分柵快閃存儲(chǔ)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分柵快閃存儲(chǔ)器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨機(jī)存儲(chǔ)器(例如DRAM與SRAM)在使用過(guò)程中存在掉電后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題。為了克服該問(wèn)題，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了多種快閃存儲(chǔ)器?；诟鸥拍畹拈W存由于具有較小的單元尺寸和良好的工作性能成為較為通用的快閃存儲(chǔ)器。
[0003]快閃存儲(chǔ)器包括兩種基本結(jié)構(gòu):柵極疊層(stack gate)和分柵(split gate)結(jié)構(gòu)。
[0004]柵極疊層快閃存儲(chǔ)器包括:依次形成于半導(dǎo)體基片上的隧穿氧化物層、存儲(chǔ)電子的浮置氮化硅層、控制氧化層、和控制電子存儲(chǔ)和釋放的控制柵極多晶硅層，即SONOS結(jié)構(gòu)。
[0005]分柵快閃存儲(chǔ)器包括:半導(dǎo)體基片，位于半導(dǎo)體基片上的耦合氧化層、浮柵層及浮柵氮化硅層，所述浮柵層中具有溝槽，所述溝槽兩內(nèi)具有側(cè)墻，所述側(cè)墻之間具有與所述半導(dǎo)體基片相連的源多晶硅層，所述浮柵的兩側(cè)還有控制擦除以及編程的字線。
[0006]根據(jù)以上分析，我們可以得到:與柵極疊層存儲(chǔ)器不同的是，分柵快閃存儲(chǔ)器還在浮柵的一側(cè)形成作為擦除柵極的多晶硅層(也即字線)，在擦寫(xiě)性能上，分柵快閃存儲(chǔ)器避免了柵極疊層式存儲(chǔ)器的過(guò)度擦寫(xiě)問(wèn)題。
[0007]但是現(xiàn)有的分柵快閃存儲(chǔ)器存在編程串?dāng)_失效的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種分柵快閃存儲(chǔ)器的制造方法，調(diào)整解決了因源多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起的編程串?dāng)_失效問(wèn)題，改善了因反向刻蝕時(shí)間過(guò)少而引起源多晶硅殘留最終引起早夭失效問(wèn)題。
[0009]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種分柵快閃存儲(chǔ)器的制造方法，包括:
[0010]提供半導(dǎo)體基片，所述半導(dǎo)體基片上依次形成有耦合氧化層、浮柵層及浮柵氮化硅層，所述浮柵層內(nèi)形成有溝槽，所述溝槽內(nèi)形成有側(cè)墻；
[0011]在所述側(cè)墻之間沉積與所述半導(dǎo)體基片相連的源多晶硅層，所述源多晶硅覆蓋所述浮柵氮化硅層以及所述側(cè)墻的表面；
[0012]對(duì)所述源多晶硅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，在化學(xué)機(jī)械研磨工藝之后，對(duì)所述源多晶硅層進(jìn)行反向刻蝕，所需要的反向刻蝕時(shí)間與反向刻蝕的刻蝕量呈線性關(guān)系，所述反向刻蝕量為:化學(xué)機(jī)械研磨工藝后的多晶硅的特征尺寸與反向刻蝕后的多晶硅的目標(biāo)尺寸之間的差值。
[0013]可選地，所述反向刻蝕時(shí)間與反向刻蝕量與偏移量之差成正比例，所述比例系數(shù)范圍為I/0.0046-1/0.003，所述偏移量范圍為0.03-0.05微米。
[0014]可選地，所述比例系數(shù)為1/0.0038，所述偏移量為0.00396微米。
[0015]可選地，所述反向刻蝕量當(dāng)反向刻蝕量大于0.18微米且小于等于0.2微米時(shí)，設(shè)置反向刻蝕時(shí)間為55-61秒。
[0016]如權(quán)利要求3所述的分柵快閃存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于，當(dāng)所述反向刻蝕量大于0.16微米且小于等于0.18微米時(shí)，設(shè)置反向刻蝕時(shí)間為50-56秒。
[0017]可選地，當(dāng)反向刻蝕量大于0.14微米小于等于0.16微米時(shí)，設(shè)置反向刻蝕時(shí)間為44-50 秒。
[0018]可選地，當(dāng)反向刻蝕量大于等于0.12微米且小于0.14微米，設(shè)置反向刻蝕時(shí)間為39-55秒。
[0019]可選地，當(dāng)反向刻蝕量大于0.1微米且小于等于0.12微米時(shí)，設(shè)置反向刻蝕時(shí)間為34-40秒。
[0020]可選地，所述半導(dǎo)體基片的材質(zhì)為硅。
[0021]可選地，所述方法還包括:在化學(xué)機(jī)械研磨工藝之后，對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨工藝之后的源多晶硅的特征尺寸進(jìn)行測(cè)試的步驟。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]本發(fā)明為了解決化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的字線高度變矮、長(zhǎng)度變短、字線溝道漏電流的問(wèn)題，利用正向反饋系統(tǒng)，根據(jù)反向刻蝕量與反向刻蝕時(shí)間的比例關(guān)系，合理設(shè)置反向刻蝕時(shí)間，一方面解決了由于源多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起的編程串?dāng)_失效，另一方面解決了由于反向蝕刻時(shí)間過(guò)少而引起的多晶硅殘留最終引起早夭失效的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的反向刻蝕時(shí)間與反向刻蝕量之間的關(guān)系曲線圖；
