專利名稱：分柵式閃存的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及芯片制造領(lǐng)域，尤其涉及一種分柵結(jié)構(gòu)的存儲器制造方法。
背景技術(shù)：
存儲器用于存儲大量數(shù)字信息，最近據(jù)調(diào)查顯示，在世界范圍內(nèi)，存儲器
芯片大約占了半導(dǎo)體交易的30%，多年來，工藝技術(shù)的進(jìn)步和市場需求催生越 來越多高密度的各種類型存儲器，如RAM (隨機(jī)存儲器)、DRAM (動態(tài)隨機(jī) 存儲器)、ROM(只讀存儲器)、EPROM(可擦除可編程只讀存儲器)、FLASH(閃 存)和FRAM (鐵電存儲器)等，.其中，閃存存儲器即FLASH已經(jīng)成為非易 失性半導(dǎo)體存儲技術(shù)的主流，在各種各樣的FLASH器件中，基本分為兩種類型 疊柵器件和分柵器件，疊柵器件具有浮柵極和控制柵極，其中，控制柵極位于 浮柵極上方，制造疊柵器件的方法比制造分柵器件簡單，然而疊柵器件存在過 擦除問題，該問題通常需要在擦除循環(huán)后進(jìn)行驗證以將單元的閾值電壓保持在 一個電壓范圍內(nèi)解決，增加了電路設(shè)計的復(fù)雜性。分柵結(jié)構(gòu)的一個控制柵同時 作為選擇晶體管(Selecttransistor)，有效避免了過擦除效應(yīng)，電路設(shè)計相對簡單。 而且，相比疊柵結(jié)構(gòu)，分柵結(jié)構(gòu)利用源端熱電子注入進(jìn)行編程，具有更高的編 程效率，因而被廣泛應(yīng)用在各類諸如智能卡、SIM卡、微控制器、手機(jī)等電子 產(chǎn)品中。
目前的自對準(zhǔn)分柵式閃存單元主要由兩個串聯(lián)的晶體管組成控制柵晶體 管和浮柵晶體管，對于控制柵晶體管來說，控制柵氧化層越薄，控制柵對溝道 的控制能力越強(qiáng)，因而為了增強(qiáng)控制柵對閃存單元的讀取電流的控制能力，控 制柵氧化層需要盡可能地薄。隧穿氧化層越厚，位于浮柵的數(shù)據(jù)的保持能力越 好，因而要求隧穿氧化層到達(dá)一定的厚度，然而，在目前的工藝流程中，控制 柵氧化層和隧穿氧化層是通過化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法同時形成的，這種 方法意味著兩種氧化層具有同樣的厚度，不可能得到比隧穿氧化層更薄的控制柵氧化層。為了保證數(shù)據(jù)保持能力，隧穿氧化層必須保證一定的厚度，這就限 制了控制柵氧化層無法減薄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體制造方法，實現(xiàn)在分柵式閃存 器件制造過程中盡可能減小控制柵氧化層厚度并且同時保證一定厚度的隧穿氧 化層。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種分柵式閃存的制造方法，包括如
下步驟
在浮柵的側(cè)壁形成隧穿氧化層的第一部分，在襯底上形成控制柵氧化層的 第一部分；
淀積形成所述隧穿氧化層的第二部分以及所述控制柵的第二部分； 在所述控制柵氧化層上淀積形成第一多晶硅層； 刻蝕部分所述第一多晶^法層形成側(cè)壁控制^h
進(jìn)一步的，在形成所述隧穿氧化層和所述控制柵氧化層之前的步驟包括
在襯底中的有源區(qū)上形成氧化層；
在所述氧化層上形成第二硅層；
在所述第二硅層上形成電介質(zhì)層；
蝕刻掉部分所述電介質(zhì)層；
在蝕刻掉的所述電介質(zhì)層側(cè)壁形成第一氧化物側(cè)墻；
蝕刻部分所述第二硅層以及所述氧化層直至暴露出所述村底表面；
