專利名稱：閃存的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體元件的制造方法，且特別是有關(guān)于一種閃存(Flash Memory)元件的制造方法。
背景技術(shù)：
閃存(Flash Memory)元件由于具有可多次進(jìn)行數(shù)據(jù)的存入、讀取、抹除等動(dòng)作，且存入的數(shù)據(jù)在斷電后也不會(huì)消失的優(yōu)點(diǎn)，所以已成為個(gè)人計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備所廣泛采用的一種非揮發(fā)性存儲(chǔ)器元件。
典型的閃存元件是以摻雜的多晶硅制作浮置柵極(Floating Gate)與控制柵極(Control Gate)。而且，控制柵極直接設(shè)置在浮置柵極上，浮置柵極與控制柵極之間以介電層相隔，而浮置柵極與基底間以穿隧氧化層(Tunneling Oxide)相隔(亦即所謂堆棧柵極閃存)。此閃存元件是利用控制柵極上所施加的正或負(fù)電壓來(lái)控制浮置柵極(Floating gate)中的電荷的注入與排出，以達(dá)到存儲(chǔ)的功能。
圖1A至圖1D所示為公知一種閃存元件的部分制造流程剖面圖。在圖1A至圖1D中，基底100可劃分為存儲(chǔ)單元區(qū)102與外圍電路區(qū)104。
首先，請(qǐng)參照?qǐng)D1A，于存儲(chǔ)單元區(qū)102的基底100上形成穿隧介電層106，并于外圍電路區(qū)104的基底100上形成襯層108。接著，于整個(gè)基底100上形成一層導(dǎo)體層110，并圖案化存儲(chǔ)單元區(qū)102上的導(dǎo)體層110，使其成條狀布局而形成導(dǎo)體層110a。之后，于基底100上形成柵間介電層112，此柵間介電層112的材質(zhì)為氧化硅/氮化硅/氮化硅。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1B，于基底100上形成圖案化光阻層114，此圖案化光阻層114覆蓋存儲(chǔ)單元區(qū)102并暴露出外圍電路區(qū)104。再以圖案化光阻層114為罩幕，移除外圍電路區(qū)104上的柵間介電層112、導(dǎo)體層110與襯層108。然后，于外圍電路區(qū)104形成柵極介電層116。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1C，移除圖案化光阻層114后，于整個(gè)基底100上形成導(dǎo)體層118。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1D，圖案化導(dǎo)體層118而于存儲(chǔ)單元區(qū)102上形成控制柵極導(dǎo)體層118a，接著圖案化柵間介電層112、導(dǎo)體層110a與穿隧介電層106，以形成由控制柵極導(dǎo)體層118a、柵間介電層112a、導(dǎo)體層110b與穿隧介電層106a形成堆棧柵極結(jié)構(gòu)。同時(shí)，圖案化外圍電路區(qū)104上的導(dǎo)體層118，以形成由柵氧化層116a與導(dǎo)體層118b所組成的柵極結(jié)構(gòu)。
在上述工藝中，由于柵間介電層112是很薄且很脆弱的，因而很容易在制造過(guò)程，例如是在圖案化光阻層114的灰化工藝與清洗工藝中遭受到損害。而使柵間介電層112的特性變差，進(jìn)而產(chǎn)生閃存的數(shù)據(jù)維持特性變差的問(wèn)題。
另一方面，為了上述避免傷害到柵間介電層112中的頂氧化層，因此在光阻剝離工藝中無(wú)法使用較強(qiáng)烈的清洗劑，因而導(dǎo)致無(wú)法完全將光阻去除而產(chǎn)生高分子殘留物，進(jìn)而導(dǎo)致金屬的污染與柵極品質(zhì)不佳。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的就是在提供一種閃存的制造方法，使柵間介電層在制造過(guò)程中不易受到損害，而可以提升元件效能。
本發(fā)明的另一目的就是在提供一種閃存的制造方法，能夠避免在工藝中產(chǎn)生高分子殘留物，進(jìn)而可以避免污染以及提高柵極品質(zhì)。