[0025]圖2至圖5是本發(fā)明的實(shí)施例所提供的分柵快閃存儲(chǔ)器的制造方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)有技術(shù)的分柵快閃存儲(chǔ)器存在編程串?dāng)_失效問(wèn)題，經(jīng)過(guò)發(fā)明人對(duì)發(fā)生編程串?dāng)_失效的位置進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)編程串?dāng)_失效主要發(fā)生在半導(dǎo)體晶圓的邊緣，發(fā)生編程串?dāng)_單元的字線(Word Line)的高度低于正常的閃存單元的字線。
[0027]上述編程串?dāng)_的失效程度受到刻蝕后的源多晶硅層的尺寸的影響。刻蝕后的源多晶硅層的尺寸越小，分柵快閃存儲(chǔ)器編程串?dāng)_失效的程度越嚴(yán)重。而影響刻蝕后的源多晶硅層尺寸的一個(gè)顯著原因就是化學(xué)機(jī)械研磨工藝的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。具體地，化學(xué)機(jī)械研磨工藝的時(shí)間越長(zhǎng)，刻蝕后的源多晶硅層的高度越小，源多晶硅層的第一個(gè)側(cè)墻變矮，從而造成字線的高度變矮、長(zhǎng)度變短，導(dǎo)致了字線溝道漏電流增加，引起編程串?dāng)_失效問(wèn)題。
[0028]發(fā)明人進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了源多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨工藝的時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)編程串?dāng)_的影響。通過(guò)所述一系列實(shí)驗(yàn)，證實(shí)源多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的時(shí)間越長(zhǎng)，編程失效串?dāng)_問(wèn)題越嚴(yán)重。
[0029]為了解決上述問(wèn)題，發(fā)明人考慮減少源多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的工藝時(shí)間。但是減少源多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的工藝時(shí)間會(huì)引起另一個(gè)問(wèn)題:即源多晶硅化學(xué)以及源多晶硅刻蝕以后的多晶硅殘留問(wèn)題。
[0030]為了進(jìn)一步解決源多晶硅殘留的問(wèn)題，發(fā)明人考慮采用增加反向刻蝕工藝步驟的工藝時(shí)間來(lái)解決，但是一味的增加反向刻蝕工藝步驟的工藝時(shí)間會(huì)導(dǎo)致源多晶硅開(kāi)口過(guò)小，接觸孔的窗口變小，最終導(dǎo)致工藝窗口(Process window)變小。如何通過(guò)在減少源多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間來(lái)解決編程串?dāng)_失效、增加反向刻蝕時(shí)間來(lái)解決多晶硅殘留的同時(shí)不會(huì)減小工藝窗口(Process window)，是本發(fā)明將要解決的問(wèn)題。
[0031]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種分柵快閃存儲(chǔ)器的制造方法，包括:
[0032]提供半導(dǎo)體基片，所述半導(dǎo)體基片上依次形成有耦合氧化層、浮柵層及浮柵氮化硅層，所述浮柵層設(shè)有溝槽，所述溝槽內(nèi)形成有側(cè)墻；
[0033]在所述側(cè)墻之間填充源多晶硅層，所述源多晶硅層與所述半導(dǎo)體基片相連接且覆蓋所述浮柵氮化硅層和側(cè)墻的表面；
[0034]對(duì)所述源多晶硅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，在化學(xué)機(jī)械研磨工藝之后，對(duì)所述源多晶硅層進(jìn)行反向刻蝕，所需要的反向刻蝕時(shí)間與反向刻蝕的刻蝕量呈線性關(guān)系，所述反向刻蝕量為:化學(xué)機(jī)械研磨工藝后的多晶硅的特征尺寸與反向刻蝕后的多晶硅的目標(biāo)尺寸之間的差值。
[0035]參考圖1，圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的反向刻蝕時(shí)間與反向刻蝕量之間的關(guān)系曲線圖。反向刻蝕量Y為化學(xué)機(jī)械研磨工藝之后的源多晶硅層的特征尺寸(API CD)與反向刻蝕工藝之后的源多晶硅層的目標(biāo)特征尺寸(AEI CD)之間的差值，即Y = API⑶-AEI⑶，反向刻蝕時(shí)間X與反向刻蝕量Y之間的關(guān)系為；Y = ΚΧ-Ζ，其中K為比例系數(shù)，Z為偏移量，在同一半導(dǎo)體工藝流程中，K和Z的數(shù)值為常數(shù)，K的數(shù)值范圍為0.03-0.046，所述偏移量Z的數(shù)值范圍為0.03-0.05。所述偏移量、特征尺寸的范圍為微米，刻蝕時(shí)間的單位為秒。
[0036]本發(fā)明在化學(xué)機(jī)械研磨工藝之后，對(duì)源多晶硅層的特征尺寸進(jìn)行測(cè)試，然后基于刻蝕工藝之后的源多晶硅層