本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造，尤其涉及一種閃存結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、閃存(flash?memory)是一種非易失性存儲(chǔ)器，在沒有電流供應(yīng)的條件下也能夠長久地保持?jǐn)?shù)據(jù)，即斷電數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。浮柵型閃存，由于其有利于節(jié)省芯片面積，提高存儲(chǔ)集成密度，被廣泛應(yīng)用于各種嵌入式電子產(chǎn)品如金融ic卡、汽車電子等領(lǐng)域中。

2、現(xiàn)有的浮柵閃存結(jié)構(gòu)，通常包括擦除柵(erase?gate)、控制柵(control?gate)以及浮柵(floating?gate)。其中，控制柵位于浮柵之上，并由介質(zhì)層隔離開，擦除柵位于兩對(duì)控制柵和浮柵之間，為公共擦除柵，兩字線分別位于兩對(duì)控制柵和浮柵兩側(cè)，并均有介質(zhì)層隔離開，擦除柵和浮柵之間的氧化層為隧穿介質(zhì)層。而浮柵會(huì)伸入一部分至擦除柵下方形成重疊式包框結(jié)構(gòu)(wrap?round)，此獨(dú)特結(jié)構(gòu)能夠提高擦除的能力和效率。上述結(jié)構(gòu)具有高可靠性、很好的制造工藝兼容性、較低的啟動(dòng)電壓以及防止過擦除等優(yōu)點(diǎn)。

3、然而，現(xiàn)有的浮柵閃存結(jié)構(gòu)的擦除的能力和效率有待進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種閃存結(jié)構(gòu)及其形成方法，以提高形成的閃存結(jié)構(gòu)的性能。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種閃存結(jié)構(gòu)，包括：襯底；位于所述襯底上的相互分立的兩個(gè)存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間具有開口，各存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)包括浮柵、位于所述浮柵上的控制柵介質(zhì)層和位于所述控制柵介質(zhì)層上的控制柵，各所述浮柵具有所述開口暴露出的第一側(cè)壁，所述第一側(cè)壁呈波紋結(jié)構(gòu)，所述波紋結(jié)構(gòu)包括若干凸起部，所述若干凸起部在垂直于所述襯底表面方向上排布，所述凸起部的底部尺寸大于頂部尺寸；位于所述開口內(nèi)的擦除柵結(jié)構(gòu)；分別位于所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)和擦除柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的字線結(jié)構(gòu)。

3、可選的，各所述浮柵還具有與所述第一側(cè)壁相對(duì)的第二側(cè)壁；所述第二側(cè)壁呈所述波紋結(jié)構(gòu)。

4、可選的，所述第一側(cè)壁具有凸出于所述控制柵側(cè)壁表面的第三尺寸，所述第二側(cè)壁具有凸出于所述控制柵側(cè)壁表面的第四尺寸，所述第三尺寸大于所述第四尺寸。

5、可選的，所述第三尺寸和所述第四尺寸的差值范圍為0埃至250埃。

6、可選的，相鄰所述凸起部之間具有凹槽；所述凹槽在沿所述襯底表面方向上具有第一尺寸，所述第一尺寸的大小范圍為100埃至250埃；所述凹槽在垂直于所述襯底表面方向上具有第二尺寸，所述第二尺寸的大小范圍為30埃至250埃。

7、相應(yīng)的，本發(fā)明的技術(shù)方案還提供一種閃存結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供襯底；在所述襯底表面形成浮柵材料層、位于所述浮柵材料層上的控制柵介質(zhì)材料層、以及位于所述控制柵介質(zhì)材料層上的控制柵材料層；刻蝕所述控制柵材料層和所述控制柵介質(zhì)材料層，直到暴露出所述浮柵材料層，在所述浮柵材料層表面形成兩個(gè)控制柵結(jié)構(gòu)，各個(gè)所述控制柵結(jié)構(gòu)包括控制柵介質(zhì)層以及所述控制柵介質(zhì)層上的控制柵，以所述控制柵材料層形成所述控制柵，以所述控制柵介質(zhì)材料層形成所述控制柵介質(zhì)層；在所述控制柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)；在形成所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)之后，采用bosch工藝刻蝕所述浮柵材料層，直到暴露出所述襯底表面，以所述浮柵材料層形成浮柵，以所述浮柵和所述控制柵結(jié)構(gòu)形成存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)，兩個(gè)所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)之間具有開口，各所述浮柵具有所述開口暴露出的第一側(cè)壁，所述第一側(cè)壁呈波紋結(jié)構(gòu)，所述波紋結(jié)構(gòu)包括若干凸起部，所述若干凸起部在垂直于所述襯底表面方向上排布，所述凸起部的底部尺寸大于頂部尺寸；在所述開口內(nèi)形成擦除柵結(jié)構(gòu)；在所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)和擦除柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述襯底上形成字線結(jié)構(gòu)。

