硅栅层与第二轻掺杂区域106移动，造成写入或擦除数据缓慢；如果所设定的隧道氧化层窗口太大或边界不平整，则会导致电子从浮栅的多晶硅栅层或第二轻掺杂区域106漏出，造成存储数据或擦除数据的失败、

图2为现有技术在EEPROM中制作隧道氧化层窗口的方法流程图，图3～图5为现有技术在EEPROM中制作隧道氧化层窗口的方法剖面结构图，在制作时，在半导体衬底上已经制作有浮栅的栅氧化层201，但是还没有沉积浮栅的多晶硅栅层(图3～图5为简略图，没有表明EEPROM的其他结构)，其具体步骤为：

步骤201、如图3所示，在浮栅的栅氧化层201上涂覆光刻胶层202，图案化光刻胶层202，得到具有隧道氧化层窗口的光刻胶层202；

在本步骤中，图案化光刻胶层202的步骤为：采用具有设定隧道氧化层窗口的光罩对光刻胶层202曝光后，再对曝光后的光刻胶层202显影，得到具有隧道氧化层窗口的光刻胶层；

步骤202、如图4所示，以具有隧道氧化层窗口的光刻胶层202为掩膜，对浮栅的栅氧化层201进行湿法刻蚀，在浮栅的栅氧化层201上形成隧道氧化层窗口；

在本步骤中，浮栅的栅氧化层一般采用的湿法刻蚀，其对半导体衬底具有高的选择比，不会对半导体衬底造成等离子体损伤，采用的刻蚀液体为氢氟酸，最常用的为缓冲氧化硅腐蚀液(BOE)或缓冲氢氟酸(BHF)；

步骤203、如图5所示，去除掉剩余的光刻胶层202；

在去除过程中，一般采用的为灰化方法去除。

采用上述方法制作隧道氧化层窗口会造成边界不平整，如图6所示的现有技术所制作的隧道氧化层窗口结构俯视图，这是因为，对于光刻胶层202来说，其性质为疏水性的，而对于浮栅的栅氧化层来说，其性质为亲水性的，当两者表面接触时，粘附性不良。在采用湿法刻蚀得到隧道氧化层窗口的过程中，就会使得光刻胶层202相对于浮栅的栅氧化层201，发生侧移，造成对浮栅的栅氧化层的侧向刻蚀，导致最终所制作的隧道氧化层窗口的边界不平整。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种制作EEPROM中的隧道氧化层窗口的方法，该方法能够保证所制作的隧道氧化层窗口的边界平整。

为达到上述目的，本发明实施的技术方案具体是这样实现的：

一种制作EEPROM中的隧道氧化层窗口的方法，该方法包括：

在EEPROM浮栅的栅氧化层上依次沉积以亲水性聚合物为材料的过渡层及涂覆光刻胶层；

图案化光刻胶层，得到具有隧道氧化层窗口图形的光刻胶层；

以所述具有隧道氧化层窗口图形的光刻胶层为掩膜，采用湿法刻蚀方式依次刻蚀过渡层和所述浮栅的栅氧化层，在所述浮栅的栅氧化层上形成隧道氧化层窗口；

去除剩余的光刻胶层及过渡层。

所述亲水性聚合物为：1-甲氧基-2-丙醇聚合物CH3CH(OH)CH3OCH3、或者醋酸聚合物2-甲氧基-1-丙酯C6H13O4。

所述亲水性聚合物的厚度为300埃到900埃。

所述去除具有隧道氧化层窗口图形的过渡层采用湿法清洗的方法。

所述去除剩余的光刻胶层采用灰化方法。

由上述技术方案可见，本发明在采用湿法刻蚀得到隧道氧化层窗口之前，在浮栅的栅氧化层和光刻胶层之间增加过渡层，该过渡层是由亲水性聚合物构成的，可以与浮栅的栅氧化层紧密贴合，防止在采用湿法刻蚀得到隧道氧化层窗口过程中，浮栅的栅氧化层上方的过渡层侧移，阻止了浮栅的栅氧化层的侧向刻蚀，保证所制作的隧道氧化层窗口的边界平整。

附图说明

图1为现有技术提供的电擦除可编程存储器的剖面结构示意图；

图2为现有技术在EEPROM中制作隧道氧化层窗口的方法流程图；

图3～图5为现有技术在EEPROM中制作隧道氧化层窗口的方法剖面结构图；

图6为现有技术所制作的隧道氧化层窗口结构俯视图；

图7为本发明提供的在EEPROM中制作隧道氧化层窗口的方法流程图；

图8～图11为本发明在EEPROM中制作隧道氧化层窗口的方法剖面结构图；

图12为本发明所制作的隧道氧化层窗口结构俯视图。

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，对本发明作进一步详细说明。

从现有技术可以看出，造成所制作的隧道氧化层窗口的边界不平整的原因是由于在采用湿法刻蚀得到隧道氧化层窗口的过程中，浮栅的栅氧化层上的光刻胶层与浮栅的栅氧化层的性质不相同，浮栅的栅氧化层为亲水性质，而光刻胶层为疏水性质，所以会造在浮栅的栅氧化层其上的光刻胶层侧移，从而会引起浮栅的栅氧化层的侧向刻蚀，最终造成隧道氧化层窗口的边界不平整。

