專利名稱：自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)的制造，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生微笑效應(yīng)(smiling effect) 0 具體地說，其中柵氧化層(隧穿氧化層)在后續(xù)熱制程中，有源區(qū)邊緣的部分會(huì)被繼續(xù)氧化，變厚的現(xiàn)象，形成兩邊厚，中間薄的形狀，貌似笑臉，故稱為微笑效應(yīng)。這種效應(yīng)對(duì)閃存器件是有害的，因?yàn)樽兒窳说难趸瘜訒?huì)降低器件的讀、寫、擦除的性能。當(dāng)器件縮減后，有緣區(qū)的寬度減小后，該效應(yīng)導(dǎo)致的問題更加嚴(yán)重。從理想的角度來說，柵氧從邊上到中間都是一個(gè)厚度(厚度均勻)是最好。具體地，圖1示意性地示出了自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)中的笑臉效應(yīng)的示圖。如圖1所示，柵氧層存在笑臉效應(yīng)區(qū)域。原位摻雜浮柵多晶硅工藝(“h-situ doped FG poly”)和非原位摻雜浮柵多晶硅工藝(“im-doped FG poly”)被用于制造自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)。其中原位摻雜浮柵多晶硅工藝是指在生長(zhǎng)中直接摻雜，一般以PH3為源，實(shí)現(xiàn)P摻雜。而非原位摻雜浮柵多晶硅工藝是指在生長(zhǎng)中不摻雜，在后續(xù)的制程中以As或P離子注入再退火的方式實(shí)現(xiàn)摻雜。原位摻雜浮柵多晶硅工藝在修復(fù)硅蝕刻后界面的損傷的工藝(liner oxidation, 指在淺漕STI蝕刻工藝后通過高溫氧化，修復(fù)硅蝕刻后界面的損傷的工藝，一般生長(zhǎng)厚度為100A 300A)的過程中微笑效應(yīng)比較嚴(yán)重，但成本較低，無需后續(xù)離子注入，快速退火等制程。而非原位摻雜浮柵多晶硅工藝的微笑效應(yīng)比較輕微，但需要后續(xù)離子注入，快速退火等制程；這是因?yàn)橐驗(yàn)楦鶕?jù)器件的要求，最終還是需要使得多晶硅是導(dǎo)體，如果不經(jīng)過離子注入，退火，則非摻雜的多晶硅還是絕緣體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種可在不增加額外成本的情況下達(dá)到改善微笑效應(yīng)的目的的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)，其特征在于包括 襯底、布置在所述襯底上的柵極氧化層、布置在所述柵極氧化層上的未摻雜多晶硅層、以及布置在所述未摻雜多晶硅層上的摻雜多晶硅層。優(yōu)選地，在所述的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)中，所述摻雜多晶硅層的摻雜元素為 Po根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種一種自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)的制造方法， 其包括柵極氧化層形成步驟，用于在襯底上形成柵極氧化層；未摻雜多晶硅層形成步驟， 用于在布置了柵極氧化層的襯底上生長(zhǎng)一層未摻雜多晶硅層；執(zhí)行摻雜多晶硅層形成步驟，用于在未摻雜多晶硅層上形成摻雜多晶硅層。
優(yōu)選地，在所述的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)的制造方法中，所述摻雜多晶硅層的摻雜元素為P。優(yōu)選地，所述的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)的制造方法還包括通過高溫氧化，修復(fù)硅蝕刻后界面的損傷。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和方法，在修復(fù)硅蝕刻后界面的損傷的工藝的高溫制程中，未摻雜多晶硅層的氧化速度比摻雜多晶硅層慢，這樣就緩解了微笑效應(yīng)。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對(duì)本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中圖1示意性地示出了自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)中的笑臉效應(yīng)的示圖。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)的示圖。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號(hào)。