本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件及其制作方法、電子裝置。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體制程技術(shù)的發(fā)展，在存儲(chǔ)裝置方面已開(kāi)發(fā)出存取速度較快的快閃存儲(chǔ)器(flashmemory)?？扉W存儲(chǔ)器具有可多次進(jìn)行信息的存入、讀取和擦除等動(dòng)作，且存入的信息在斷電后也不會(huì)消失的特性，因此，快閃存儲(chǔ)器已成為個(gè)人電腦和電子設(shè)備所廣泛采用的一種非易失性存儲(chǔ)器。而nand(與非門(mén))快閃存儲(chǔ)器由于具有大存儲(chǔ)容量和相對(duì)高的性能，廣泛用于讀/寫(xiě)要求較高的領(lǐng)域。近來(lái)，nand快閃存儲(chǔ)器芯片的容量已經(jīng)達(dá)到2gb，并且尺寸迅速增加。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出基于nand快閃存儲(chǔ)器芯片的固態(tài)硬盤(pán)，并在便攜計(jì)算機(jī)中用作存儲(chǔ)設(shè)備。因此，近年來(lái)，nand快閃存儲(chǔ)器廣泛用作嵌入式系統(tǒng)中的存儲(chǔ)設(shè)備，也用作個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)設(shè)備。

對(duì)于3xnm(例如，32nm)以下的nand存儲(chǔ)單元(nandcell)，外圍區(qū)域有源區(qū)側(cè)墻sti(淺溝槽隔離結(jié)構(gòu))的性能對(duì)于接下來(lái)的工藝非常重要，而目前的nand存儲(chǔ)單元的開(kāi)口工藝發(fā)現(xiàn)側(cè)墻出現(xiàn)缺角(devoit)，這種缺角會(huì)導(dǎo)致控制柵刻蝕存在多晶硅殘余，進(jìn)而導(dǎo)致浮柵和控制柵短路。

因此，有必要提出一種新的制作方法，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不 意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

為了克服目前存在的問(wèn)題，本發(fā)明一方面提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，該方法包括：提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有柵極材料層和硬掩膜層，在所述半導(dǎo)體襯底、柵極材料層和硬掩膜層中形成有溝槽，在所述溝槽的側(cè)壁上形成有襯墊氧化層，在所述溝槽中填充有隔離層；去除所述硬掩膜層；在所述半導(dǎo)體襯底上形成附加氧化層，所述附加氧化層包括位于所述柵極材料層之上的部分和位于所述溝槽側(cè)壁上的部分；去除所述附加氧化層位于所述柵極材料層之上的部分。

示例性地，通過(guò)濕法刻蝕去除所述硬掩膜層。

示例性地，所述附加氧化層通過(guò)化學(xué)氣相沉積法或熱氧化法形成。

示例性地，通過(guò)干法刻蝕或濕法刻蝕去除所述附加氧化層位于所述柵極材料層之上的部分。

示例性地，所述半導(dǎo)體器件為nand存儲(chǔ)單元。

示例性地，所述柵極材料層為浮柵材料層。

本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制作方法，通過(guò)在去除硬掩膜層之后，在半導(dǎo)體襯底之上形成附加氧化層，該附加氧化層可以填充去除硬掩膜層時(shí)在sti結(jié)構(gòu)中形成的缺角，從而避免后續(xù)控制柵刻蝕產(chǎn)生多晶硅殘余而導(dǎo)致控制柵和浮柵短路。

本發(fā)明另一方面提供一種采用上述方法制作的半導(dǎo)體器件包括：半導(dǎo)體襯底，位于所述半導(dǎo)體襯底上的柵極材料層，位于所述半導(dǎo)體襯底、柵極材料層中的溝槽，位于所述溝槽的底部和側(cè)壁上的襯墊氧化層，位于所述溝槽側(cè)壁頂部上的附加氧化層，以及位于所述溝槽中并被所述襯墊氧化層和所述附加氧化層環(huán)繞包圍的隔離層。

