CN108074933B - 存储器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种存储器及其制作方法，包括在衬底上形成第一氧化层，在所述第一氧化层上形成第一多晶硅层，定义出存储区和逻辑区，刻蚀形成存储区的第一栅极结构，在所有结构的表面上形成ONO介质层，在所述ONO介质层上形成隔离多晶硅层，进行所述逻辑区的阱区光刻、离子注入，进行逻辑区的光刻、刻蚀，使逻辑区的衬底露出；生长出ONO介质层之后，在该ONO介质层上沉积隔离多晶硅层；可以有效的保护ONO介质层在存储器的制作过程中不受阱区光刻返工及GOX光刻返工的影响，使得ONO介质层的厚度稳定，进而了提高了存储器的性能稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及带电可擦可编程只读存储器(EEPROM)技术领域，尤其涉及一种存储器及其制作方法。
背景技术
目前，embeded EEPROM(embedded Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，嵌入式的带电可擦可编程只读存储器)的结构包括存储区、高压区和逻辑区。其通常的制作方法是，待ONO(Oxide-SiN-Oxide，氧化硅-氮化硅-氧化硅)隔离介质层做好之后，在存储区、高压区覆盖光阻，对逻辑区进行阱区光刻、离子注入，以及栅氧(GOX)光刻、刻蚀等，以获取逻辑区的阱、栅等结构。
在实际的批量生产中，由于仪器、产线的问题，可能会导致逻辑区的阱、栅结构的尺寸偏差。此时需要进行阱区光刻及GOX光刻的返工(rework)，即洗掉光阻，重复上述光刻过程。该返工的过程会导致存储区的ONO介质层被损耗，造成其厚度不稳定，缩短存储器的使用寿命甚至将其损坏。
发明内容
基于此，有必要提供一种存储器及其制作方法，有效的保护ONO介质层在存储器制作过程中的结构稳定性，提高存储器的性能。
一种存储器的制作方法，包括：
在衬底上形成第一氧化层，在所述第一氧化层上形成第一多晶硅层，定义出存储区和逻辑区，刻蚀形成存储区的第一栅极结构；
在所有结构的表面上形成ONO介质层；
在所述ONO介质层上形成隔离多晶硅层；
进行所述逻辑区的阱区光刻、离子注入；
进行逻辑区的光刻、刻蚀，使逻辑区的衬底露出。
在其中一个实施例中，所述在衬底上形成第一氧化层，在所述第一氧化层上形成第一多晶硅层，定义出存储区和逻辑区，刻蚀形成存储区的栅极结构的步骤还包括：
定义出高压区，刻蚀形成高压区结构。
在其中一个实施例中，所述在所述ONO介质层上形成隔离多晶硅层的步骤具体为：
在所述ONO介质层上沉积掺杂隔离多晶硅层。
在其中一个实施例中，所述掺杂隔离多晶硅层为磷掺杂隔离多晶硅层，掺杂浓度为1e20-5e20。
在其中一个实施例中，所述进行逻辑区的光刻、刻蚀的步骤具体为：
对所述逻辑区进行光刻和刻蚀，去除逻辑区的第一氧化层、ONO介质层和隔离多晶硅层，直至露出衬底。
在其中一个实施例中，所述进行逻辑区的光刻、刻蚀，使逻辑区的衬底露出的步骤之后，还包括：
氧化，使所述存储区的隔离多晶硅层和所述逻辑区的衬底表面部分氧化；
在所有结构的表面上形成第二多晶硅层；
刻蚀，形成存储区的第二栅极结构和逻辑区的逻辑区结构，所述第二栅极结构位于所述第一栅极结构的上方。
在其中一个实施例中，所述存储区的第一栅极结构包括呈水平方向分隔布置的选择栅和浮栅，所述第二栅极结构为控制栅，位于浮栅的上方。
一种存储器，包括存储区和逻辑区，所述存储区包括第一栅极结构和第一栅极结构上方的第二栅极结构，所述第一栅极结构与所述第二栅极结构之间形成有ONO介质层，所述ONO介质层上形成有隔离多晶硅层。
在其中一个实施例中，所述隔离多晶硅层为掺杂隔离多晶硅层。
在其中一个实施例中，所述掺杂隔离多晶硅层为磷掺杂隔离多晶硅层，掺杂浓度为1e20-5e20。
在其中一个实施例中，所述隔离多晶硅层包括表面部分被氧化的部分多晶硅氧化层和位于所述部分多晶硅氧化层下面的部分多晶硅未氧化层。
在其中一个实施例中，所述存储器还包括高压区，所述高压区包括用于控制所述存储区工作的高压区结构，所述逻辑区包括逻辑区结构。
