本發(fā)明屬于集成電路制造領(lǐng)域，涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法。

背景技術(shù)：

nand-flash內(nèi)存是flash內(nèi)存的一種，其內(nèi)部采用非線性宏單元模式，為固態(tài)大容量?jī)?nèi)存的實(shí)現(xiàn)提供了廉價(jià)有效的解決方案。nand-flash存儲(chǔ)器具有容量較大，改寫速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，因而在業(yè)界得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，如嵌入式產(chǎn)品中包括數(shù)碼相機(jī)、mp3隨身聽(tīng)記憶卡、體積小巧的u盤等。

目前，38nmnand-flash因?yàn)楸旧碇瞥痰脑?，控制柵環(huán)(cgloop)遭受隆起缺陷(bumpdefect)問(wèn)題。首先，因?yàn)楸旧碇瞥痰脑颍刂茤怒h(huán)中，“p”(磷)的摻雜濃度特別高，且“p”的摻雜濃度不能降低，從而“p”會(huì)不斷地析出到表面，并聚集在一起形成隆起缺陷；目前不能阻止“p”的析出；隆起缺陷本身對(duì)cp測(cè)試(circuitprobe，封裝前晶圓級(jí)別芯片測(cè)試)沒(méi)有影響，但是會(huì)影響后續(xù)的光刻層(photolayer)。其次，nandflash最關(guān)鍵的部分就是存儲(chǔ)單元，隆起缺陷會(huì)影響photo曝光產(chǎn)生散焦(defocus)，單元(cell)區(qū)的線散焦(linedefocus)將直接導(dǎo)致存儲(chǔ)總量的減少。第三，大量的隆起缺陷會(huì)掩蓋住doi缺陷的判斷；因?yàn)槁∑鹑毕萏?，在缺陷檢查(defectreview)和缺陷判斷時(shí)，真正關(guān)心的缺陷會(huì)被掩蓋住，導(dǎo)致誤判斷。

如圖1所示，顯示為隆起缺陷的示意圖。圖2、圖3及圖4均顯示為由于隆起缺陷對(duì)后續(xù)光刻曝光產(chǎn)生影響導(dǎo)致線散焦的示意圖。

此外，如圖5所示，顯示為下層多晶硅101與上層多晶硅中102形成有隆起缺陷103的示意圖。下層多晶硅“p”析出形成的隆起缺陷同樣會(huì)對(duì)上層多晶硅的表面造成影響，即使通過(guò)返工(rework)也無(wú)法去除。而上層多晶硅“p”析出形成的表面隆起缺陷雖然可以用濕法腐蝕去除，但是會(huì)影響產(chǎn)能。

因此，如何提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，以避免因?yàn)槁∑鹑毕菟斐傻木€散焦，減少不必要的返工，提高產(chǎn)品的存儲(chǔ)量，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)重要技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中隆起缺陷對(duì)后續(xù)工藝造成不良影響的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下步驟：

s1：提供一基底，在所述基底上形成磷摻雜的第一多晶硅層；

s2：在所述第一多晶硅層表面形成非摻雜多晶硅層；

s3：在所述非摻雜多晶硅層表面形成磷摻雜的第二多晶硅層；

s4：進(jìn)行退火，使得所述第一多晶硅層及第二多晶硅層中的部分磷擴(kuò)散到所述非摻雜多晶硅層中。

可選地，還包括步驟s5：采用臭氧清潔法清洗所述第二多晶硅層表面。

可選地，在形成所述第一多晶硅層的后期停止磷摻雜，得到所述非摻雜多晶硅層。

可選地，所述退火的溫度范圍是700～1500℃，退火時(shí)間范圍是30～90分鐘。

可選地，所述非摻雜多晶硅層的厚度為所述第一多晶硅層厚度的0.5％-5％。

可選地，所述第一多晶硅層與第二多晶硅層的磷摻雜濃度相同。

可選地，所述基底包括若干由淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)隔離的有源區(qū)。

可選地，所述基底表面形成有若干與所述有源區(qū)相對(duì)應(yīng)的浮柵結(jié)構(gòu)；所述第一多晶硅層填充進(jìn)相鄰浮柵結(jié)構(gòu)之間的間隙，且所述第一多晶硅層上表面高于所述浮柵結(jié)構(gòu)上表面。