示例性地，所述半導(dǎo)體器件為nand存儲(chǔ)單元。

示例性地，所述柵極材料層為浮柵材料層。

本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件，在用于形成隔離結(jié)構(gòu)的溝槽的側(cè)壁上形成有附加氧化層，該附加氧化層填充滿(mǎn)所述溝槽的缺角，從而防止后續(xù)進(jìn)行控制柵刻蝕時(shí)有多晶硅殘余，進(jìn)而導(dǎo)致控制柵/浮柵短路，因此具有更好的良品率。

本發(fā)明再一方面提供一種電子裝置，其包括上述半導(dǎo)體器件。

本發(fā)明提出的電子裝置，由于具有上述半導(dǎo)體器件，因而具有類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1a和圖1b示出了一種常規(guī)sti制作方法獲得器件的剖面示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制作方法的步驟流程圖；

圖3a～圖3d示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制作方法依次實(shí)施各步驟所獲得半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的電子裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開(kāi)徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。

應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q(chēng)為“在…上”、“與…相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱(chēng)為“直接在…上”、“與…直接相鄰”、“直接連接到” 或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀薄Ｒ虼?，示例性術(shù)語(yǔ)“在…下面”和“在…下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。

在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。

首先結(jié)合圖1a和圖1b來(lái)分析目前nand存儲(chǔ)單元制作工藝中外圍區(qū)域有源區(qū)側(cè)墻sti容易出現(xiàn)缺角的原因。

圖1a和圖1b示出了一種常規(guī)sti制作方法獲得器件的剖面示意圖。其中，圖1a為在nand存儲(chǔ)單元的外圍區(qū)域形成sti(淺溝槽隔離結(jié)構(gòu))時(shí)，當(dāng)填充完隔離氧化層并平坦化之后的器件剖面示意圖。

如圖1a所示，在半導(dǎo)體襯底100上形成有墊氧化層(padoxide)101、多晶硅層102、硬掩膜層103，在所述半導(dǎo)體襯底100、 墊氧化層(padoxide)101、多晶硅層102和硬掩膜層103中形成溝槽，并在所述溝槽的側(cè)壁上形成襯墊氧化層(linearoxide)104和填充所述溝槽的隔離層105，其中硬掩膜層103例性為氮化物，比如氮化硅，襯墊氧化層104為高溫氧化物(hto)，隔離層105為高深寬比熱氧化物(harp)，當(dāng)執(zhí)行完平坦化操作之后，接著執(zhí)行去除硬掩膜層103的步驟，一般采用磷酸溶液濕法去除硬掩膜層103，但是由于溫氧化物的濕法刻蝕速率(例如，為5:1)比高深寬比熱氧化物的濕法刻蝕速率(例如，為2：1)大很多，因此，在濕法去除硬掩膜層103時(shí)，也會(huì)去除溝槽側(cè)壁上的一部分襯墊氧化層104，從而造成外圍區(qū)域有源區(qū)側(cè)墻sti容易出現(xiàn)缺角，進(jìn)而導(dǎo)致控制柵刻蝕存在多晶硅殘余，并最終可能使浮柵和控制柵短路。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，用于制作nand快閃存儲(chǔ)器。

如圖2所示，該方法包括：

步驟201：提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有柵極材料和硬掩膜層，在所述半導(dǎo)體襯底、柵極材料層和硬掩膜層中形成有溝槽，在所述溝槽的側(cè)壁上形成有襯墊氧化層，在所述溝槽中填充有隔離層；

步驟202：去除所述硬掩膜層；

步驟s203：在所述半導(dǎo)體襯底上形成附加氧化層，所述附加氧化層包括位于所述柵極材料層之上的部分和位于所述溝槽側(cè)壁上的部分；

步驟s204：去除所述附加氧化層位于所述柵極材料層之上的部分。

本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制作方法，通過(guò)在去除硬掩膜層之后，在半導(dǎo)體襯底之上形成附加氧化層，該附加氧化層可以填充去除硬掩膜層時(shí)在sti結(jié)構(gòu)中形成的缺角，從而避免后續(xù)控制柵刻蝕產(chǎn)生多晶硅殘余而導(dǎo)致控制柵和浮柵短路。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)及步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

實(shí)施例一

下面將圖3a～圖3d對(duì)本發(fā)明一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制作方法做詳細(xì)描述。

