本發(fā)明提供一個半導(dǎo)體器件的制造方法，尤其涉及一種半導(dǎo)體存儲器件的制造方法。

背景技術(shù)：

在目前的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，集成電路產(chǎn)品主要可分為三大類型：邏輯、存儲器和模擬電路。其中存儲器件在集成電路產(chǎn)品中占了相當(dāng)大的比例，如RAM(隨機(jī)存儲器)、DRAM(動態(tài)隨機(jī)存儲器)、ROM(只讀存儲器)、EPROM(可擦除可編程只讀存儲器)、FLASH(快閃存儲器)和FRAM(鐵電存儲器)等。存儲器中的快閃存儲器的發(fā)展尤為迅速。它的主要特點(diǎn)是在不加電的情況下能長期保持存儲的信息，具有集成度高、較快的存取速度和易于擦除等多項優(yōu)點(diǎn)，因而在微機(jī)、自動化控制等多項領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

其中，存儲單元主要是由用來存儲電荷的浮柵(Floating Gate)與用來控制數(shù)據(jù)存儲的控制柵(Control Gate)所構(gòu)成，控制柵設(shè)置于浮柵之上且二者之間以阻擋氧化層相隔，同時浮柵與半導(dǎo)體襯底之間以隧穿氧化層相隔，字線單元與存儲單元相鄰設(shè)置，且字線柵與浮柵平行分布，用于控制存儲單元的開啟。

如圖1所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的閃存分柵單元結(jié)構(gòu)包括位于襯底100中的漏極及源極(未具體示出)；源極上方的雙柵結(jié)構(gòu)500中依次形成有第一浮柵520、第一控制柵510，漏極的雙柵結(jié)構(gòu)600中上方依次形成有第二浮柵620、第二控制柵610；所述襯底10上還形成有位于所述第一浮柵和第二浮柵之間的選擇柵400(即字線)；每個閃存分柵單元結(jié)構(gòu)的第一浮柵520、第一控制柵510、第二浮柵620和第二控制柵610與所述選擇柵之間還形成有一層氧化層700，以便進(jìn)行隔離，在第一浮柵和第二浮柵之間具有字線柵。

在超快閃(SuperFlash)制造工藝流程中，我們通常用WLSP光罩來定義存儲單元(Flash cell)區(qū)，并進(jìn)行離子注入，出于成本降低的目的，現(xiàn)有技術(shù)中很多產(chǎn)品做了WLSP光罩減版，從而字線單元的離子注入是在GSTI(區(qū)分存儲器件中浮柵區(qū)域和字線區(qū)域的光罩)之后，而存儲單元的離子注入是在FGSN(浮柵的光罩)和刻蝕之后。也就是，傳統(tǒng)的工藝：“GSTI PHOTO→Cell IMP→GSTI Etch”+“FGSN Photo/Etch→Cell IMP”，GSTI和FGSN的工藝窗口的形成需要兩個不同光罩和刻蝕工藝，出于GSTI和FGSN光罩本身工藝設(shè)計要求，GSTI和FGSN的兩者的光罩之間一般存在0.05μm～0.25μm的間隙，所以兩個光罩面積不能完全覆蓋我們的閃存器件所在區(qū)域，從而使得離子注入的過程不能覆蓋整個存儲器件區(qū)域，從而導(dǎo)致閃存器件的均勻不好，溝道電流受到影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體存儲器件的制造方法，改善了閃存器件的溝道電流的問題，提高了半導(dǎo)體器件的可靠性。

一種半導(dǎo)體存儲器的制造方法，包括：提供一半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上具有第一介質(zhì)層；

在半導(dǎo)體襯底對應(yīng)字線區(qū)的位置上形成第一光罩，定義字線區(qū)的位置，并光刻形成第一掩模圖形；

側(cè)向刻蝕第一掩模圖形；

對所述第一介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，形成第一硬掩膜圖形；

進(jìn)行離子注入，形成第一摻雜區(qū)；

在半導(dǎo)體襯底上形成第二介質(zhì)層；

在第二介質(zhì)層上形成第二光罩，定義浮柵區(qū)的位置，并光刻形成第二掩模圖形；

刻蝕第二介質(zhì)層形成多個第二硬掩模圖形；

進(jìn)行離子注入，形成第二摻雜區(qū)。

優(yōu)選的，所述第一介質(zhì)層為氮化硅；

優(yōu)選的，所述第二介質(zhì)層為氮化硅；

優(yōu)選的，所述第一掩膜圖形和第二掩模圖形為光刻膠材料。

優(yōu)選的，所述第一掩模圖形側(cè)向刻蝕是采用氧氣灰化的工藝。

優(yōu)選的，所述第一掩模圖形去除是采用紫外線照射。

優(yōu)選的，所述第一硬掩膜圖形刻蝕是采用干法等離子體刻蝕。

優(yōu)選的，所述第二硬掩模圖形刻蝕是采用干法等離子體刻蝕。

優(yōu)選的，在離子注入形成存儲區(qū)之后還包括去除第二掩模圖形。

優(yōu)選的，所述去除第二掩模圖形是采用氧氣灰化的工藝。

本發(fā)明的與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)在于：

通過調(diào)整字線區(qū)對應(yīng)位置的掩膜刻蝕和第一摻雜區(qū)離子注入的次序，并在第一摻雜區(qū)離子注入前對第一掩膜圖形進(jìn)行側(cè)向刻蝕，從而使得第一摻雜區(qū)離子注入和第二摻雜區(qū)離子注入的面積能100％覆蓋整個存儲器件，從而改善了存儲器件的均勻不好，溝道電流受到影響的問題，提高了半導(dǎo)體器件的可靠性。

