改善閃存器件性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種改善閃存器件性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體制程技術(shù)的發(fā)展，在存儲(chǔ)裝置方面已開(kāi)發(fā)出存取速度較快的快閃存儲(chǔ)器(flash memory device)?？扉W存儲(chǔ)器具有可多次進(jìn)行信息的存入、讀取和擦除等動(dòng)作，且存入的信息在斷電后也不會(huì)消失的特性，因此，快閃存儲(chǔ)器已成為個(gè)人電腦和電子設(shè)備所廣泛采用的一種非易失性存儲(chǔ)器。其中，快閃存儲(chǔ)器根據(jù)陣列結(jié)構(gòu)的不同，主要分與非門(mén)快閃存儲(chǔ)器和或非門(mén)快閃存儲(chǔ)器，由于與非門(mén)快閃存儲(chǔ)器比或非門(mén)快閃存儲(chǔ)器的集成度高，所以與非門(mén)快閃存儲(chǔ)器具有更廣的應(yīng)用范圍。
[0003]典型的與非門(mén)快閃存儲(chǔ)器以摻雜的多晶娃作為浮動(dòng)?xùn)艠O(floatinggate)和控制柵極(control gate);其中，控制柵極形成于浮動(dòng)?xùn)艠O上，且通過(guò)柵間介質(zhì)層相隔；浮動(dòng)?xùn)艠O形成于襯底上，通過(guò)一層隧穿介質(zhì)層(tunnel oxide)相隔。當(dāng)對(duì)快閃存儲(chǔ)器進(jìn)行信息的寫(xiě)入操作時(shí)，通過(guò)在控制柵極與源區(qū)/漏區(qū)施加偏壓，使電子注入浮動(dòng)?xùn)艠O中；在讀取快閃存儲(chǔ)器信息時(shí)，在控制柵極施加一工作電壓，此時(shí)浮動(dòng)?xùn)艠O的帶電狀態(tài)會(huì)影響其下方溝道(channel)的開(kāi)/關(guān)，而此溝道的開(kāi)/關(guān)即為判斷信息值0或1的依據(jù)；當(dāng)快閃存儲(chǔ)器在擦除信息時(shí)，將襯底、源區(qū)、漏區(qū)或控制柵極的相對(duì)電位提高，并利用隧穿效應(yīng)使電子由浮動(dòng)?xùn)艠O穿過(guò)隧穿介質(zhì)層而進(jìn)入襯底、源區(qū)或漏區(qū)中，或是穿過(guò)柵間介質(zhì)層而進(jìn)入控制柵極中。
[0004]然而，現(xiàn)有技術(shù)形成的閃存器件的性能有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種改善閃存器件性能的方法，提高刻蝕形成的多晶硅側(cè)墻表面形貌，避免形成草狀缺陷，進(jìn)而改善形成的閃存器件性能。
[0006]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種改善閃存器件性能的方法，包括:提供基底，所述基底表面形成有柵極結(jié)構(gòu);在所述柵極結(jié)構(gòu)頂部表面和側(cè)壁表面、以及基底表面形成多晶硅層;在所述多晶硅層表面形成氧化層;采用第一無(wú)掩膜刻蝕工藝刻蝕所述氧化層，直至暴露出位于柵極結(jié)構(gòu)頂部表面的多晶硅層，且暴露出的多晶硅層表面形成有聚合物雜質(zhì)；采用含有02以及C12的刻蝕氣體，刻蝕去除所述聚合物雜質(zhì);在刻蝕去除所述聚合物雜質(zhì)之后，采用第二無(wú)掩膜刻蝕工藝刻蝕所述多晶硅層，直至刻蝕去除位于柵極結(jié)構(gòu)頂部表面的多晶硅層，形成位于柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的多晶硅側(cè)墻。
[0007]可選的，所述刻蝕去除聚合物雜質(zhì)的工藝時(shí)長(zhǎng)小于或等于10秒。
[0008]可選的，所述聚合物雜質(zhì)中含有硅離子和碳離子，其中，02適于去除聚合物雜質(zhì)中的碳離子，C12適于去除聚合物雜質(zhì)中的硅離子。
[0009 ] 可選的，所述刻蝕去除聚合物雜質(zhì)的工藝參數(shù)包括:C12流量為80 s ccm至100 s c cm，O2流量為5sccm至158(:011，腔室壓強(qiáng)為31]11:01'1'至71111:01'1'，偏置磁通量為100￥13至150￥13，射頻功率為400Ws至600Ws。
[0010]可選的，所述氧化層的材料為氧化硅。
[0011]可選的，所述第一無(wú)掩膜刻蝕工藝的工藝參數(shù)包括:刻蝕氣體包括CF4和Cl2，其中，CF4流量為60sccm至100sccm，Cl2流量為lOsccm至20sccm，腔室壓強(qiáng)為2mtorr至6mtorr，偏置磁通量為50Wb至70Wb，射頻功率為500Ws至700Ws。
[0012]可選的，所述第二無(wú)掩膜刻蝕工藝包括依次順序進(jìn)行的主刻蝕工藝和過(guò)刻蝕工藝，其中，主刻蝕工藝的工藝參數(shù)包括:刻蝕氣體包括HBr、02和Cl2，其中，HBr流量為70sccm至90 seem，O2流量為Osccm至10 seem，Cl 2流量為40 seem至60 seem，腔室壓強(qiáng)為2mtorr至6mtorr，偏置磁通量為lOOWb至140Wb，射頻功率為300Ws至500Ws。