首先如圖3a所示，提供半導(dǎo)體襯底300，在所述半導(dǎo)體襯底300上形成墊氧化層301、柵極材料層302和硬掩膜層303，在所述半導(dǎo)體襯底300、墊氧化層301、多晶硅層302和硬掩膜層303中形成有溝槽，在所述溝槽的側(cè)壁上形成襯墊氧化層304，在所述溝槽中填充有隔離層304。

其中，半導(dǎo)體襯底300可以是以下所提到的材料中的至少一種：si、ge、sige、sic、sigec、inas、gaas、inp或者其它iii/v化合物半導(dǎo)體，還包括這些半導(dǎo)體構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)等或者為絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)等。作為示例，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底300的構(gòu)成材料選用單晶硅。

sti(淺溝槽隔離結(jié)構(gòu))通過(guò)本領(lǐng)域常用方法形成，示例性性，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成包括下述步驟：在所述半導(dǎo)體襯底300上形成墊氧化層301，所述襯墊氧化層301示例性地為二氧化硅層，其通過(guò)熱氧化法形成，厚度為作為后續(xù)氮化硅層的應(yīng)力緩沖層；由于本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制作方法用于制作nand器件的外圍區(qū)域，因此，在所述襯墊氧化層301之上形成還形成有柵極材料層302，其通過(guò)常規(guī)的cvd(化學(xué)氣相沉積法)形成，厚度為然后在柵極材料層302上形成硬掩膜層303，示例性硬掩膜層303為氮化硅層，其通過(guò)cvd方法形成，厚度為在后續(xù)sti隔離材料填充中保護(hù)有源區(qū)，并可作為后續(xù)cmp的阻擋層；刻蝕所述硬掩膜層303形成與sti結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的圖案，然后以硬掩膜層303為掩膜刻蝕柵極材料層302、墊氧化層(padoxide)301和半導(dǎo)體襯底300形成溝槽；在所述溝槽的側(cè)壁和底部上形成襯墊氧化層304，示例性地通過(guò)高溫氧化層形成襯墊氧化層304，作為后續(xù)隔離層填充時(shí)的生成層；在所述溝槽中填充隔離層305，比如硅的氧化物，然后執(zhí)行平坦化，去除所述隔離層305位于硬掩膜層303之上的部分，以形 成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

接著，如圖3b所示，去除所述硬掩膜層303。

示例性，在本實(shí)施例中，通過(guò)濕法刻蝕工藝去除硬掩膜層303，比如通過(guò)合適濃度的磷酸溶液去除硬掩膜層303，如前所述，由于襯墊氧化層304的濕法刻蝕速率較快，因而當(dāng)去除硬掩膜層303之后，位于硬掩膜層303之下的部分襯墊氧化層304也被去除，在sti結(jié)構(gòu)形成缺角。

接著，如圖3c所示，在所述半導(dǎo)體襯底上形成附加氧化層306，所述附加氧化層306包括位于所述柵極材料層302之上的部分和位于所述溝槽側(cè)壁上的部分。

示例性地，在本實(shí)施例中，通過(guò)硅烷加熱cvd工藝、加熱t(yī)eoscvdp工藝、pecvd、pe-teos等工藝或常規(guī)氧化工藝在所述柵極材料層302之上形成附加氧化層306，所述附加氧化層306可以填充sti結(jié)構(gòu)中存在的缺角，并且為了充分填充該缺角，附加氧化層306還覆蓋柵極材料層302的表面。

最后，如圖3d所示，去除附加氧化層306位于柵極材料層302之上的部分。

示例性，在本實(shí)施例中，通過(guò)干法刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝去除附加氧化層306位于柵極材料層302之上的部分，由于附加氧化層306的刻蝕數(shù)量一致，因而不會(huì)在sti結(jié)構(gòu)中形成缺角，而之前形成的缺角也因填充有附加氧化層而消失。

其中，濕法蝕刻工藝示例性地采用稀釋的氫氟酸(hf)，所述干法蝕刻工藝包括但不限于：反應(yīng)離子蝕刻(rie)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。所述干法蝕刻的源氣體可以包括cf4、chf3或其他碳氟化合物氣體。示例性，在本實(shí)施中，采用干法刻蝕工藝去除附加氧化層306位于柵極材料層302之上的部分，且作為示例，在本實(shí)施例中，所述蝕刻為干法蝕刻，所述干法蝕刻的工藝參數(shù)包括：蝕刻氣體包含cf4、chf3等氣體，其流量分別為50sccm～500sccm、 10sccm～100sccm，壓力為2mtorr～50mtorr，其中，sccm代表立方厘米/分鐘，mtorr代表毫毫米汞柱。