可選地，所述浮柵結(jié)構(gòu)與所述第一多晶硅層之間形成有ono層。

可選地，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括單元區(qū)及外圍區(qū)；所述第一多晶硅層中形成有暴露所述外圍區(qū)中浮柵結(jié)構(gòu)上表面的通孔，所述第二多晶硅層填充進(jìn)所述通孔中，并與所述外圍區(qū)中的浮柵結(jié)構(gòu)相連。

如上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，具有以下有益效果：本發(fā)明在形成磷摻雜的雙層多晶硅時(shí)，首先依次形成磷摻雜的第一多晶硅層、非摻雜多晶硅層及磷摻雜的第二多晶硅層，得到dud結(jié)構(gòu)；然后進(jìn)行退火，使得所述第一多晶硅層及第二多晶硅層中的部分磷擴(kuò)散到所述非摻雜多晶硅層中，形成完整的dd結(jié)構(gòu)。其中，所述非摻雜多晶硅層可通過(guò)在形成所述第一多晶硅層的后期停止磷摻雜得到，工藝簡(jiǎn)單易行。所述非摻雜多晶硅層可以有效阻擋所述第一多晶硅層中磷的析出，從而避免隆起缺陷的形成，有效降低第一多晶硅層與第二多晶硅層界面處或內(nèi)部隆起缺陷的產(chǎn)生概率。此外，本發(fā)明可在形成所述第二多晶硅層后，采用臭氧清潔法清洗所述第二多晶硅層表面。臭氧清洗不僅可以替代傳統(tǒng)制程中噴水清洗以去除表面灰塵等污染物的作用，還可氧化所述第二多晶硅層表面的缺陷，并在所述第二多晶硅層表面形成一層薄的氧化物(5-50埃)，進(jìn)一步阻擋所述第二多晶硅層表面磷的析出，降低所述第二多晶硅層表面隆起缺陷的產(chǎn)生概率。且該氧化層的存在可以延長(zhǎng)工藝轉(zhuǎn)換時(shí)間，使得在制程中可以去除q-time管控，減輕制造部派貨壓力，提高生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中隆起缺陷的示意圖。

圖2-圖4顯示為現(xiàn)有技術(shù)中由于隆起缺陷對(duì)后續(xù)光刻曝光產(chǎn)生影響導(dǎo)致線散焦的示意圖。

圖5顯示為現(xiàn)有技術(shù)中下層多晶硅與上層多晶硅中形成有隆起缺陷的示意圖。

圖6顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法的工藝流程圖。

圖7顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法中在基底上形成磷摻雜的第一多晶硅層的示意圖。

圖8顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法中在所述第一多晶硅層表面形成非摻雜多晶硅層的示意圖。

圖9顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法中在所述非摻雜多晶硅層表面形成磷摻雜的第二多晶硅層的示意圖。

圖10顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法中進(jìn)行退火，使得所述第一多晶硅層及第二多晶硅層中的部分磷擴(kuò)散到所述非摻雜多晶硅層中的示意圖。

圖11顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法中當(dāng)所述基底包括單元區(qū)及外圍區(qū)時(shí)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

101下層多晶硅

102上層多晶硅

103隆起缺陷

s1～s4步驟

201第一多晶硅層

202淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)

203有源區(qū)

204，207浮柵結(jié)構(gòu)

205非摻雜多晶硅層

206第二多晶硅層

t第一多晶硅層的厚度

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖6至圖11。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法，請(qǐng)參閱圖6，顯示為該方法的工藝流程圖，包括如下步驟：

s1：提供一基底，在所述基底上形成磷摻雜的第一多晶硅層；

s2：在所述第一多晶硅層表面形成非摻雜多晶硅層；

s3：在所述非摻雜多晶硅層表面形成磷摻雜的第二多晶硅層；

s4：進(jìn)行退火，使得所述第一多晶硅層及第二多晶硅層中的部分磷擴(kuò)散到所述非摻雜多晶硅層中。

首先請(qǐng)參閱圖7，執(zhí)行步驟s1：提供一基底，在所述基底上形成磷摻雜的第一多晶硅層201。

具體的，所述基底包括但不限于硅、鍺、鍺硅、碳化硅、絕緣體上硅、絕緣體上鍺、iii-v族化合物等常規(guī)半導(dǎo)體襯底。作為示例，所述基底包括若干由淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)202隔離的有源區(qū)203。所述基底表面形成有若干與所述有源區(qū)203相對(duì)應(yīng)的浮柵結(jié)構(gòu)204。