在所述第二硅層側(cè)壁形成第二氧化物側(cè)墻；
在所述襯底表面上形成所述源極線；
蝕刻掉所述電介質(zhì)層以及部分第二硅層，從而所述第二硅層形成浮柵； 蝕刻掉部分所述氧化層。
進(jìn)一步的，所述隧穿氧化層的第一部分以及所述控制^f冊氧化層的第一部分 采用高溫氧化生長形成。
進(jìn)一步的，所述高溫氧化為快速氧化或者在高溫爐管中氧化。 進(jìn)一步的，所述隧穿氧化層與所述控制^f冊氧化層同時生長形成。進(jìn)一步的，所述隧穿氧化層與所述控制柵氧化層一體成型。
進(jìn)一步的，所述隧穿氧化層的第二部分以及所述控制斥冊氧化層的第二部分
為化學(xué)氣相沉積形成。
進(jìn)一步的，所述電介質(zhì)層為氮化硅。 進(jìn)一步的，所述第二硅層為多晶硅。 進(jìn)一步的，所述襯底為單晶硅襯底。
進(jìn)一步的，所述側(cè)壁控制柵通過化學(xué)氣相沉積多晶硅結(jié)合各向異性刻蝕形成。
與現(xiàn)有芯片制造方法相比，本發(fā)明把控制柵氧化層和隧穿氧化層改變?yōu)闊?br> 氧氧化和CVD疊加形成，即在氧化層CVD淀積之前進(jìn)行高溫氧化，在單晶硅 襯底上生長柵氧化層，在多晶硅浮柵上生長隧穿氧化層，由于單晶硅上氧化速 率比多晶硅上氧化速率慢，實現(xiàn)了控制柵氧化層和隧穿氧化層的厚度差異，得 到了比隧穿氧化層薄的控制柵氧化層，在減小控制柵氧化層厚度，增強(qiáng)控制柵 氧化層對溝道的控制能力的同時，不影響存儲在浮柵里的數(shù)據(jù)的保持能力。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的芯片制造方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1A 圖1L為本發(fā)明制造流程的截面示意圖； 圖2是本發(fā)明分^^式閃存在編程狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1A所示的制造工藝截面圖，提供一單晶硅襯底l，氧化層2在所 迷硅襯底1上熱生長至約70A到150A厚，可選擇地，根據(jù)需要，所述硅襯底1 中為P型襯底，并在P型襯底中形成N型阱，或者為N型襯底，并在N型襯底 中形成P型阱。完成熱氧化層生長后，在所述氧化層2上形成多晶硅的第二硅 層3，其厚度為100A至1000A，并在所述第二硅層3上形成介質(zhì)層4，所述介 質(zhì)層4可以是純的氧化物、或者氮化物，本實施例中，所述介質(zhì)層4為氮化硅。
在完成了上述的氧化層2、第二硅層3以及介質(zhì)層4工藝之后，在所示介質(zhì)層4表面上形成光刻掩膜，并采用蝕刻方法去除部分所述介質(zhì)層4，形成的截面 圖如圖1B所示。
然后，淀積氧化層并進(jìn)行各向異性刻蝕，以在上述蝕刻好的電介質(zhì)層4兩 側(cè)分別形成第一氧化物側(cè)墻5，側(cè)墻的厚度大約為200A至5000A,形成的截面 圖請參閱圖1C所示。
請參見圖1D所示，釆用蝕刻方法去除所述第一氧化物側(cè)墻5側(cè)面的所述第 二硅層3以及所述氧化層2，使其在所述第二硅層3兩側(cè)下的所述襯底1暴露出 來，并淀積氧化層并進(jìn)行刻蝕，在靠近所述第二硅層3位置的所述氧化層上形 成第二氧化物側(cè)墻6,所述第二氧化物側(cè)墻6以及所述第一氧化物側(cè)墻5連接形 成的氧化層將所述第二硅層3與該連接形成的氧化層外側(cè)隔離開，如圖1E所示 的截面示意圖。
接著，在該連"l妻形成的氧化層外側(cè)與所述氧化層2形成的空間內(nèi)形成源4 L 線7,形成的所述源極線7的截面示意圖如圖1F所示。