本發(fā)明提供一種閃存的制造方法，此方法是提供具有存儲(chǔ)單元區(qū)與外圍電路區(qū)的基底，再于存儲(chǔ)單元區(qū)的基底上形成穿隧介電層，并于周邊電路區(qū)的基底上形成襯層。接著，于基底上形成第一導(dǎo)體層，再圖案化存儲(chǔ)單元區(qū)上的第一導(dǎo)體層，以形成柵極導(dǎo)體層。然后，于基底上形成柵間介電層，再于柵間介電層上形成保護(hù)層。其后，移除外圍電路區(qū)的保護(hù)層、柵間介電層、第一導(dǎo)體層與襯層，再于外圍電路區(qū)的基底上形成柵極介電層，并使存儲(chǔ)單元區(qū)的保護(hù)層轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸飳印Ｖ?，于基底上形成第二?dǎo)體層，再圖案化存儲(chǔ)單元區(qū)的第二導(dǎo)體層、氧化物層、柵間介電層與柵極導(dǎo)體層以形成多個(gè)存儲(chǔ)器柵極，并圖案化外圍電路區(qū)的第二導(dǎo)體層以形成多個(gè)柵極。
如上所述，由于是于柵間介電層上形成保護(hù)層以覆蓋住存儲(chǔ)單元區(qū)上的柵間介電層，因此可以避免柵間介電層在制造程序中遭受到損害，而可以維持柵間介電層的特性。
而且，由于本發(fā)明是于柵間介電層上形成保護(hù)層，因此能夠使用更強(qiáng)的化學(xué)藥劑以進(jìn)行工藝中的光阻去除與清洗的步驟，因而能夠避免高分子殘留物的產(chǎn)生。


圖1A至圖1D所示為公知一種閃存的制造方法流程剖面圖。
圖2A至圖2F所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種閃存的制造方法流程剖面圖。
100、200基底102、202存儲(chǔ)單元區(qū)104、204外圍電路區(qū)106、206穿隧介電層108、208襯層110、110a、110b、118、118b、210、210a、210b、228、228b導(dǎo)體層112、212柵間介電層114、222圖案化光阻層116、224柵極介電層118a、228a控制柵極導(dǎo)體層214底氧化層216氮化硅層218頂氧化層
220保護(hù)層226氧化層具體實(shí)施方式
以下根據(jù)所附圖式，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種閃存的制造方法。在圖2A至圖2F中，基底200可劃分為存儲(chǔ)單元區(qū)202與外圍電路區(qū)204。
首先，請(qǐng)參照?qǐng)D2A，于存儲(chǔ)單元區(qū)202的基底200上形成穿隧介電層206，并于外圍電路區(qū)204的基底200上形成襯層208。其中穿隧氧化層206與襯層208的材質(zhì)例如是氧化硅，其形成方法例如是熱氧化法。
接著，于整個(gè)基底200上形成一層導(dǎo)體層210，導(dǎo)體層210的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅，此導(dǎo)體層210的形成方法例如是利用化學(xué)氣相沉積法形成一層未摻雜多晶硅層后，進(jìn)行離子植入步驟以形成之。接著，圖案化存儲(chǔ)單元區(qū)202上的導(dǎo)體層210，使其成條狀布局而形成導(dǎo)體層210a(柵極導(dǎo)體層)。之后，于基底200上形成柵間介電層212，此柵間介電層212的材質(zhì)例如是氧化硅/氮化硅/氮化硅，此柵間介電層212的形成方法例如是先以熱氧化法形成一層底氧化硅層214，接著，再利用化學(xué)氣相沉積法形成作為電荷陷入層的氮化硅層216，其后再于氮化硅層216上形成頂氧化硅層218。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2B，于基底200上形成一層保護(hù)層220，其中此保護(hù)層220的材質(zhì)例如是氮化硅，此保護(hù)層220的形成方法例如是利用化學(xué)氣相沉積法形成一層薄氮化硅層。