快閃記憶體儲器的製造方法
2023-05-24 01:56:21 2
專利名稱：快閃記憶體儲器的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體製造方法，尤其涉及一種快閃記憶體儲器的製造方法。
背景技術：
快閃記憶體儲器由浮柵和其上的控制柵組成。在控制柵的作用下，電子穿過柵氧，並截留於浮柵的多晶矽中，達到存儲電荷的目的。電子穿過柵氧的機理有兩種。一種以高能量的熱電子為機理，在源漏的高場能(10V-30V)的作用下，熱電子在靠近漏的地方注入浮柵，達到存儲電荷的目的。另一種以隧道效應為機理，當柵氧厚度小於10nm，柵氧兩側的電勢差可以使電子穿過柵氧，注入浮柵，達到存儲電荷的目的。
控制柵對溝道的控制是通過和浮柵耦合實現的，大的電容耦合係數使電容耦合過程快速、有效。可以使編程時間縮短，編程電壓降低，電荷存儲大。傳統的快閃記憶體儲器以大面積的多晶矽覆蓋在矽表面以達到足夠高的耦合係數，但是缺點是需要更大的矽表面積，不利於提高晶片的集成度。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種佔用較小的矽面積，電容耦合係數大的快閃記憶體儲器。
為解決上述技術問題，本發明所述的一種快閃記憶體儲器的製造方法，該快閃記憶體儲器以熱電子為機理，其特徵在於，包括以下步驟第一步，在矽基板內挖出深溝槽；第二步，在溝槽內注入井和源漏；第三步，氧化溝槽的表面以作為柵氧；第四步，將浮柵的多晶矽沉積於溝槽中；第五步，在多晶矽表面形成電容介質膜；第六步，把控制柵的多晶矽填充於溝槽中；第七步，用化學機械拋光把矽基板表面的多晶矽磨去，化學機械拋光停止在矽基板表面的氧化矽上；第八步，將槽上半部分的填充物進行蝕刻；第九步，沉積側牆；第十步，再以多晶矽填充，化學機械拋光至矽基板表面。
為解決上述技術問題，本發明所述的一種快閃記憶體儲器的製造方法，該快閃記憶體儲器以隧道效應為機理，其特徵在於，包括以下步驟第一步，在矽基板內挖出深溝槽；第二步，在溝槽內注入井和源漏；第三步，氧化溝槽的表面以作為柵氧；第四步，沉積多晶矽或氮化膜在柵氧上；第五步，把槽上部分的多晶矽或氮化膜蝕刻，使上部分柵氧暴露出來；第六步，用氫氟酸腐蝕一定的時間，使柵氧厚度減薄為2nm-10nm，作為隧道效應的柵氧；第七步，浮柵的多晶矽沉積於溝槽中；第八步，沉積浮柵和控制柵之間的電容介質；第九步，把控制柵的多晶矽填充於溝槽中；第十步，用化學機械拋光把矽基板表面的多晶矽磨去，化學機械拋光停止在矽基板表面的氧化矽上；第十一步，把槽上半部分的填充物進行蝕刻；第十二步，沉積側牆；第十三步，再以多晶矽填充，化學機械拋光至矽基板表面。
本發明一種快閃記憶體儲器的製造方法將快閃記憶體儲器做在矽基板中，形成立體的溝道和耦合電容，使佔用的矽表面積保持最小的同時可以增大電容耦合係數。
圖1是本發明以熱電子為機理的快閃記憶體儲器製造方法流程圖；圖2是本發明以隧道效應為機理的快閃記憶體儲器製造方法流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，製造以熱電子為機理的快閃記憶體儲器。首先在矽基板上用等離子體幹刻的辦法刻出深溝槽，槽深300nm-600nm，然後用高能離子注入或者氣相摻雜的方法，形成井，然後做源和漏的注入。溝槽的矽表面被氧化以作為柵氧，厚度為2nm-50nm。然後於溝槽中沉積浮柵的多晶矽，為保證此多晶矽可以很貼切的沿著溝槽成長，該多晶矽的厚度不能太厚，最好在10nm-200nm。對多晶矽表面依此進行氧化，再氮化，再氧化，形成氧化膜-氮化膜-氧化膜的電容介質膜，氧化膜-氮化膜-氧化膜的電容介質膜的膜厚為5nm-50nm。然後沉積控制柵的多晶矽，多晶矽可以很好地把整個槽填滿。再用化學機械拋光把矽基板表面的多晶矽磨去，化學機械拋光停止在矽基板表面的氧化矽上。為在源漏邊形成側牆，用等離子幹刻的方法把槽上半部分的填充物進行蝕刻，挖空上半部分的槽。然後用氧化矽或氮化矽沉積側牆，再進行蝕刻。再以多晶矽填充，對多餘的多晶矽進行化學機械拋光至矽基板表面。