附圖說明

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，用來解釋本發(fā)明的原理。

圖1為現(xiàn)有半導(dǎo)體存儲器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲器件的制造方法流程圖；

圖3～圖6為本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲器件的制造方法示意圖。

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)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(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。

現(xiàn)有的存儲器件的存儲區(qū)的浮柵和字線的工藝窗口的形成需要兩個不同光刻工藝以及兩次刻蝕工藝，出于浮柵和浮柵硬掩膜光刻本身工藝設(shè)計要求，字線區(qū)硬掩膜光刻和浮柵區(qū)硬掩膜光刻的兩者的光罩之間一般存在0.05μm～0.25μm的間隙，所以兩個光罩面積不能完全覆蓋我們的閃存器件所在區(qū)域，從而使得離子注入的過程不能覆蓋整個存儲器件區(qū)域，從而導(dǎo)致閃存器件的均勻不好，溝道電流受到影響。

從而發(fā)明人通過研究想到利用調(diào)整字線區(qū)硬掩膜刻蝕和字線區(qū)離子注入的次序，并在字線區(qū)離子注入前對掩模圖形做刻蝕，從而使得字線區(qū)離子注入和存儲區(qū)離子注入的面積能100％覆蓋整個存儲器件，從而改善了存儲器件的均勻不好，溝道電流受到影響的問題，提高了半導(dǎo)體器件的可靠性。

為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明，然而，本發(fā)明可以用不同的形式實(shí)現(xiàn)，不應(yīng)只是局限在所述的實(shí)施例。

圖2為本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲器件的制造方法流程圖；圖3～圖6為本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲器件的制造方法示意圖。下面結(jié)合圖2～圖6，對本發(fā)明半導(dǎo)體存儲器件的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

參考圖2，本實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體存儲器的制造方法，包括：

S21，提供一半導(dǎo)體襯底，；

S22，在半導(dǎo)體襯底對應(yīng)字線區(qū)的位置上形成第一光罩，定義字線區(qū)的位置，并光刻形成第一掩模圖形；

S23，側(cè)向刻蝕第一掩模圖形；

S24，對所述第一介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，形成第一硬掩膜圖形；

S25，進(jìn)行離子注入，形成第一摻雜區(qū)；

S27，在半導(dǎo)體襯底上形成第二光罩，定義浮柵區(qū)的位置，并光刻形成第二掩模圖形，刻蝕第二介質(zhì)層形成多個第二硬掩模圖形；

S28，進(jìn)行離子注入，形成第二摻雜區(qū)。

首先，參考圖3，執(zhí)行步驟S21，提供一半導(dǎo)體襯底100，通過淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)工藝，利用淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI)在半導(dǎo)體襯底100區(qū)分浮柵區(qū)和字線區(qū)的位置；優(yōu)選的，在半導(dǎo)體襯底100上沉積有第一介質(zhì)層101。

接著，參考圖4，執(zhí)行步驟S22，在第一介質(zhì)層101上形成第一光罩，在本實(shí)施例中，第一光罩為GSTI(區(qū)分存儲器件中浮柵區(qū)域和字線區(qū)域的光罩)，用于定義字線區(qū)的對應(yīng)位置。因此，在本步驟中，包括先在第一介質(zhì)層101上涂覆光刻膠層，例如利用旋涂的方式涂覆，然后經(jīng)過軟烘(Soft Baking)、邊緣光刻膠的去除，形成光刻膠層，之后放置第一光罩，第一光罩上具有要形成的第一硬掩膜的圖形，然后進(jìn)過對準(zhǔn)(Alignment)、曝光(Exposure)、烘焙、顯影、硬烘焙最終完成第一掩膜圖形104。

接著，參考圖5，執(zhí)行步驟S23，側(cè)向刻蝕第一掩模圖形104。由于在本實(shí)施中，所述第一掩模圖形104為光刻膠材料，因此，在本實(shí)施例中是采用O₂灰化的工藝或者O₂Trim,紫外線照射(UV curing)，在本實(shí)施例中，具體地，可以采用濃度為40％～90％的磷酸溶液與20％～50％的氫氟酸溶液作為腐蝕液，來側(cè)向刻蝕所述第一掩膜圖形104，從而使得第一掩模圖形104，即光刻膠圖形的覆蓋面積縮小

接著執(zhí)行步驟24，利用第一掩膜圖形104的掩蔽，對第一介質(zhì)層101進(jìn)行刻蝕，形成第一硬掩膜圖形105。所述刻蝕可以采用BOE或者HF進(jìn)行濕法刻蝕，或者干法等離子體刻蝕，在本實(shí)施例中是采用等離子體干法刻蝕。