進(jìn)一步，蝕刻去除掉所述電介質(zhì)4以及在所述電介質(zhì)4下方的所述第二硅 層3,使得剩余的所述第二硅層3處于所示氧化層2與所述第一氧化物側(cè)墻5之 間，形成浮柵.3,如圖1G所示的截面示意圖。
形成所述浮柵3后，繼續(xù)蝕刻去除所述浮柵3側(cè)壁下面的部分氧化層2，暴 露出部分所述襯底l,如圖1H所示的截面示意圖。
然后在暴露出來的所述村底1上以及所述浮柵3側(cè)壁上采用高溫氧化方法 生長氧化層，即在所述浮柵的側(cè)壁形成隧穿氧化層的第一部分8,在所述襯底 上形成控制柵氧化層的第一部分9,形成的截面示意圖參見圖ll所示。可采用 快速氧化的方法形成，或者將其放在高溫爐管中氧化。所述襯底1為單晶硅襯 底，所述浮柵3為多晶硅浮柵，由于單晶硅上氧化速率比多晶硅上氧化速度慢， 因此，當(dāng)所述隧穿氧化層的第一部分8與所述控制柵氧化層的第一部分9同時 生長時，所述控制柵氧化層的第一部分9和所述隧穿氧化層的第一部分8 —體 成型，并且所述控制柵氧化層的第一部分9的厚度比所述隧穿氧化層的第一部 分8薄，實現(xiàn)不同氧化層的厚度差異。
接著，在所述隧穿氧化層的第一部分8、所述控制柵氧化層的第一部分9以 及源極線7表面采用CVD的方法淀積一層氧化物10，在所述隧穿氧化層第一部分8外側(cè)形成的所述氧化物IO構(gòu)成隧穿氧化層的第二部分，在所述控制4冊氧化 層的第一部分9上形成的所述氧化物10構(gòu)成控制^"的第二部分，所述隧穿氧化 層的第二部分與所述控制柵氧化層的第二部分也同時生長形成，所述控制柵氧 化層的第二部分和所述隧穿氧化層的第二部分也是一體成型，從而形成一層具 有厚度差異的氧化保護(hù)層。所述隧穿氧化層的第一部分8和第二部分構(gòu)成所述 隧穿氧化層，所述控制柵氧化層的第一部分9和第二部分構(gòu)成所述控制柵氧化 層，形成的截面示意圖如圖1J所示。
因此，所述隧穿氧化層具有足夠厚度，防止位于所述浮柵3上的電荷流失， 從而保證數(shù)據(jù)的保持能力，同時所述控制柵氧化層的厚度也得以減少，由于所 述控制柵氧化層厚度減少，控制柵對溝道的控制能力得到進(jìn)一步增強(qiáng)。
接著，在所述控制柵的第二部分上進(jìn)行化學(xué)氣相淀積工藝，形成第一多晶 硅層ll，其截面示意圖如圖1K所示。
最后，采用化學(xué)氣相沉積多晶硅結(jié)合各向異性刻蝕去除所述控制柵氧化層 側(cè)壁上的部分第一多晶硅層11,從而形成在所述控制柵氧化層上的側(cè)壁控制柵 11，去除所述源極線7表面上所述氧化物10,其截面示意圖如圖1L所示。
請參閱圖2所示，當(dāng)對存儲單元進(jìn)行"讀取，，的時候，分別在各端施加一 個電壓，本實施例中，在連接源極13的所述源極線7為0V、漏端12為1.2V、 所述側(cè)壁控制柵11為2.8V。由于本發(fā)明所述的制造方法形成的所述控制柵氧化 層比較薄，因而所述控制柵10對溝道的控制能力得到較大增強(qiáng)，如果仍然保持 原來的讀取電流標(biāo)準(zhǔn)，則可以降低控制柵上的施加電壓，比如由2.8V降低至1.8V 均可滿足要求。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè) 的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中 描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還 會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā) 明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1. 一種分柵式閃存的制造方法，其特征在于，包括如下步驟在浮柵的側(cè)壁形成隧穿氧化層的第一部分，在襯底上形成控制柵氧化層的第一部分；淀積形成所述隧穿氧化層的第二部分以及所述控制柵的第二部分；在所述控制柵氧化層上淀積形成第一多晶硅層；刻蝕部分所述第一多晶硅層形成側(cè)壁控制柵。