作為示例，所述浮柵結(jié)構(gòu)204的主體成分為多晶硅，其底部形成有浮柵介質(zhì)層，例如二氧化硅層。所述浮柵結(jié)構(gòu)204與所述第一多晶硅層201之間形成有控制柵介質(zhì)層(未予圖示)，例如ono層(由氧化硅層-氮化硅層-氧化硅層構(gòu)成的三層堆疊結(jié)構(gòu))。

具體的，所述第一多晶硅層201一方面作為存儲(chǔ)器件控制柵的一部分，與控制柵介質(zhì)層之間具有良好的界面態(tài)；另一方面，所述第一多晶硅層201可以作為后續(xù)在部分區(qū)域控制柵介質(zhì)層中形成通孔時(shí)的掩模，采用所述第一多晶硅層201作為掩模，能夠防止采用其它材料的掩模在去除掩模時(shí)對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域的控制柵介質(zhì)層表面造成損傷，使得控制柵介質(zhì)層與后續(xù)形成的控制柵的界面態(tài)變差的問(wèn)題。

作為示例，采用化學(xué)氣相沉積法形成所述第一多晶硅層201，所述第一多晶硅層201填充滿相鄰浮柵結(jié)構(gòu)204之間的間隙，且所述第一多晶硅層201上表面高于所述浮柵結(jié)構(gòu)204上表面。

然后請(qǐng)參閱圖8，執(zhí)行步驟s2：在所述第一多晶硅層201表面形成非摻雜多晶硅層205。

具體的，所述非摻雜多晶硅層205可以有效阻擋所述第一多晶硅層201中磷的析出，從而避免隆起缺陷的形成，有效降低第一多晶硅層201與后續(xù)形成的第二多晶硅層206界面處或內(nèi)部隆起缺陷的產(chǎn)生概率。

作為示例，通過(guò)在形成所述第一多晶硅層201的后期停止磷摻雜，得到所述非摻雜多晶硅層205。這樣，所述非摻雜多晶硅層205可以與所述第一多晶硅層201一樣，在同一工藝腔體內(nèi)生長(zhǎng)，生長(zhǎng)過(guò)程也能無(wú)縫對(duì)接，使得工藝簡(jiǎn)單易行。

所述非摻雜多晶硅層205的厚度不宜太薄，否則無(wú)法起到良好的磷析出阻擋作用。所述非摻雜多晶硅層205的厚度也不宜太厚，否則后續(xù)退火過(guò)程中擴(kuò)散進(jìn)入所述非摻雜多晶硅層205的磷濃度不夠，將影響存儲(chǔ)器件控制柵的性能。作為示例，所述非摻雜多晶硅層205的厚度為所述第一多晶硅層201厚度t的0.5％-5％。本實(shí)施例中，所述非摻雜多晶硅層205的厚度優(yōu)選為所述第一多晶硅層201厚度t的1％。

再請(qǐng)參閱圖9，執(zhí)行步驟s3：在所述非摻雜多晶硅層205表面形成磷摻雜的第二多晶硅層206。

具體的，所述控制柵介質(zhì)層上的第一多晶硅層201與第二多晶硅層206構(gòu)成存儲(chǔ)器件的控制柵。

作為示例，采用化學(xué)氣相沉積法形成所述第二多晶硅層206，且所述第二多晶硅層206與所述第一多晶硅層201的磷摻雜濃度相同。由于所述非摻雜多晶硅層205的阻擋作用，避免了所述第一多晶硅層201表面隆起缺陷的產(chǎn)生，因而所述第二多晶硅層206的生長(zhǎng)不受影響。

至此，形成了由所述磷摻雜的第一多晶硅層201、非摻雜多晶硅層205及磷摻雜的第二多晶硅層206構(gòu)成的dud(doped-undoped-doped)結(jié)構(gòu)。

最后請(qǐng)參閱圖10，執(zhí)行步驟s4：進(jìn)行退火，使得所述第一多晶硅層201及第二多晶硅層206中的部分磷擴(kuò)散到所述非摻雜多晶硅層205中。

具體的，退火的作用是使上述dud結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閐d(doped-doped)結(jié)構(gòu)，形成正常的控制柵。作為示例，所述退火的溫度范圍是700～1500℃，退火時(shí)間范圍是30～90分鐘。