在其中一个实施例中，所述第一栅极结构由第一多晶层构成，所述第二栅极结构由第二多晶层构成，所述高压区结构由第一多晶层构成，所述逻辑区结构由第二多晶层构成。
在其中一个实施例中，所述存储区的第一栅极结构包括呈水平方向分隔布置的选择栅和浮栅，所述第二栅极结构为控制栅，位于浮栅的上方。
上述存储器及其制作方法，生长出ONO介质层之后，在该ONO介质层上沉积隔离多晶硅层；可以有效的保护ONO介质层在存储器的制作过程中不受阱区光刻返工及GOX光刻返工的影响，使得ONO介质层的厚度稳定，进而了提高了存储器的性能稳定性。
附图说明
图1为一实施例中存储器的制作方法的方法流程图；
图2为另一实施例中存储器的制作方法的方法流程图；
图3为一实施例中存储器的制作过程的工序示意图；
图4为一实施例中存储器的制作过程的工序示意图；
图5为一实施例中存储器的制作过程的工序示意图；
图6为一实施例中存储器的制作过程的工序示意图；
图7为一实施例中存储器的制作过程的工序示意图；
图8为一实施例中存储器的制作过程的工序示意图；
图9为一实施例中存储器的制作过程的工序示意图。
具体实施方式
实施例一
参见图1，图1为一实施例中存储器的制作方法的方法流程图。
在本实施例中，该存储器的制作方法包括如下步骤：
S101，在衬底上形成第一氧化层，在所述第一氧化层上形成第一多晶硅层，定义出存储区和逻辑区，刻蚀形成存储区的第一栅极结构。
S102，在所有结构的表面上形成ONO介质层。
在上述工艺的基础上，在存储器的所有结构，包括存储区和逻辑区表面上生长出ONO介质层。
S103，在所述ONO介质层上形成隔离多晶硅层。
S104，进行所述逻辑区的阱区光刻、离子注入。
现有技术中，待ONO介质层做好之后，在ONO介质层上覆盖光阻，然后对逻辑区进行阱区光刻，以获取逻辑区的阱。但是在实际的生产过程中，由于仪器、产线的问题，可能会导致逻辑区的阱尺寸有偏差，此时需要洗掉光阻，重复上述阱区光刻过程，即需要返工(rework)。而清洗光阻则会对ONO介质层带来影响。
本发明在ONO介质层上沉积了隔离多晶硅层之后，再进行逻辑区的阱区光刻，可以有效的避免清洗液直接接触到ONO介质层，保护其不受到阱区光刻返工带来的影响。
S105，进行逻辑区的光刻、刻蚀，使逻辑区的衬底露出。
阱区形成之后需要对逻辑区进行光刻和刻蚀。在隔离多晶硅层上覆盖光阻，对逻辑区进行光刻和刻蚀，逻辑区的第一氧化层、第一氧化层上的ONO介质层和隔离多晶硅层被去除。若逻辑区光刻得到的区域尺寸有偏差，需要洗掉光阻，并重复上述光刻过程，即需要返工。
现有技术中，光阻直接覆盖在ONO介质层上，逻辑区光刻多次返工带来的反复清洗过程，清洗液将多次直接接触到ONO介质层，清洗液中的成分会对ONO介质层造成腐蚀性的损耗，严重影响到其厚度稳定性。
而本发明，在ONO介质层上沉积了隔离多晶硅层之后，再进行逻辑区的光刻，可以有效的避免清洗液直接接触到ONO介质层，保护其不受到逻辑区光刻返工带来的影响。保障ONO介质层的厚度稳定性，进而保障该存储器的性能稳定性。
上述存储器的制作方法，生长出ONO介质层之后，在该ONO介质层上沉积隔离多晶硅层；可以有效的保护ONO介质层在存储器的制作过程中不受阱区光刻返工及逻辑区光刻返工的影响，使得ONO介质层的厚度稳定，进而了提高了存储器的性能稳定性。
实施例二
参见图2，图2为另一实施例中存储器的制作方法的方法流程图。
在本实施例中，该存储器的制作方法包括如下步骤：
S201，在衬底上形成第一氧化层，在所述第一氧化层上形成第一多晶硅层，定义出存储区、逻辑区和高压区，刻蚀形成存储区的第一栅极结构和高压区结构。
参见图3，在衬底10上生长出第一氧化层11，在该第一氧化层11上沉积第一多晶硅层，该第一多晶硅层为掺杂的多晶硅层，定义出存储区、逻辑区和高压区，刻蚀形成存储区的第一栅极结构和高压区结构23，该第一栅极结构包括水平方向分隔布置的选择栅22和浮栅20。逻辑区的第一多晶硅层被去除。
S202，在所有结构的表面上形成ONO介质层。
参见图4，在上述工艺的基础上，在存储器的所有结构，包括存储区、高压区和逻辑区表面上形成ONO介质层12。
S203，在所述ONO介质层上形成隔离多晶硅层。