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2C，于基底200上形成一層圖案化光阻層222，此圖案化光阻層222覆蓋存儲(chǔ)單元區(qū)202并暴露出外圍電路區(qū)204。接著，以圖案化光阻層222為罩幕，移除外圍電路區(qū)204上的保護(hù)層220、柵間介電層212、導(dǎo)體層210與襯層208。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2D，移除圖案化光阻層222，并視需要對(duì)基底200進(jìn)行清洗工藝，再于外圍電路區(qū)204形成柵極介電層224，并使存儲(chǔ)單元數(shù)組區(qū)202的保護(hù)層220轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘜?26。其中形成柵極介電層224以及使保護(hù)層220轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘜?26的方法例如是使用熱氧化法。
在上述移除圖案化光阻層222或是清洗的步驟中，由于在柵間介電層212上形成有保護(hù)層220，因此能夠使用更強(qiáng)的化學(xué)藥劑(例如是氫氟酸或是SC-1清洗液(亦稱為APM，氨水過(guò)氧化氫混合液))以進(jìn)行光阻層220的去除與基底200的清洗，而不會(huì)對(duì)柵間介電層212造成損傷，且可以達(dá)到將光阻層222完全去除的目的。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2E，于基底200上形成導(dǎo)體層228，其中導(dǎo)體層228的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅，此導(dǎo)體層228的形成方法例如是利用化學(xué)氣相沉積法形成一層未摻雜多晶硅層后，進(jìn)行離子植入步驟以形成之。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2F，圖案化導(dǎo)體層228以形成控制柵極導(dǎo)體層228a，接著圖案化柵間介電層212、導(dǎo)體層210a與穿隧介電層206，以形成由控制柵極導(dǎo)體層228a、柵間介電層212a、導(dǎo)體層210b與穿隧介電層206a所堆棧形成的堆棧柵極結(jié)構(gòu)(亦即是指存儲(chǔ)器柵極)。同時(shí)，圖案化外圍電路區(qū)204上的導(dǎo)體層228而形成由柵氧化層224a與導(dǎo)體層228b所堆棧形成的柵極結(jié)構(gòu)232。后續(xù)完成閃存的工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所周知，在此不再贅述。
根據(jù)上述實(shí)施例所述，本發(fā)明于形成柵間介電層212后，是于柵間介電層212上形成保護(hù)層220，覆蓋住存儲(chǔ)單元區(qū)上的柵間介電層212，因此可以避免柵間介電層212在制造程序中遭受到損害，進(jìn)而可以維持柵間介電層212的特性。
而且，由于本發(fā)明是于柵間介電層212上形成保護(hù)層220，因此能夠使用更強(qiáng)的化學(xué)藥劑以進(jìn)行光阻去除與清洗的步驟，進(jìn)而能夠?qū)⒐庾鑼?22完全去除而避免高分子殘留物的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種閃存的制造方法，其特征是，該方法包括下列步驟提供具有一存儲(chǔ)單元區(qū)與一外圍電路區(qū)的一基底；于該存儲(chǔ)單元區(qū)的該基底上形成一穿隧介電層，并于該周邊電路區(qū)的該基底上形成一襯層；于該基底上形成一第一導(dǎo)體層；圖案化該存儲(chǔ)單元區(qū)上的該第一導(dǎo)體層，以形成一柵極導(dǎo)體層；于該基底上形成一柵間介電層；于該柵間介電層上形成一保護(hù)層；移除該外圍電路區(qū)的該保護(hù)層、該柵間介電層、該第一導(dǎo)體層與該襯層；于該外圍電路區(qū)的該基底形成一柵極介電層，并使該存儲(chǔ)單元區(qū)的該保護(hù)層轉(zhuǎn)變?yōu)橐谎趸飳?；于該基底上形成一第二?dǎo)體層；以及圖案化該存儲(chǔ)單元區(qū)的該第二導(dǎo)體層、該氧化物層、該柵間介電層與該柵極導(dǎo)體層以形成多個(gè)存儲(chǔ)器柵極，并圖案化該外圍電路區(qū)的該第二導(dǎo)體層以形成多個(gè)柵極。