隧道氧化层窗口的边界不平整，会导致电子从浮栅的多晶硅栅层或第二轻掺杂区域106漏出，造成最终制造的EEPROM器件存储数据或擦除数据的失败。

为了克服上述问题，本发明在采用湿法刻蚀得到隧道氧化层窗口之前，在浮栅的栅氧化层和光刻胶层之间增加过渡层，该过渡层是由亲水性聚合物构成的，可以与浮栅的栅氧化层紧密贴合，防止在采用湿法刻蚀得到隧道氧化层窗口过程中，浮栅的栅氧化层上方的过渡层侧移，过渡层作为浮栅的栅氧化层的保护层，阻止了浮栅的栅氧化层的侧向刻蚀，保证所制作的隧道氧化层窗口的边界平整。

在本发明中，过渡层是亲水性聚合物，由于其聚合物的性质，也可以与上层的光刻胶层紧密结合，进一步在采用湿法刻蚀得到隧道氧化层窗口过程中，防止了光刻胶层的侧移，保证了所制作的隧道氧化层窗口就是所设定的隧道氧化层窗口。

在本发明中，亲水性聚合物的厚度可以为300埃～900埃之间，材料可以为1-甲氧基-2-丙醇聚合物(CH3CH(OH)CH3OCH3)、或者醋酸聚合物(2-甲氧基-1-丙酯C6H13O4)。

图7为本发明提供的在EEPROM中制作隧道氧化层窗口的方法流程图，图8～图11为本发明在EEPROM中制作隧道氧化层窗口的方法剖面结构图，在制作时，在半导体衬底上已经制作有浮栅的栅氧化层201了，但是还没有沉积浮栅的多晶硅栅层(图7～图10为简略图，没有表明EEPROM的其他结构，EEPROM的其他结构制作方法与现有技术相同)，其具体步骤为：

步骤701、如图8所示，在浮栅的栅氧化层201上依次沉积以亲水性聚合物为材料的过渡层701及涂覆光刻胶层202；

在该步骤中，所沉积的过渡层701的厚度为300埃～900埃，采用的材料为CH3CH(OH)CH3OCH3、或者C6H13O4；

在该步骤中，沉积采用化学气相方式沉积。

步骤702、如图9所示，图案化光刻胶层202，得到具有隧道氧化层窗口的光刻胶层202；

在本步骤中，图案化光刻胶层202的步骤为：采用具有设定隧道氧化层窗口的光罩对光刻胶层202曝光后，再对曝光后的光刻胶层202显影，得到具有隧道氧化层窗口的光刻胶层；

步骤703、如图10所示，以具有隧道氧化层窗口的光刻胶层202为掩膜，依次对所沉积的过渡层及浮栅的栅氧化层201进行湿法刻蚀，在浮栅的栅氧化层201上形成隧道氧化层窗口；

在本步骤中，浮栅的栅氧化层一般采用的湿法刻蚀，其对半导体衬底具有高的选择比，不会对半导体衬底造成等离子体损伤，采用的刻蚀液体为氢氟酸，最常用的为BOE或BHF；

在本步骤中，在反应腔中通入氢氟酸和水，水与氢氟酸之比为50∶1～100∶1。

步骤704、如图11所示，去除掉剩余的光刻胶层202及具有隧道氧化层窗口图形的过渡层701。

在去除过程中，去除掉剩余的光刻胶层202可以采用灰化方法去除，而具有隧道氧化层窗口图形的过渡层则可以采用湿法去除掉，采用的溶剂可以为有机溶剂，比如热的浓硫酸。

这样，就可以得到具有边界平整的隧道氧化层窗口了，如图12所示的本发明所制作的隧道氧化层窗口结构俯视图。

以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种制作电擦除可编程存储器中的隧道氧化层窗口的方法，其特征在于，该方法包括：

在电擦除可编程存储器浮栅的栅氧化层上依次沉积以亲水性聚合物为材料的过渡层及涂覆光刻胶层；

图案化光刻胶层，得到具有隧道氧化层窗口图形的光刻胶层；

以所述具有隧道氧化层窗口图形的光刻胶层为掩膜，采用湿法刻蚀方式依次刻蚀过渡层和所述浮栅的栅氧化层，在所述浮栅的栅氧化层上形成隧道氧化层窗口；

去除剩余的光刻胶层及过渡层；所述亲水性聚合物为：1-甲氧基-2-丙醇聚合物、或者醋酸聚合物2-甲氧基-1-丙酯。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亲水性聚合物的厚度为300埃到900埃。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除具有隧道氧化层窗口图形的过渡层采用湿法清洗的方法。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除剩余的光刻胶层采用灰化方法。

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