Sonos存儲(chǔ)器的制作工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種SONOS存儲(chǔ)器的制作工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]娃-氧化物-氮化物-氧化物-娃(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，S0N0S)存儲(chǔ)器的單元結(jié)構(gòu)包括一個(gè)存儲(chǔ)單元(cell)管和一個(gè)選擇管，兩個(gè)器件的柵介質(zhì)層在存儲(chǔ)器工作時(shí)承受的縱向電場(chǎng)強(qiáng)度都大于CMOS器件，因此兩個(gè)器件都存在較大的GIDL漏電流。S0N0S存儲(chǔ)器的cell管的溝道內(nèi)已經(jīng)有較高濃度的N型雜質(zhì)摻雜以形成耗盡管，cell管所需要的輕摻雜漏區(qū)(LDD)的摻雜濃度要比選擇管低。而選擇管和cell管共用LDD和HALO離子注入，無(wú)法區(qū)別兩管的LDD摻雜；HAL0離子注入為大角度注入，用于抑制溝道效應(yīng)和防止源漏穿通。過(guò)高的S0N0S cell管LDD摻雜，除了會(huì)帶來(lái)柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流(gate-1nduce drain leakage，GIDL)漏電和溝道漏電外，還會(huì)由于S0N0S介質(zhì)層中縱向電場(chǎng)太強(qiáng)而帶來(lái)干擾(disturb)。
[0003]如圖1所示，是現(xiàn)有S0N0S存儲(chǔ)器的制作工藝方法形成的器件結(jié)構(gòu)圖；cell管101和選擇管102都形成于娃襯底的P講103中，cell管101的柵介質(zhì)層為0N0層104，0N0層104由依次形成于硅襯底表面的氧化硅104a，氮化硅104b，氧化硅104c組成；選擇管102的柵介質(zhì)層為柵氧化硅層105。cell管101的多晶硅柵106a形成于0N0層104頂部，選擇管102的多晶硅柵106b形成于柵氧化硅層105的頂部，在多晶硅柵106a的側(cè)面都形成有氮化硅側(cè)墻110，在氮化硅側(cè)墻110和多晶硅柵側(cè)面間隔離有氧化硅層。cell管101為耗盡型，故其溝道區(qū)107為N型摻雜，cell管101的LDD區(qū)108a和選擇管102的LDD區(qū)108b采用相同工藝形成。cell管101和選擇管102共用一個(gè)源漏區(qū)109b，源漏區(qū)109a、109b和109c都是N+慘雜且米用相同工藝形成。
[0004]由圖1可知，由于cell管101的溝道區(qū)107為N型摻雜，LDD區(qū)108a形成后疊加在溝道區(qū)107中會(huì)使得cell管1001的LDD摻雜濃度過(guò)高，除了會(huì)帶來(lái)GIDL漏電和溝道漏電外，還會(huì)由于S0N0S介質(zhì)層中縱向電場(chǎng)太強(qiáng)而帶來(lái)干擾(disturb)。而兩個(gè)器件的柵介質(zhì)層104和105在存儲(chǔ)器工作時(shí)承受的縱向電場(chǎng)強(qiáng)度都大于CMOS器件，因此兩個(gè)器件都存在較大的GIDL漏電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種S0N0S存儲(chǔ)器的制作工藝方法，能降低漏電、提高可靠性，具有較低成本。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的S0N0S存儲(chǔ)器的制作工藝方法，S0N0S存儲(chǔ)器的單元結(jié)構(gòu)包括一個(gè)存儲(chǔ)單元管和一個(gè)選擇管，其特征在于，S0N0S存儲(chǔ)器的單元結(jié)構(gòu)的制作工藝包括如下步驟:
[0007]步驟一、提供一硅襯底，在所述存儲(chǔ)單元管的形成區(qū)域形成0N0層，在所述選擇管的形成區(qū)域形成柵氧化硅層；所述ONO層由依次形成于所述硅襯底表面的第一氧化硅層、
第二氮化硅層和第三氧化硅層組成。
[0008]步驟二、淀積多晶硅層，對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行光刻刻蝕形成所述存儲(chǔ)單元管的第一多晶硅柵和所述選擇管的第二多晶硅柵。
[0009]步驟三、進(jìn)行HF濕法腐蝕工藝，該HF濕法腐蝕工藝將所述存儲(chǔ)單元管的形成區(qū)域的所述第一多晶硅柵外的所述第三氧化硅層去除并且被去除的所述第三氧化硅層還橫向延伸到所述第一多晶硅柵的底部并在所述第一多晶硅柵底部邊緣形成第一下切口結(jié)構(gòu)；該HF濕法腐蝕工藝將所述選擇管的形成區(qū)域的所述第二多晶硅柵外的所述柵氧化硅層去除并且被去除的所述柵氧化硅層還橫向延伸到所述第二多晶硅柵的底部并在所述第二多晶硅柵底部邊緣形成第二下切口結(jié)構(gòu)。