参见图5，该隔离多晶硅层13为掺杂隔离多晶硅层，具体为磷掺杂隔离多晶硅层，掺杂浓度为1e20-5e20，该掺杂浓度可调节。
S204，进行所述逻辑区的阱区光刻、离子注入。
参见图6，在隔离多晶硅层13上覆盖光阻，通过光刻得到逻辑区的阱区，对阱区进行离子注入，由于隔离多晶硅层13和ONO介质层12很薄，注入的离子会穿过该隔离多晶硅层13和ONO介质层12，进入到逻辑区的衬底10内，改变其导电特性。
S205，对所述逻辑区进行光刻和刻蚀，去除逻辑区的第一氧化层、ONO介质层和隔离多晶硅层，直至露出衬底。
参见图7，在隔离多晶硅层13上覆盖光阻，对逻辑区进行光刻和刻蚀，逻辑区的第一氧化层11、第一氧化层11上的ONO介质层12和隔离多晶硅层13被去除。对逻辑区刻蚀完成后，隔离多晶硅层13只覆盖于存储区和高压区。
S206，氧化，使所述存储区的隔离多晶硅层和所述逻辑区的衬底表面部分氧化。
参见图8，对存储区和高压区表面的隔离多晶硅层13，以及逻辑区的衬底10表面进行部分氧化，得到位于表层的部分多晶硅氧化层132和部分多晶硅未氧化层131，以及位于表层的部分衬底氧化层102和部分衬底未氧化层101。
S207，在所有结构的表面上形成第二多晶硅层。
在上述部分多晶硅氧化层132和部分衬底氧化层102的表面上形成第二多晶硅层15。
S208，刻蚀，形成存储区的第二栅极结构和逻辑区的逻辑区结构，所述第二栅极结构位于所述第一栅极结构的上方。
参见图9，图9为一实施例中存储器的制作过程的工序示意图，也为存储器的成品结构图。在该第二多晶硅层15上进行光刻和刻蚀，形成存储区的第二栅极结构和逻辑区的逻辑区结构24，该第二栅极结构为控制栅21。控制栅21依次覆盖隔离多晶硅层13、ONO介质层12和浮栅20，在刻蚀过程中，将控制栅21未覆盖的隔离多晶硅层和ONO介质层去除。
该ONO介质层12可以对存储器的浮栅20和控制栅21进行有效的隔离，并成为浮栅20和控制栅21之间的电介质，这样控制栅21、部分多晶硅氧化层132、部分多晶硅未氧化层131、ONO介质层12和浮栅20形成两个串联的电容。
上述存储器的制作方法，在第一氧化层上生长出ONO介质层，在ONO介质层上沉积隔离多晶硅层，可以有效的保护ONO介质层在存储器的制作过程中不受光刻返工带来的反复清洗过程的影响，使得ONO介质层的厚度稳定，进而了提高了存储器的性能稳定性；该隔离多晶硅层为掺杂浓度可调的掺杂多晶硅层，并对该隔离多晶硅层的表面进行部分氧化得到位于表层的部分多晶硅氧化层和部分多晶硅未氧化层，使得控制栅、部分多晶硅氧化层、部分多晶硅未氧化层、ONO介质层和浮栅形成两个串联的电容。
实施例三
在本实施例中，该存储器包括存储区和逻辑区，所述存储区包括第一栅极结构和第一栅极结构上方的第二栅极结构，所述第一栅极结构与所述第二栅极结构之间形成有ONO介质层12，所述ONO介质层12上形成有隔离多晶硅层13。
该第一栅极结构包括呈水平方向分隔布置的选择栅22和浮栅20，第二栅极结构为控制栅21，位于浮栅20的上方。
ONO介质层12作为所述浮栅20和控制栅21之间的隔离层以形成PIP电容，隔离多晶硅层13形成于ONO介质层12之上，在逻辑区的阱区光刻和逻辑区光刻返工的过程中保护该ONO介质层12不被清洗光阻的清洗液腐蚀。
实施例四
参见图9，图9为一实施例中存储器的制作过程的工序示意图，也为存储器的成品结构图。
在第三实施例的基础上，该隔离多晶硅层13为掺杂浓度可调的掺杂隔离多晶硅层。具体为磷掺杂隔离多晶硅层，掺杂浓度为1e20-5e20，该掺杂浓度可调。
隔离多晶硅层13包括表面部分被氧化的部分多晶硅氧化层132和位于所述部分多晶硅氧化层132下面的部分多晶硅未氧化层131。使得控制栅21、部分多晶硅氧化层132、部分多晶硅未氧化层131、ONO介质层12和浮栅20形成两个串联的电容。
在第三实施例的基础上，该存储器还包括高压区，所述高压区包括用于控制所述存储区工作的高压区结构23，所述逻辑区包括逻辑区结构24。
第一栅极结构由第一多晶层构成，第二栅极结构由第二多晶层构成，高压区结构23由第一多晶层构成，逻辑区结构24由第二多晶层构成。
