半導(dǎo)體器件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種用于閃存中存儲區(qū)柵極側(cè)墻、高壓區(qū)柵極側(cè)墻和低壓區(qū)柵極制造的半導(dǎo)體器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非易失性存儲器(nonvolatile memory)例如閃存(flash),由于其可以多次存取和清除數(shù)據(jù)，早已廣泛應(yīng)用于各種電子裝置中。
[0003]隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，為了適應(yīng)半導(dǎo)體元器件集成度的提高以及降低制造成本和簡化工藝的要求,將存儲單元(Memory Cell)和外圍電路集成于同一襯底早已成為本領(lǐng)域中常用的flash生產(chǎn)制造手段。
[0004]由于閃存中，存儲單元和外圍電路是集成于同一襯底，所以在閃存的制造過程中，閃存中的各個(gè)功能區(qū)域都是針對同一襯底完成的，這樣便需要對各個(gè)功能區(qū)域的制造過程進(jìn)行優(yōu)化以進(jìn)一步簡化生產(chǎn)工藝和降低制造成本。
[0005]閃存中的主要區(qū)域包括有存儲區(qū)、高壓(HV, High Voltage)區(qū)和低壓(LV, LowVoltage)區(qū)，存儲區(qū)由存儲單元組成，高壓區(qū)和低壓區(qū)共同組成了閃存的外圍電路區(qū)域。其中，存儲區(qū)中柵極采用多層結(jié)構(gòu)以存儲數(shù)據(jù)，高壓區(qū)中柵極采用與存儲區(qū)中柵極相同的結(jié)構(gòu)，而低壓區(qū)中柵極采用單層結(jié)構(gòu)。
[0006]以下結(jié)合圖1至圖7，對閃存制造的標(biāo)準(zhǔn)流程中關(guān)于存儲區(qū)柵極側(cè)墻和高壓區(qū)柵極側(cè)墻的制造以及低壓區(qū)柵極的制造兩個(gè)過程的相關(guān)的步驟介紹如下。
[0007]步驟a、如圖1所示，提供形成存儲區(qū)柵極側(cè)墻前產(chǎn)品，所述形成存儲區(qū)柵極側(cè)墻前產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)包括襯底1、存儲區(qū)柵極2、高壓區(qū)柵極3、低壓區(qū)氧化層41、低壓區(qū)多晶硅層42。
[0008]其中，存儲區(qū)柵極2為堆棧式柵極(Stack-Gate)結(jié)構(gòu)，包括依次以堆棧的方式形成于襯底I上的隧穿氧化層21、浮置柵極22、柵間介電層23和控制柵極24。
[0009]因?yàn)榕c低壓區(qū)相比，高壓區(qū)和存儲區(qū)需要相對較高的電壓，所以與低壓區(qū)相比，高壓區(qū)和存儲區(qū)中的柵氧化層(例如隧穿氧化層21)的厚度均相對較厚，因此在閃存的制造過程中，高壓區(qū)柵極3和存儲區(qū)柵極2是同時(shí)制備的，高壓區(qū)柵極3結(jié)構(gòu)和存儲區(qū)柵極2的結(jié)構(gòu)相同，包括依次以堆棧的方式形成于襯底I上的隧穿氧化層31、浮置柵極32、柵間介電層33和控制柵極34。關(guān)于存儲區(qū)柵極2和高壓區(qū)柵極3的制備，為本領(lǐng)域公知技術(shù)，此處不再贅述。
[0010]低壓區(qū)氧化層41和低壓區(qū)多晶硅層42依次堆疊于襯底I上，用以形成低壓區(qū)柵極。低壓區(qū)氧化層41和低壓區(qū)多晶硅層42的制備為本領(lǐng)域公知技術(shù)，此處不再贅述。
[0011]另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，襯底I中還具有用于隔離半導(dǎo)體器件的隔離結(jié)構(gòu)，如STKShallow Trench Isolat1n,淺溝道隔離)。本發(fā)明中，為簡化示意,各附圖均未示出，但隔離結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域常用技術(shù)手段，本領(lǐng)域技術(shù)人員可依據(jù)電路設(shè)計(jì)和半導(dǎo)體器件在襯底I中的分布而在襯底I中對隔離結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)布置和制備。