2. 如權(quán)利要求1所述的分柵式閃存的制造方法，其特征在于，在形成所述 隧穿氧化層和所述控制柵氧化層之前的步驟包括在襯底中的有源區(qū)上形成氧化層； 在所述氧化層上形成第二硅層； 在所述第二硅層上形成電介質(zhì)層； 蝕刻掉部分所述電介質(zhì)層；在蝕刻掉的所述電介質(zhì)層側(cè)壁形成第一氧化物側(cè)墻；蝕刻部分所述第二硅層以及所述氧化層直至暴露出所述襯底表面；在所述第二硅層側(cè)壁形成第二氧化物側(cè)墻；在所述襯底表面上形成源極線；蝕刻掉所述電介質(zhì)層以及部分第二硅層，從而所述第二硅層形成浮柵； 蝕刻掉部分所述氧化層。
3. 如權(quán)利要求1所述的分柵式閃存的制造方法，其特征在于所述隧穿氧 化層的第一部分以及所述控制柵氧化層的第一部分采用高溫氧化生長形成。
4. 如權(quán)利要求3所述的分柵式閃存的制造方法，其特征在于所述高溫氧 化為快速氧化或者在高溫爐管中氧化。
5. 如權(quán)利要求1所述的分柵式閃存的制造方法，其特征在于所述隧穿氧 化層與所述控制4冊氧化層同時生長形成。
6. 如權(quán)利要求5所述的分柵式閃存的制造方法，其特征在于所述隧穿氧 化層與所述控制柵氧化層一體成型。
7. 如權(quán)利要求1所述的分柵式閃存的制造方法，其特征在于所述隧穿氧化層的第二部分以及所述控制柵氧化層的第二部分為化學(xué)氣相沉積形成。
8. 如權(quán)利要求2所述的分柵式閃存的制造方法，其特征在于所述電介質(zhì) 層為氮化硅。
9. 如權(quán)利要求2所述的分柵式閃存的制造方法，其特征在于所述第二硅 層為多晶硅。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的分柵式閃存的制造方法，其特征在于所述村 底為單晶硅襯底。
11. 如權(quán)利要求1所述的分柵式閃存的制造方法，其特征在于所述側(cè)壁控 制柵通過化學(xué)氣相沉積多晶硅結(jié)合各向異性刻蝕形成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種分柵式閃存的制造方法，其特征在于，包括如下步驟在浮柵的側(cè)壁形成隧穿氧化層的第一部分，在襯底上形成控制柵氧化層的第一部分；淀積形成所述隧穿氧化層的第二部分以及所述控制柵的第二部分；在所述控制柵氧化層上淀積形成第一多晶硅層；進(jìn)行各向異性多晶硅刻蝕形成在所述控制柵氧化層上的側(cè)壁控制柵。本發(fā)明把控制柵氧化層和隧穿氧化層改為熱氧氧化和CVD淀積疊加形成，即在CVD淀積之前首先進(jìn)行高溫氧化，在單晶硅襯底上生長柵氧化層，在多晶硅浮柵上生長隧穿氧化層，利用單晶硅和多晶硅氧化速率的差異減小控制柵氧化層厚度，增強(qiáng)控制柵氧化層對溝道的控制能力，同時不影響閃存的數(shù)據(jù)保持能力。
文檔編號H01L21/336GK101447435SQ200810204359
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者徐愛斌, 棟 李, 李榮林, 董耀旗 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司