至此，完成了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法實(shí)施的工藝步驟，可以理解的是，本實(shí)施例半導(dǎo)體器件制作方法不僅包括上述步驟，在上述步驟之前、之中或之后還可包括其他需要的步驟，比如外圍區(qū)的控制柵/浮柵的刻蝕、nand器件存儲(chǔ)區(qū)(cell)的制作，其都包括在本實(shí)施制作方法的范圍內(nèi)。

可以理解的是，本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件的制造方法，不僅可以用于nand速存儲(chǔ)器器件，而且可以用于制作其他容易在sti中出現(xiàn)側(cè)墻缺角的器件。

本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法通過(guò)在去除硬掩膜層之后，在半導(dǎo)體襯底之上形成附加氧化層，該附加氧化層可以填充去除硬掩膜層時(shí)在sti結(jié)構(gòu)中形成的缺角，從而避免后續(xù)控制柵刻蝕產(chǎn)生多晶硅殘余而導(dǎo)致控制柵和浮柵短路。

實(shí)施例二

本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件。

如圖4所示，該半導(dǎo)體器件包括：半導(dǎo)體襯底400，在所述半導(dǎo)體襯底400上的墊氧化層401和柵極材料層402，在所述半導(dǎo)體襯底400、墊氧化層401和柵極材料層402中形成的溝槽，在所述溝槽的側(cè)壁上形成的襯墊氧化層403和附加氧化層404，在所述溝槽中填充有隔離層405。

其中半導(dǎo)體襯底400可以是以下所提到的材料中的至少一種：si、ge、sige、sic、sigec、inas、gaas、inp或者其它iii/v化合物半導(dǎo)體，還包括這些半導(dǎo)體構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)等或者為絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)等。半導(dǎo)體襯底上可以形成有器件，例如nmos和/或pmos等。同樣，半導(dǎo)體襯底中還可以形成有導(dǎo)電構(gòu)件，導(dǎo)電構(gòu)件可以是晶體管的柵極、源極或漏極，也可以是與晶體管電連接的金屬互連結(jié)構(gòu)，等等。在本實(shí)施例中，半 導(dǎo)體襯底400的構(gòu)成材料選用單晶硅。

本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，由于在用于形成隔離結(jié)構(gòu)的溝槽的側(cè)壁上形成有附加氧化層，該附加氧化層填充滿(mǎn)所述溝槽的缺角，從而防止后續(xù)進(jìn)行控制柵刻蝕時(shí)有多晶硅殘余，進(jìn)而導(dǎo)致控制柵/浮柵短路。

實(shí)施例三

本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例提供一種電子裝置，包括上述實(shí)施例二所述的半導(dǎo)體器件以及與所述半導(dǎo)體器件相連的電子組件。

其中，該電子組件，可以為分立器件、集成電路等任何電子組件。

本實(shí)施例的電子裝置，可以是手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、游戲機(jī)、電視機(jī)、vcd、dvd、導(dǎo)航儀、照相機(jī)、攝像機(jī)、錄音筆、mp3、mp4、psp等任何電子產(chǎn)品或設(shè)備，也可為任何包括該半導(dǎo)體器件的中間產(chǎn)品。

其中，圖5示出手機(jī)的示例。手機(jī)500的外部設(shè)置有包括在外殼501中的顯示部分502、操作按鈕503、外部連接端口504、揚(yáng)聲器505、話筒506等。

本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置，由于所包含的用于形成隔離結(jié)構(gòu)的溝槽的側(cè)壁上形成有附加氧化層，該附加氧化層填充滿(mǎn)所述溝槽的缺角，從而防止后續(xù)進(jìn)行控制柵刻蝕時(shí)有多晶硅殘余，進(jìn)而導(dǎo)致控制柵/浮柵短路，因此該電子裝置同樣具有類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以?xún)?nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍所界定。