[0012]步驟b、在圖1所示的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表面沉積犧牲氧化層5，以覆蓋所述存儲區(qū)柵極2的表面和側(cè)壁、覆蓋所述高壓區(qū)柵極3的表面和側(cè)壁、覆蓋所述低壓區(qū)多晶硅層42的表面和側(cè)壁、覆蓋襯底I表面，如圖2所示。
[0013]步驟C、對所述犧牲氧化層5進(jìn)行定向刻蝕，以去掉所述存儲區(qū)柵極2、高壓區(qū)柵極3、低壓區(qū)多晶硅層42和襯底I表面的犧牲氧化層5，存留于存儲區(qū)柵極2的側(cè)壁和高壓區(qū)柵極3的側(cè)壁的犧牲氧化層5分別形成存儲區(qū)柵極側(cè)墻25和高壓區(qū)柵極側(cè)墻35，如圖3所
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[0014]步驟d、在圖3所示的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表面沉積高溫氧化膜(ΗΤ0, High TemperatureOxide) 6,形成如圖4所示結(jié)構(gòu)。
[0015]步驟e、在圖4所示產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表面涂覆光刻膠7，對所述光刻膠7進(jìn)行針對低壓區(qū)柵極的圖案化，以形成覆蓋整個(gè)存儲區(qū)、覆蓋整個(gè)高壓區(qū)以及覆蓋部分低壓區(qū)的光刻膠7，如圖5所示。低壓區(qū)中，被圖案化的光刻膠7所覆蓋的多晶硅層42為形成低壓區(qū)柵極的部分。
[0016]步驟f、以圖案化后的光刻膠7為掩膜對高溫氧化膜6進(jìn)行刻蝕，之后去除所述光刻膠7，形成如圖6所示的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
[0017]步驟g、以所述高溫氧化膜6為掩膜對低壓區(qū)多晶硅層42和低壓區(qū)氧化層41進(jìn)行刻蝕以形成低壓區(qū)柵極42a和低壓區(qū)柵極氧化層41a，之后去除所述高溫氧化膜6，如圖7所示。
[0018]在涂覆光刻膠之前本領(lǐng)域常用技術(shù)手段還包括有形成抗反射層的步驟，該抗反射層主要針對光刻膠的圖案化之用，在隨后的步驟中抗反射層會在隨后的步驟中順帶去除，在以后的說明中不在贊述。
[0019]經(jīng)過上述各步驟，便完成了存儲區(qū)柵極側(cè)墻25和高壓區(qū)柵極側(cè)墻35以及低壓區(qū)柵極42a的制造。
[0020]從上述過程可以看出，在閃存制造的標(biāo)準(zhǔn)流程中，存儲區(qū)柵極側(cè)墻25和高壓區(qū)柵極側(cè)墻35的制造過程和低壓區(qū)柵極42a的制造過程是各自分開、先后相鄰、并且是分別針對不同區(qū)域進(jìn)行操作的兩個(gè)步驟，整個(gè)過程需要進(jìn)行多次沉積和刻蝕才能完成，步驟較為繁瑣。所以，對于閃存制造中關(guān)于存儲區(qū)柵極側(cè)墻和高壓區(qū)柵極側(cè)墻的制造過程還有待進(jìn)一步優(yōu)化，以減少操作步驟以提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]有鑒于此，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，以簡化閃存中存儲區(qū)柵極側(cè)墻、高壓區(qū)柵極側(cè)墻和低壓區(qū)柵極的制造過程，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。
[0022]本申請的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0023]一種半導(dǎo)體器件的制造方法，用于閃存中存儲區(qū)柵極側(cè)墻、高壓區(qū)柵極側(cè)墻和低壓區(qū)柵極的制造，所述方法包括:
[0024]提供形成存儲區(qū)柵極側(cè)墻前產(chǎn)品，所述形成存儲區(qū)柵極側(cè)墻前產(chǎn)品包括襯底、形成于所述襯底上的存儲區(qū)柵極、形成于所述襯底上的高壓區(qū)柵極、形成于所述襯底上的低壓區(qū)氧化層、以及形成于所述低壓區(qū)氧化層上的低壓區(qū)多晶硅層；
[0025]在所述形成存儲區(qū)柵極側(cè)墻前產(chǎn)品表面沉積犧牲氧化層，以覆蓋所述存儲區(qū)柵極的頂面和側(cè)壁、覆蓋所述高壓區(qū)柵極的頂面和側(cè)壁、覆蓋所述低壓區(qū)多晶硅層的頂面和側(cè)壁、以及覆蓋所述襯底的表面；
[0026]在所述犧牲氧化層上涂覆光刻膠，對所述光刻膠進(jìn)行針對低壓區(qū)柵極的圖案化，以形成覆蓋整個(gè)存儲區(qū)、覆蓋整個(gè)高壓區(qū)以及覆蓋部分低壓區(qū)的光刻膠；
[0027]以圖案化后的光刻膠為掩膜對所述犧牲氧化層和部分低壓區(qū)多晶硅層進(jìn)行刻蝕，使得被刻蝕部分的低壓區(qū)多晶硅層頂面低于未被刻蝕部分的低壓區(qū)多晶硅層頂面，之后去除所述光刻膠；
[0028]對去除所述光刻膠之后的產(chǎn)品表面進(jìn)行刻蝕，以同步去除覆蓋于所述存儲區(qū)柵極頂面的犧牲氧化層、覆蓋于所述高壓區(qū)柵極頂面的犧牲氧化層、覆蓋于所述襯底表面的犧牲氧化層、所述被刻蝕部分的低壓區(qū)多晶硅層、以及所述被刻蝕部分的低壓區(qū)多晶硅層之下的低壓區(qū)氧化層，使得保留于所述存儲區(qū)柵極側(cè)壁的犧牲氧化層形成存儲區(qū)柵極側(cè)墻，使得保留于所述高壓區(qū)柵極側(cè)壁的犧牲氧化層形成高壓區(qū)柵極側(cè)墻，使得保留于所述襯底表面的低壓區(qū)氧化層形成低壓區(qū)柵極氧化層，使得保留于所述低壓區(qū)柵極氧化層上的低壓區(qū)多晶硅層形成低壓區(qū)柵極。
[0029]進(jìn)一步，所述存儲區(qū)柵極為堆棧式柵極結(jié)構(gòu)，包括依次以堆棧的方式形成于襯底上的隧穿氧化層、浮置柵極、柵間介電層和控制柵極。
[0030]進(jìn)一步，所述高壓區(qū)柵極為堆棧式柵極結(jié)構(gòu)，包括依次以堆棧的方式形成于襯底上的隧穿氧化層、浮置柵極、柵間介電層和控制柵極。
[0031]進(jìn)一步，所述襯底中具有用于隔離半導(dǎo)體器件的隔離結(jié)構(gòu)。
[0032]進(jìn)一步，在所述形成存儲區(qū)柵極側(cè)墻前產(chǎn)品表面沉積犧牲氧化層，包括:
[0033]米用化學(xué)氣相沉積CVD、低壓化學(xué)氣相沉積LPCVD或者原子層沉積ALD的方法,在所述形成存儲區(qū)柵極側(cè)墻前產(chǎn)品表面沉積氧化層，所述犧牲氧化層的厚度為100?500埃。
[0034]進(jìn)一步，以圖案化后的光刻膠為掩膜對所述犧牲氧化層和部分低壓區(qū)多晶硅層進(jìn)行刻蝕，包括:
[0035]采用干法蝕刻方法，對所述犧牲氧化層和部分低壓區(qū)多晶硅層進(jìn)行刻蝕，刻蝕后的部分低壓區(qū)多晶硅層頂面低于未被刻蝕部分的低壓區(qū)多晶硅層頂面500?1000埃。
[0036]進(jìn)一步，對去除所述光刻膠之后的產(chǎn)品表面進(jìn)行刻蝕，包括:
[0037]采用干法蝕刻的方法，對去除所述光刻膠之后的產(chǎn)品表面進(jìn)行刻蝕。
[0038]進(jìn)一步，對去除所述光刻膠之后的產(chǎn)品表面進(jìn)行刻蝕，包括:
[0039]刻蝕低壓區(qū)多晶硅層表面的部分犧牲氧化層；
[0040]刻蝕低壓區(qū)多晶硅層，以形成低壓區(qū)柵極，同時(shí)對存儲區(qū)柵極側(cè)墻和高壓區(qū)柵極側(cè)墻部分進(jìn)行部分過刻蝕，以同時(shí)形成低壓區(qū)柵極和存儲區(qū)柵極側(cè)墻和高壓區(qū)柵極側(cè)墻。
[0041]進(jìn)一步，刻蝕低壓區(qū)多晶硅層表面的部分犧牲氧化層，包括:采用CF4、CHF3> CH2F2或者C2F6氣體對犧牲氧化層材料進(jìn)行刻蝕，刻蝕量為150?300埃。