2.如權(quán)利要求1所述的閃存的制造方法，其特征是，該柵間介電層包括氧化硅/氮化硅/氧化硅層。
3.如權(quán)利要求1所述的閃存的制造方法，其特征是，該柵極導(dǎo)體層的材質(zhì)包括多晶硅。
4.如權(quán)利要求1所述的閃存的制造方法，其特征是，該保護(hù)層的材質(zhì)包括氮化硅。
5.如權(quán)利要求1所述的閃存的制造方法，其特征是，于該外圍電路區(qū)的該基底形成該柵極介電層，并使該存儲(chǔ)單元區(qū)的該保護(hù)層轉(zhuǎn)變?yōu)樵撗趸飳拥姆椒ò嵫趸ā?br> 6.如權(quán)利要求1所述的閃存的制造方法，其特征是，該第二導(dǎo)體層的材質(zhì)包括多晶硅。
7.一種閃存的制造方法，其特征是，該方法包括下列步驟提供具有一存儲(chǔ)單元區(qū)與一外圍電路區(qū)的一基底；于該存儲(chǔ)單元區(qū)的該基底上形成一穿隧介電層，并于該周邊電路區(qū)的該基底上形成一襯層；于該基底上形成一第一導(dǎo)體層；圖案化該存儲(chǔ)單元區(qū)上的該第一導(dǎo)體層，以形成一柵極導(dǎo)體層；于該基底上形成一底氧化層；于該底氧化層上形成一電荷捕捉層；于該電荷捕捉層上形成一頂氧化層；于該頂氧化層上形成一保護(hù)層；移除該外圍電路區(qū)的該保護(hù)層、該頂氧化層、該電荷捕捉層、該底氧化層、該第一導(dǎo)體層與該襯層；于該外圍電路區(qū)的該基底形成一柵極介電層，并使該存儲(chǔ)單元區(qū)的該保護(hù)層轉(zhuǎn)變?yōu)橐谎趸飳?；于該基底上形成一第二?dǎo)體層；以及圖案化該存儲(chǔ)單元區(qū)的該第二導(dǎo)體層、該氧化物層、該頂氧化層、該電荷捕捉層、該底氧化層與該柵極導(dǎo)體層以形成多個(gè)存儲(chǔ)器柵極，并圖案化該外圍電路區(qū)的該第二導(dǎo)體層以形成多個(gè)柵極。
8.如權(quán)利要求7所述的閃存的制造方法，其特征是，該電荷捕捉層的材質(zhì)包括氮化硅。
9.如權(quán)利要求7所述的閃存的制造方法，其特征是，該柵極導(dǎo)體層的材質(zhì)包括多晶硅。
10.如權(quán)利要求7所述的閃存的制造方法，其特征是，該保護(hù)層的材質(zhì)包括氮化硅。
11.如權(quán)利要求7所述的閃存的制造方法，其特征是，于該外圍電路區(qū)的該基底形成該柵極介電層，并使該存儲(chǔ)單元區(qū)之該保護(hù)層轉(zhuǎn)變?yōu)樵撗趸飳拥姆椒ò嵫趸ā?br> 12.如權(quán)利要求7所述的閃存的制造方法，其特征是，該第二導(dǎo)體層的材質(zhì)包括多晶硅。
全文摘要
一種閃存的制造方法，此方法是提供具有存儲(chǔ)單元區(qū)與外圍電路區(qū)的基底，再于存儲(chǔ)單元區(qū)的基底上形成穿隧介電層，并于周邊電路區(qū)的基底上形成襯層。接著，于基底上形成圖案化的柵極導(dǎo)體層。然后，于基底上依序形成柵間介電層與保護(hù)層。其后，移除外圍電路區(qū)的保護(hù)層、柵間介電層、第一導(dǎo)體層與襯層，再于外圍電路區(qū)的基底上形成柵極介電層，并使存儲(chǔ)單元區(qū)的保護(hù)層轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸飳?。之后，于基底上形成?dǎo)體層，再圖案化存儲(chǔ)單元區(qū)的導(dǎo)體層、氧化物層、柵間介電層與柵極導(dǎo)體層以形成存儲(chǔ)器柵極，并圖案化外圍電路區(qū)的第二導(dǎo)體層以形成柵極。
文檔編號(hào)H01L21/70GK1540748SQ03122210
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月21日
發(fā)明者陳光釗, 施學(xué)浩, 楊令武 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司