8、可選的，所述bosch工藝包括若干處理過程，各所述處理過程包括：采用各項(xiàng)同性刻蝕工藝對(duì)暴露出的所述浮柵材料層進(jìn)行刻蝕，在所述浮柵材料層內(nèi)形成凹槽；在所述各項(xiàng)同性刻蝕工藝之后，采用鈍化工藝對(duì)所述凹槽進(jìn)行表面處理，以在所述凹槽側(cè)壁形成保護(hù)層。

9、可選的，所述bosch工藝中所述處理過程的次數(shù)范圍為2次至100次。

10、可選的，所述各項(xiàng)同性刻蝕工藝的工藝參數(shù)包括：刻蝕氣體包括sf6，氣體流量范圍為10毫升/分鐘至250毫升/分鐘，射頻功率范圍為200瓦至1000瓦。

11、可選的，所述鈍化工藝的工藝參數(shù)包括：鈍化氣體包括，氣體流量范圍為40毫升/分鐘至130毫升/分鐘，射頻功率范圍為200瓦至1000瓦。

12、可選的，各所述控制柵結(jié)構(gòu)包括相對(duì)的第三側(cè)壁和第四側(cè)壁，兩個(gè)所述控制柵結(jié)構(gòu)的所述第三側(cè)壁相鄰；所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)包括位于所述第三側(cè)壁和所述第四側(cè)壁的第一側(cè)墻。

13、可選的，所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)的形成方法包括：在所述浮柵材料層和所述控制柵結(jié)構(gòu)表面形成第一側(cè)墻材料層；回刻所述第一側(cè)墻材料層直到暴露出所述浮柵材料層。

14、可選的，所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)還包括位于所述第三側(cè)壁的第二側(cè)墻，所述第一側(cè)墻位于所述第三側(cè)壁和所述第二側(cè)墻之間；各所述浮柵還具有與所述第一側(cè)壁相對(duì)的第二側(cè)壁，所述第一側(cè)壁具有凸出于所述控制柵側(cè)壁表面的第三尺寸，所述第二側(cè)壁具有凸出于所述控制柵側(cè)壁表面的第四尺寸，所述第三尺寸大于所述第四尺寸。

15、可選的，所述第三尺寸和所述第四尺寸的差值范圍為0埃至250埃。

16、可選的，所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)的形成方法包括：在所述浮柵材料層和所述控制柵結(jié)構(gòu)表面形成第一側(cè)墻材料層；回刻所述第一側(cè)墻材料層直到暴露出所述浮柵材料層，在所述控制柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成所述第一側(cè)墻；在形成所述第一側(cè)墻之后，在所述浮柵材料層和所述控制柵結(jié)構(gòu)表面形成第二側(cè)墻材料層；回刻所述第二側(cè)墻材料層，直到暴露出所述浮柵材料層表面，在所述第一側(cè)墻側(cè)壁表面形成第二側(cè)墻；在形成所述第二側(cè)墻之后，在所述浮柵材料層表面形成掩膜層，所述掩膜層暴露出所述第二側(cè)壁的所述第二側(cè)墻；去除所述第二側(cè)壁的所述第二側(cè)墻。

17、可選的，相鄰所述凸起部之間具有凹槽；所述凹槽在沿所述襯底表面方向上具有第一尺寸，所述第一尺寸的大小范圍為100埃至250埃；所述凹槽在垂直于所述襯底表面方向上具有第二尺寸，所述第二尺寸的大小范圍為30埃至250埃。