如圖2所示，以隧道效應為機理的快閃記憶體儲器，需要在柵氧開出一個厚度小於10nm的窗口，窗口必須和源漏重合，這樣電子才可以從源漏穿過窗口的柵氧，並在浮柵內轉移到柵氧較厚的地方。為了實現這個窗口，用犧牲多晶矽或氮化膜的方法。首先首先沉積多晶矽或氮化膜在柵氧上，再以等離子體幹刻把槽上部分的多晶矽或氮化膜蝕刻，這樣上部分的柵氧暴露出來，然後用氫氟酸腐蝕一定的時間，使柵氧厚度減薄為2nm-10nm。而槽下部分的柵氧被多晶矽或氮化膜保護，維持原有的柵氧厚度。窗口開好後，然後於溝槽中沉積浮柵的多晶矽，為保證此多晶矽可以很貼切的沿著溝槽成長，該多晶矽的厚度不能太厚，最好在10nm-200nm。對多晶矽表面先氧化，再氮化，再氧化，形成氧化膜-氮化膜-氧化膜的電容介質膜，電容介質膜的膜厚為5nm-50nm。然後沉積控制柵的多晶矽，多晶矽可以很好地把整個槽填滿。再用化學機械拋光把矽基板表面的多晶矽磨去，化學機械拋光停止在矽基板表面的氧化矽上。為在源漏邊形成側牆，用等離子幹刻的方法把槽上半部分的填充物進行蝕刻，挖空上半部分的槽。然後用氧化矽或氮化矽沉積側牆，再進行蝕刻。再以多晶矽填充，化學機械拋光至矽基板表面。
權利要求
1.一種快閃記憶體儲器的製造方法，該快閃記憶體儲器以熱電子為機理，其特徵在於，包括以下步驟第一步，在矽基板內挖出深溝槽；第二步，在溝槽內注入井和源漏；第三步，氧化溝槽的表面以作為柵氧；第四步，將浮柵的多晶矽沉積於溝槽中；第五步，在多晶矽表面形成電容介質膜；第六步，把控制柵的多晶矽填充於溝槽中；第七步，用化學機械拋光把矽基板表面的多晶矽磨去，化學機械拋光停止在矽基板表面的氧化矽上；第八步，將槽上半部分的填充物進行蝕刻；第九步，沉積側牆；第十步，再以多晶矽填充，化學機械拋光至矽基板表面。
2.如權利要求1所述的快閃記憶體儲器的製造方法，其特徵在於，所述的第五步中的電容介質膜為氧化膜-氮化膜-氧化膜的電容介質膜，是在多晶矽表面依次進行氧化、氮化、氧化形成的。
3.如權利要求1所述的快閃記憶體儲器的製造方法，其特徵在於，所述的第八步採取等離子幹刻的方法的進行蝕刻。
4.如權利要求1所述的快閃記憶體儲器的製造方法，其特徵在於，所述的第九步中沉積側牆的材料為氧化矽或氮化矽。
5.一種快閃記憶體儲器的製造方法，該快閃記憶體儲器以隧道效應為機理，其特徵在於，包括以下步驟第一步，在矽基板內挖出深溝槽；第二步，在溝槽內注入井和源漏；第三步，氧化溝槽的表面以作為柵氧；第四步，沉積多晶矽或氮化膜在柵氧上；第五步，把槽上部分的多晶矽或氮化膜蝕刻，使上部分柵氧暴露出來；第六步，用氫氟酸腐蝕一定的時間，使柵氧厚度減薄為2nm-10nm，作為隧道效應的柵氧；第七步，浮柵的多晶矽沉積於溝槽中；第八步，沉積浮柵和控制柵之間的電容介質；第九步，把控制柵的多晶矽填充於溝槽中；第十步，用化學機械拋光把矽基板表面的多晶矽磨去，化學機械拋光停止在矽基板表面的氧化矽上；第十一步，把槽上半部分的填充物進行蝕刻；第十二步，沉積側牆；第十三步，再以多晶矽填充，化學機械拋光至矽基板表面。
6.如權利要求5所述的快閃記憶體儲器的製造方法，其特徵在於，所述的第五步採取等離子幹刻的方法的進行蝕刻。
7.如權利要求5所述的快閃記憶體儲器的製造方法，其特徵在於，所述的第八步中的電容介質膜為氧化膜-氮化膜-氧化膜的電容介質膜，是在多晶矽表面依次進行氧化、氮化、氧化形成的。
8.如權利要求5所述的快閃記憶體儲器的製造方法，其特徵在於，所述的第十一步採取等離子幹刻的方法的進行蝕刻。
9.如權利要求1所述的快閃記憶體儲器的製造方法，其特徵在於，所述的第十二步中沉積側牆的材料為氧化矽或氮化矽。
全文摘要
本發明公開了一種快閃記憶體儲器的製造方法。在矽基板內挖出深溝槽，在溝槽內注入井和源漏。氧化溝槽的表面以作為柵氧，浮柵的多晶矽沉積於溝槽中。浮柵和控制柵間的電容介質膜採用氧化膜－氮化膜－氧化膜結構。然後再把控制柵的多晶矽填充於溝槽中，這樣就形成了立體的電晶體溝道。利用溝槽的深度來增大電容極板的有效接觸面積，可以在佔用的矽表面積保持最小的同時可以增大電容耦合係數。
文檔編號H01L21/70GK1787206SQ20041008923
公開日2006年6月14日 申請日期2004年12月8日 優先權日2004年12月8日
發明者燕健碩 申請人:上海華虹Nec電子有限公司