在本實(shí)施例中，還可以包括去除第一掩模圖形的步驟。

接著，繼續(xù)參考圖5，執(zhí)行步驟S25，進(jìn)行離子注入，形成第一摻雜區(qū)。例如在本實(shí)施例中，所述入P型離子注入方向與所述半導(dǎo)體襯底的垂直方向之間的傾斜角度為3度～60度，注入劑量為1e10cm-2～5e14cm-2，且在注入P型離子后，還對所述半導(dǎo)體襯底30進(jìn)行500℃～1500℃的熱退火處理來活化P型離子。本實(shí)施例中，注入的P型離子為硼離子，注入劑量為5e11cm-2到2e12cm-2，注入能量為20keV到50keV。

接著，參考圖6，執(zhí)行步驟S26，在半導(dǎo)體襯底上形成第二介質(zhì)層116。例如在半導(dǎo)體襯底100上沉積氧化硅、氮氧化硅或者LPTEOS(低壓沉積正硅酸乙脂形成的氧化層)，或者氮化硅。

其中，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI)工藝以及浮柵層以及柵阻擋氧化層的沉積工藝與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不做贅述，同時為了更好地突出本發(fā)明的重點(diǎn)，器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖更清晰明了地體現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明主旨，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)STI和柵阻擋氧化層等結(jié)構(gòu)均未圖示。

接著，繼續(xù)參考圖6，在步驟S27中，在第二介質(zhì)層116上涂覆形成光刻膠層，在其他實(shí)施例中，也可以在襯底上形成光刻膠層，并利用一個能定義浮柵區(qū)的對應(yīng)位置第二光罩，對所述光刻膠層進(jìn)行光刻，形成第二掩模圖形115，再繼續(xù)利用所述第二掩模圖形115做掩?？涛g形成多個平行排列的第二硬掩模圖形116。所述刻蝕可以采用利用BOE或HF進(jìn)行濕法刻蝕，在本實(shí)施例中優(yōu)選的利用等離子體干法刻蝕。

在本實(shí)施例中，沒有去除第一硬掩膜圖形105，而是將其作為后續(xù)形成的第二介質(zhì)層的一部分，在其他實(shí)施例中也可以在離子注入之后將第一硬掩膜圖形105去除。

接著，繼續(xù)參考圖6，在步驟S28中，進(jìn)行離子注入形成第二摻雜區(qū)，例如在本實(shí)施例中，所述入P型離子注入方向與所述半導(dǎo)體襯底的垂直方向之間的傾斜角度為3度～60度，注入劑量為1e10cm-2～5e14cm-2，且在注入P型離子后，還對所述半導(dǎo)體襯底30進(jìn)行500℃～1500℃的熱退火處理來活化P型離子。本實(shí)施例中，注入的P型離子為硼離子，注入劑量為5e11cm-2到2e12cm-2，注入能量為20keV到50keV。

在傳統(tǒng)超快閃(SuperFlash)制造工藝流程中，我們通常用WLSP光罩來定義存儲單元(Flash cell)區(qū)，并進(jìn)行離子注入，出于成本降低的目的，現(xiàn)有技術(shù)中很多產(chǎn)品做了WLSP光罩減版，從而字線單元的離子注入是在GSTI(區(qū)分存儲器件中浮柵區(qū)域和字線區(qū)域的光罩)之后，而存儲單元的離子注入是在FGSN(浮柵的光罩)和刻蝕之后。也就是，傳統(tǒng)的工藝：“GSTI PHOTO→Cell IMP→GSTI Etch”+“FGSN Photo/Etch→Cell IMP”，GSTI和FGSN的工藝窗口的形成需要兩個不同光罩和刻蝕工藝，出于GSTI和FGSN光罩本身工藝設(shè)計要求，GSTI和FGSN的兩者的光罩之間一般存在0.05μm～0.25μm的間隙，所以兩個光罩面積不能完全覆蓋我們的閃存器件所在區(qū)域，從而使得離子注入的過程不能覆蓋整個存儲器件區(qū)域，從而導(dǎo)致閃存器件的均勻不好，溝道電流受到影響。

而本發(fā)明中，通過調(diào)整字線區(qū)對應(yīng)位置的刻蝕和第一摻雜區(qū)離子注入的次序，并在第一摻雜區(qū)離子注入前對光刻膠層進(jìn)行側(cè)向刻蝕，縮小其覆蓋面積，即“GSTI PHOTO→GSTI Etch→PR Pull back→Cell IMP”+“FGSN PH/ET→Cell IMP”，從而在存儲區(qū)離子注入的時候不受GSTI和FGSN的兩者的光罩之間一般存在0.05μm～0.25μm的間隙的限制，使得第一摻雜區(qū)區(qū)離子注入和第二摻雜區(qū)離子注入的面積能100％覆蓋整個存儲器件，從而使得離子注入的過程能覆蓋整個存儲器件區(qū)域，解決了閃存器件的均勻不好，溝道電流受到影響的問題。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。