18、可選的，所述擦除柵結(jié)構(gòu)包括隧穿氧化層和位于所述隧穿氧化層表面的擦除柵；所述字線結(jié)構(gòu)包括字線氧化層和位于所述字線氧化層表面的字線；所述擦除柵結(jié)構(gòu)和所述字線結(jié)構(gòu)的形成方法包括：在形成所述浮柵之后，在所述襯底和所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)表面形成氧化材料層；在所述氧化材料層表面形成柵極材料層，所述柵極材料層表面高于所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)頂部表面；平坦化所述柵極材料層和所述氧化材料層，直到暴露出所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)頂部表面，以所述氧化材料層形成所述隧穿氧化層和所述字線氧化層，以所述柵極材料層形成所述擦除柵和所述字線。

19、可選的，所述襯底包括存儲(chǔ)區(qū)和外圍區(qū)；所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)位于所述存儲(chǔ)區(qū)；所述氧化材料層位于所述存儲(chǔ)區(qū)；所述方法還包括：在形成所述氧化材料層之后，且在形成柵極材料層之前，在所述外圍區(qū)表面形成外圍氧化材料層；在暴露出所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)頂部表面之后，且在形成所述擦除柵和所述字線之前，還回刻所述柵極材料層；在回刻所述柵極材料層之后，圖形化所述外圍區(qū)上的所述柵極材料層和所述外圍氧化材料層，以所述外圍氧化材料層形成外圍氧化層，以所述柵極材料層形成外圍柵極層。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：

21、本發(fā)明技術(shù)方案提供的一種閃存結(jié)構(gòu)的形成方法中，采用bosch工藝刻蝕所述浮柵材料層，直到暴露出所述襯底表面，以所述浮柵材料層形成所述浮柵，以所述浮柵和所述控制柵結(jié)構(gòu)形成存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)，兩個(gè)所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)之間具有開口，各所述浮柵具有所述開口暴露出的第一側(cè)壁，所述第一側(cè)壁呈波紋結(jié)構(gòu)，所述波紋結(jié)構(gòu)包括若干凸起部，所述若干凸起部在垂直于所述襯底表面方向上排布，所述凸起部的底部尺寸大于頂部尺寸，所述凸起部的尖狀形貌使其成為浮柵和擦除柵之間的電場聚集點(diǎn)，所述第一側(cè)壁呈波紋結(jié)構(gòu)增加了浮柵和擦除柵之間的電場聚集點(diǎn)，利于提高閃存結(jié)構(gòu)的擦除效率，同時(shí)多個(gè)電場聚集點(diǎn)有利于降低寫入和擦除電壓，從而降低閃存的功耗。

22、進(jìn)一步，所述襯底包括存儲(chǔ)區(qū)和外圍區(qū)，所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)位于所述存儲(chǔ)區(qū)，在形成所述氧化材料層之后，且在形成柵極材料層之前，在所述存儲(chǔ)區(qū)表面形成外圍氧化材料層。所述氧化材料層用于形成隧穿氧化層，所述外圍氧化材料層用于形成外圍區(qū)器件的氧化層。由于所述凸起部的尖狀形貌，在所述外圍氧化材料層的熱處理過程中，所述凸起部頂部的氧化速度更快，可以作為犧牲點(diǎn)，阻止浮柵的進(jìn)一步氧化，從而阻止浮柵和擦除柵之間的隧穿氧化層變厚，減少因隧穿氧化層變厚而導(dǎo)致降低閃存寫入和擦除效率的概率，提高閃存結(jié)構(gòu)與外圍區(qū)器件工藝的兼容性。

23、本發(fā)明技術(shù)方案提供的一種閃存結(jié)構(gòu)中，各所述浮柵具有所述開口暴露出的第一側(cè)壁，所述第一側(cè)壁呈波紋結(jié)構(gòu)，所述波紋結(jié)構(gòu)包括若干凸起部，所述若干凸起部在垂直于所述襯底表面方向上排布，所述凸起部的底部尺寸大于頂部尺寸，所述凸起部的尖狀形貌使其成為浮柵和擦除柵之間的電場聚集點(diǎn)，所述第一側(cè)壁呈波紋結(jié)構(gòu)增加了浮柵和擦除柵之間的電場聚集點(diǎn)，利于提高閃存的擦除效率，同時(shí)多個(gè)電場聚集點(diǎn)有利于降低寫入和擦除電壓，從而降低閃存結(jié)構(gòu)的功耗。