上述存储器，在所述ONO介质层12上形成隔离多晶硅层13，可以有效的保护ONO介质层12在存储器的制作过程中不受阱区光刻返工及GOX光刻返工带来的反复清洗过程的影响，使得ONO介质层12的厚度稳定，进而了提高了存储器的性能稳定性；该隔离多晶硅层13为掺杂浓度可调的掺杂多晶硅层，其包括表面部分被氧化的部分多晶硅氧化层132和位于所述部分多晶硅氧化层132下面的部分多晶硅未氧化层131，使得控制栅21、部分多晶硅氧化层132、部分多晶硅未氧化层131、ONO介质层12和浮栅20形成两个串联的电容。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种存储器的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成第一氧化层，在所述第一氧化层上形成第一多晶硅层，定义出存储区和逻辑区，刻蚀形成存储区的第一栅极结构；
在所有结构的表面上形成ONO介质层；
在所述ONO介质层上形成隔离多晶硅层；
进行所述逻辑区的阱区光刻、离子注入；
进行逻辑区的光刻、刻蚀，使逻辑区的衬底露出；
氧化，使所述存储区的隔离多晶硅层和所述逻辑区的衬底表面部分氧化；
在所有结构的表面上形成第二多晶硅层；
刻蚀，形成存储区的第二栅极结构和逻辑区的逻辑区结构，所述第二栅极结构位于所述第一栅极结构的上方。
2.根据权利要求1所述的存储器的制作方法，其特征在于，所述在衬底上形成第一氧化层，在所述第一氧化层上形成第一多晶硅层，定义出存储区和逻辑区，刻蚀形成存储区的栅极结构的步骤还包括：
定义出高压区，刻蚀形成高压区结构。
3.根据权利要求1或2所述的存储器的制作方法，其特征在于，所述在所述ONO介质层上形成隔离多晶硅层的步骤具体为：
在所述ONO介质层上沉积掺杂隔离多晶硅层。
4.根据权利要求3所述的存储器的制作方法，其特征在于，所述掺杂隔离多晶硅层为磷掺杂隔离多晶硅层，掺杂浓度为1e20-5e20。
5.根据权利要求1或2所述的存储器的制作方法，其特征在于，所述进行逻辑区的光刻、刻蚀的步骤具体为：
对所述逻辑区进行光刻和刻蚀，去除逻辑区的第一氧化层、ONO介质层和隔离多晶硅层，直至露出衬底。
6.根据权利要求1或2所述的存储器的制作方法，其特征在于，所述存储区的第一栅极结构包括呈水平方向分隔布置的选择栅和浮栅，所述第二栅极结构为控制栅，位于浮栅的上方。
7.一种存储器，包括存储区和逻辑区，其特征在于，所述存储区包括第一栅极结构和第一栅极结构上方的第二栅极结构，所述第一栅极结构与所述第二栅极结构之间形成有ONO介质层，所述ONO介质层上形成有隔离多晶硅层。
8.根据权利要求7所述的存储器，其特征在于，所述隔离多晶硅层为掺杂隔离多晶硅层。
9.根据权利要求8所述的存储器，其特征在于，所述掺杂隔离多晶硅层为磷掺杂隔离多晶硅层，掺杂浓度为1e20-5e20。
10.根据权利要求7所述的存储器，其特征在于，所述隔离多晶硅层包括表面部分被氧化的部分多晶硅氧化层和位于所述部分多晶硅氧化层下面的部分多晶硅未氧化层。
11.根据权利要求7所述的存储器，其特征在于，所述存储器还包括高压区，所述高压区包括用于控制所述存储区工作的高压区结构，所述逻辑区包括逻辑区结构。
12.根据权利要求11所述的存储器，其特征在于，所述第一栅极结构由第一多晶层构成，所述第二栅极结构由第二多晶层构成，所述高压区结构由第一多晶层构成，所述逻辑区结构由第二多晶层构成。
13.根据权利要求7所述的存储器，其特征在于，所述存储区的第一栅极结构包括呈水平方向分隔布置的选择栅和浮栅，所述第二栅极结构为控制栅，位于浮栅的上方。
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Denomination of invention: Memory and its production method Effective date of registration: 20231007 Granted publication date: 20200804 Pledgee: Bank of China Limited Wuxi Branch Pledgor: CSMC TECHNOLOGIES FAB2 Co.,Ltd. Registration number: Y2023980059915 |