[0010]步驟四、進(jìn)行熱氧化工藝，所述熱氧化工藝使所述第一下切口結(jié)構(gòu)區(qū)域的所述第一多晶硅柵被氧化使得所述第一多晶硅柵的邊緣底部的所述ONO層厚度增加；所述熱氧化工藝使所述第二下切口結(jié)構(gòu)區(qū)域的所述第二多晶硅柵被氧化使得所述第二多晶硅柵的邊緣底部的所述柵氧化硅層厚度增加；所述熱氧化工藝還將所述選擇管的形成區(qū)域的所述第二多晶硅柵外的所述硅襯底表面氧化。
[0011]步驟五、對(duì)所述存儲(chǔ)單元管和所述選擇管同時(shí)進(jìn)行HALO離子注入以及同時(shí)進(jìn)行LDD離子注入；在所述LDD離子注入過(guò)程中，利用所述存儲(chǔ)單元管的形成區(qū)域的第一多晶硅柵外保留的所述第一氧化硅層和所述第二氮化硅層的阻擋作用使所述存儲(chǔ)單元管的LDD摻雜濃度減小并小于所述選擇管的LDD摻雜濃度。
[0012]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述存儲(chǔ)單元管為耗盡型N型溝道器件，所述選擇管為N型溝道器件，步驟一中在所述存儲(chǔ)單元管的形成區(qū)域和所述選擇管的形成區(qū)域的所述硅襯底中形成有P阱；在所述存儲(chǔ)單元管的形成區(qū)域的所述P阱表面形成有N型摻雜的溝道區(qū)。
[0013]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟五之后還步驟如下步驟:
[0014]步驟六、在所述第一多晶硅柵和所述第二多晶硅柵的側(cè)面形成側(cè)墻。
[0015]步驟七、進(jìn)行源漏注入同時(shí)形成所述存儲(chǔ)單元管和所述選擇管的源漏區(qū)。
[0016]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述側(cè)墻為氮化硅側(cè)墻。
[0017]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述側(cè)墻還包括位于所述氮化硅側(cè)墻和對(duì)應(yīng)的所述第一多晶硅柵或所述第二多晶硅柵的側(cè)面之間氧化硅側(cè)墻。
[0018]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟五中所述HALO離子注入的注入雜質(zhì)為硼或者硼加銦。
[0019]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟五中所述LDD離子注入的注入雜質(zhì)為砷，注入能量為小于15Kev0
[0020]本發(fā)明在多晶硅柵刻蝕后增加一步HF濕法腐蝕工藝，能夠在后續(xù)熱氧化工藝中在多晶硅柵的底部邊緣形成較厚的柵介質(zhì)層從而降低器件的GIDL漏電流；而且還能在后續(xù)的LDD注入過(guò)程中，利用HF濕法腐蝕后cell管的ONO層剩余的底部?jī)蓪幼鲎钃鯇觼?lái)降低cell管的LDD摻雜濃度并小于選擇管的LDD摻雜濃度，這樣選擇管的LDD摻雜濃度稍高，稍高的LDD濃度保證選擇管較低GIDL漏電的同時(shí)有較高的器件驅(qū)動(dòng)電流，較低的LDD濃度的cell管有很低的GIDL漏電和很少的disturb，從而能提高可靠性；所以本發(fā)明能降低漏電、提高可靠性。
[0021]另外，本發(fā)明和現(xiàn)有方法相比僅增加一步HF濕法腐蝕工藝就能實(shí)現(xiàn)，且是通過(guò)巧妙的利用HF濕法腐蝕工藝對(duì)多晶硅柵底部氧化硅層的橫向刻蝕以及熱氧化工藝以及利用HF濕法腐蝕工藝后ONO保留層對(duì)LDD的阻擋作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以本發(fā)明具有較低的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0023]圖1是現(xiàn)有SONOS存儲(chǔ)器的制作工藝方法形成的器件結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施例SONOS存儲(chǔ)器的制作工藝方法的流程圖；
[0025]圖3A-圖3D是本發(fā)明實(shí)施例SONOS存儲(chǔ)器的制作工藝方法各步驟中器件結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例SONOS存儲(chǔ)器的制作工藝方法的流程圖；如圖3A至圖3D所示，是本發(fā)明實(shí)施例SONOS存儲(chǔ)器的制作工藝方法各步驟中器件結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實(shí)施例SONOS存儲(chǔ)器的制作工藝方法中SONOS存儲(chǔ)器的單元結(jié)構(gòu)包括一個(gè)存儲(chǔ)單元管和一個(gè)選擇管，所述存儲(chǔ)單元管為耗盡型N型溝道器件，所述選擇管為N型溝道器件，SONOS存儲(chǔ)器的單元結(jié)構(gòu)的制作工藝包括如下步驟:
[0027]步驟一、如圖3A所示，提供一硅襯底，在所述硅襯底中形成有P阱I ;在所述存儲(chǔ)單元管的形成區(qū)域的所述P阱I表面形成有N