至此，本發(fā)明形成了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其可應(yīng)用于存儲(chǔ)器件中或其它器件中。作為示例，如圖11所示，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括單元區(qū)及外圍區(qū)；所述第一多晶硅層201中形成有暴露所述外圍區(qū)中浮柵結(jié)構(gòu)207上表面的通孔，所述第二多晶硅層206填充進(jìn)所述通孔中，并與所述外圍區(qū)中的浮柵結(jié)構(gòu)207相連。

需要指出的是，由于經(jīng)過(guò)退火步驟，所述非摻雜多晶硅層205已經(jīng)消失(轉(zhuǎn)變?yōu)榱讚诫s的多晶硅層)，因此圖11中未再示出所述非摻雜多晶硅層205。

本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法可以有效阻擋所述第一多晶硅層中磷的析出，從而避免隆起缺陷的形成，有效降低第一多晶硅層與第二多晶硅層界面處或內(nèi)部隆起缺陷的產(chǎn)生概率。

此外，本發(fā)明還可以進(jìn)一步包括步驟s5：采用臭氧清潔法清洗所述第二多晶硅層206表面。

具體的，臭氧清洗不僅可以替代傳統(tǒng)制程中噴水清洗(scrubber)以去除表面灰塵等污染物的作用，還可氧化所述第二多晶硅層206表面的缺陷，并在所述第二多晶硅層206表面形成一層薄的氧化物(5-50埃)，進(jìn)一步阻擋所述第二多晶硅層206表面磷的析出，降低所述第二多晶硅層206表面隆起缺陷的產(chǎn)生概率。由于第二多晶硅層表面磷析出減慢，使得工藝轉(zhuǎn)換時(shí)間可以延長(zhǎng)，從而使得在制程中可以去除q-time管控，減輕制造部派貨壓力，提高生產(chǎn)效率。

當(dāng)然，也可采用常規(guī)噴水清洗去除所述第二多晶硅層206表面的污染物，此處不應(yīng)過(guò)分限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

完成所述第二多晶硅層206的表面清洗后，可進(jìn)一步在所述第二多晶硅層206形成保護(hù)層，以在后續(xù)工藝中保護(hù)控制柵表面不被刻蝕。作為示例，所述保護(hù)層選用peox層，其中，peox是采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積(pecvd)法生長(zhǎng)的二氧化硅(sio2)薄膜，這種成膜方法的特點(diǎn)是有等離子體作為輔助能量，反應(yīng)真空度高(反應(yīng)氣壓低：4-5torr)，膜質(zhì)致密性較高。

綜上所述，本發(fā)明在形成磷摻雜的雙層多晶硅時(shí)，首先依次形成磷摻雜的第一多晶硅層、非摻雜多晶硅層及磷摻雜的第二多晶硅層，得到dud結(jié)構(gòu)；然后進(jìn)行退火，使得所述第一多晶硅層及第二多晶硅層中的部分磷擴(kuò)散到所述非摻雜多晶硅層中，形成完整的dd結(jié)構(gòu)。其中，所述非摻雜多晶硅層可通過(guò)在形成所述第一多晶硅層的后期停止磷摻雜得到，工藝簡(jiǎn)單易行。所述非摻雜多晶硅層可以有效阻擋所述第一多晶硅層中磷的析出，從而避免隆起缺陷的形成，有效降低第一多晶硅層與第二多晶硅層界面處或內(nèi)部隆起缺陷的產(chǎn)生概率。此外，本發(fā)明可在形成所述第二多晶硅層后，采用臭氧清潔法清洗所述第二多晶硅層表面。臭氧清洗不僅可以替代傳統(tǒng)制程中噴水清洗以去除表面灰塵等污染物的作用，還可氧化所述第二多晶硅層表面的缺陷，并在所述第二多晶硅層表面形成一層薄的氧化物(5-50埃)，進(jìn)一步阻擋所述第二多晶硅層表面磷的析出，降低所述第二多晶硅層表面隆起缺陷的產(chǎn)生概率。且該氧化層的存在可以延長(zhǎng)工藝轉(zhuǎn)換時(shí)間，使得在制程中可以去除q-time管控，減輕制造部派貨壓力，提高生產(chǎn)效率。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。