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例采用一種新的方法改進(jìn)傳統(tǒng)自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有工藝比，可在不增加額外成本的情況下達(dá)到改善微笑效應(yīng)的目的。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)的示圖。如圖 2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)包括襯底1、布置在襯底1上的柵極氧化層2、布置在柵極氧化層2上的未摻雜多晶硅層3、以及布置在未摻雜多晶硅層3上的摻雜多晶硅層4。對(duì)于圖2所示的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)的制造，可以采取如下步驟柵極氧化層形成步驟，用于在襯底1上形成柵極氧化層2。未摻雜多晶硅層形成步驟，用于在布置了柵極氧化層2的襯底1上生長(zhǎng)一層未摻雜多晶硅層3 (未摻雜的柵極多晶硅層)，在這步驟中關(guān)閉用于輸入PH3 (摻雜氣體)的通氣通道艮口可。隨后執(zhí)行摻雜多晶硅層形成步驟，用于在未摻雜多晶硅層3上形成摻雜多晶硅層 4，此步驟中打開用于輸入PH3 (摻雜氣體)的通氣通道，生長(zhǎng)正常的摻雜的柵極多晶硅層。在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)即可用于后續(xù)執(zhí)行修復(fù)硅蝕刻后界面的損傷的工藝，其中通過高溫氧化，修復(fù)硅蝕刻后界面的損傷。上述制造方法及柵極結(jié)構(gòu)即改善了微笑效應(yīng)，又降低了制程成本。具體地說，本發(fā)明實(shí)施例提出的“先生長(zhǎng)一層未摻雜的柵極多晶硅層、再生長(zhǎng)正常的摻雜的柵極多晶硅層” 的方法不再需要“后續(xù)離子注入、快速退火等制程”，這是因?yàn)樯蠈訐诫s多晶硅層4在后續(xù)的熱制程中，P元素會(huì)逐漸擴(kuò)散到下層的未摻雜多晶硅層3，最終整體都成為摻雜的多晶硅層。
并且，本發(fā)明實(shí)施例提出的“先生長(zhǎng)一層未摻雜的柵極多晶硅層、再生長(zhǎng)正常的摻雜的柵極多晶硅層”的方法能緩解微笑效應(yīng)；具體地說，其關(guān)鍵在于，在修復(fù)硅蝕刻后界面的損傷的工藝的高溫制程中，未摻雜多晶硅層3的氧化速度比摻雜多晶硅層4慢，這樣就緩解了微笑效應(yīng)，使得柵氧從邊上到中間能夠保持一個(gè)厚度(厚度均勻)。雖然以P元素作為摻雜元素描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體應(yīng)用采用其它摻雜元素和摻雜氣體。可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)，其特征在于包括襯底、布置在所述襯底上的柵極氧化層、布置在所述柵極氧化層上的未摻雜多晶硅層、以及布置在所述未摻雜多晶硅層上的摻雜多晶硅層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)，其特征在于所述摻雜多晶硅層的摻雜元素為P。
3.一種自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于包括 柵極氧化層形成步驟，用于在襯底上形成柵極氧化層；未摻雜多晶硅層形成步驟，用于在布置了柵極氧化層的襯底上生長(zhǎng)一層未摻雜多晶硅層；執(zhí)行摻雜多晶硅層形成步驟，用于在未摻雜多晶硅層上形成摻雜多晶硅層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述摻雜多晶硅層的摻雜元素為P。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于還包括通過高溫氧化，修復(fù)硅蝕刻后界面的損傷。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明的自對(duì)準(zhǔn)閃存中的浮柵結(jié)構(gòu)包括襯底、布置在所述襯底上的柵極氧化層、布置在所述柵極氧化層上的未摻雜多晶硅層、以及布置在所述未摻雜多晶硅層上的摻雜多晶硅層。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和方法，在修復(fù)硅蝕刻后界面的損傷的工藝的高溫制程中，未摻雜多晶硅層的氧化速度比摻雜多晶硅層慢，這樣就緩解了微笑效應(yīng)。
文檔編號(hào)H01L29/423GK102394243SQ201110341960
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者張 雄 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司