[0013]可選的，在形成所述多晶硅層之前，還在所述柵極結(jié)構(gòu)頂部表面形成保護(hù)層，所述保護(hù)層的材料與多晶硅層的材料不同。
[0014]可選的，所述多晶硅層層的厚度為1500埃至2500埃;所述氧化層的厚度為150埃至250埃。
[0015]可選的，所述多晶硅側(cè)墻部分側(cè)壁表面被剩余氧化層覆蓋。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]本發(fā)明提供的改善閃存器件性能的方法的技術(shù)方案中，在所述柵極結(jié)構(gòu)頂部表面和側(cè)壁表面、以及基底表面形成多晶硅層;在所述多晶硅層表面形成氧化層;采用第一無(wú)掩膜刻蝕工藝刻蝕所述氧化層，直至暴露出位于柵極結(jié)構(gòu)頂部表面的多晶硅層，且暴露出的多晶硅層表面形成有聚合物雜質(zhì);采用含有02以及Cl2的刻蝕氣體，刻蝕去除所述聚合物雜質(zhì)；在刻蝕去除所述聚合物雜質(zhì)之后，采用第二無(wú)掩膜刻蝕工藝刻蝕所述多晶硅層，直至刻蝕去除位于柵極結(jié)構(gòu)頂部表面的多晶硅層，形成位于柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的多晶硅側(cè)墻。本發(fā)明在刻蝕多晶硅層之前，采用02以及Cl2刻蝕去除位于多晶硅層表面的聚合物雜質(zhì)，防止聚合物雜質(zhì)構(gòu)成刻蝕多晶硅層的微掩膜，使得刻蝕后形成的多晶硅側(cè)墻表面形貌良好，提高形成的閃存器件的性能。并且，本發(fā)明在去除聚合物雜質(zhì)的同時(shí)，避免或減少了對(duì)氧化層造成點(diǎn)缺陷問(wèn)題，使得氧化層保持良好的形貌，繼而相應(yīng)使得形成的多晶硅側(cè)墻的表面形貌得到改善，提高形成的閃存器件的性能。
[0018]進(jìn)一步，本發(fā)明中刻蝕去除聚合物雜質(zhì)的工藝時(shí)長(zhǎng)小于等于10秒，保證有效的刻蝕去除聚合物雜質(zhì)，并且進(jìn)一步的避免刻蝕聚合物雜質(zhì)的工藝對(duì)氧化層造成點(diǎn)缺陷刻蝕問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1至圖6為本發(fā)明一實(shí)施例提供的閃存器件形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]由【背景技術(shù)】可知，現(xiàn)有技術(shù)形成的閃存器件的性能有待提高。
[0021]閃存器件的形成過(guò)程包括:提供基底，所述基底表面形成有柵極結(jié)構(gòu);形成覆蓋柵極結(jié)構(gòu)頂部和側(cè)壁、以及基底表面的多晶硅層;在所述多晶硅層表面形成氧化層;采用無(wú)掩膜刻蝕工藝，刻蝕所述氧化層以及多晶硅層，形成覆蓋柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的多晶硅側(cè)墻，形成的多晶硅側(cè)墻表面具有草狀缺陷(grass defect)，使得多晶硅側(cè)墻的側(cè)壁平坦度差。
[0022]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，造成多晶硅側(cè)墻表面具有草狀缺陷的原因在于:在無(wú)掩膜刻蝕工藝對(duì)多晶硅層進(jìn)行刻蝕之前，所述多晶硅層表面聚集有聚合物雜質(zhì)(polymer)，所述聚合物雜質(zhì)包括硅離子和碳離子;接著，當(dāng)對(duì)多晶硅層進(jìn)行無(wú)掩膜刻蝕工藝時(shí)，位于多晶硅層表面的聚合物雜質(zhì)構(gòu)成微掩膜(tiny mask)，所述微掩膜阻擋無(wú)掩膜刻蝕工藝對(duì)其下方的多晶娃層進(jìn)行刻蝕。因此，當(dāng)對(duì)多晶硅層的刻蝕工藝完成后，刻蝕后形成的多晶硅側(cè)墻表面平坦度差，微掩膜下方的多晶硅側(cè)墻表面相較于不具有微掩膜的多晶硅側(cè)墻表面更凸出，從而使得多晶硅側(cè)壁表面具有草狀缺陷，所述草狀缺陷嚴(yán)重影響形成的閃存器件的性能。
[0023]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種改善閃存器件性能的方法，包括:提供基底，所述基底表面形成有柵極結(jié)構(gòu);在所述柵極結(jié)構(gòu)頂部表面和側(cè)壁表面、以及基底表面形成多晶硅層;在所述多晶硅層表面形成氧化層;采用第一無(wú)掩膜刻蝕工藝刻蝕所述氧化層，直至暴露出位于柵極結(jié)構(gòu)頂部表面的多晶硅層，且暴露出的多晶硅層表面形成有聚合物雜質(zhì)；采用含有02以及C12的刻蝕氣體，刻蝕去除所述聚合物雜質(zhì);在刻蝕去除所述聚合物雜質(zhì)之后，采用第二無(wú)掩膜刻蝕工藝刻蝕所述多晶硅層，直至刻蝕去除位于柵極結(jié)構(gòu)頂部表面的多晶硅層，形成位于柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的多晶硅側(cè)墻。本發(fā)明在刻蝕多晶硅層之前，采用02以及Cl2刻蝕去除位于多晶硅層表面的聚合物雜質(zhì)，防止聚合物雜質(zhì)構(gòu)成刻蝕多晶硅層的微掩膜，使得刻蝕后形成的多晶硅側(cè)墻表面形貌良好，提高形成的閃存器件的性