[发明专利]半导体存储器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及半导体存储器的制造方法。

背景技术

非挥发性半导体存储器在供电电源关闭后仍能保持片内信息；在系统电可擦除和可重复编程，而不需要特殊的高电压；非挥发性半导体存储器具有成本低、密度大的特点。其独特的性能使其广泛地运用于各个领域，包括嵌入式系统，如PC及外设、电信交换机、蜂窝电话、网络互联设备、仪器仪表和汽车器件，同时还包括新兴的语音、图像、数据存储类产品，如数字相机、数字录音机和个人数字助理。

非挥发性半导体存储器，一般是被设计成具有堆栈式栅极(Stack-Gate)结构，此结构包括隧穿氧化层、用来储存电荷的栅极或捕获电荷层、氧化硅/氮化硅/氧化硅(Oxide-Nitride-Oxide，ONO)结构的栅间介电层以及用来控制数据存取的栅极。为了避免可电擦除时，因过度电擦除现象太过严重，而导致数据的误判的问题，在栅极与栅极侧壁、半导体衬底上设置选择栅极(selectgate)，而形成分离栅极(Split-gate)结构。

在美国专利第6184113号以及6391527号中，已公开非挥发性半导体存储器的制作方法，包括步骤：在半导体衬底上形成隧穿氧化层；在隧穿氧化层上形成栅极及侧墙；刻蚀隧穿氧化层；沉积字线多晶硅层；化学机械研磨字线多晶硅层；刻蚀字线多晶硅层形成字线。

在上述非挥发性半导体存储器的制作方法中，由于字线多晶硅层的厚度低于栅极的高度，因此在衬底上沉积的字线多晶硅层会根据其下的有无栅极而出现高低的隆起和凹陷，因而现有技术利用化学机械研磨平坦化字线多晶硅层的时候，从字线多晶硅层隆起处研磨出的颗粒以及化学机械研磨的泥浆颗粒就会掉入凹陷处而无法去除，进而影响到器件的电学性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何防止平坦化字线多晶硅层时，产生多晶硅颗粒以及化学机械研磨的泥浆颗粒陷入字线多晶硅层的凹陷处。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体存储器的制造方法，包括步骤：在半导体衬底上形成栅极；在所述半导体衬底上沉积多晶硅层，所述多晶硅层的顶面距离所述半导体衬底的最小高度小于所述栅极的高度，而所述多晶硅层的顶面距离半导体衬底的最大高度大于所述栅极的高度，从而所述多晶硅层形成高低起伏；在所述多晶硅层之上形成至少填充所述多晶硅层凹陷的有机物层；刻蚀所述有机物层和所述多晶硅层至所述多晶硅层的顶面距离所述半导体衬底的最大高度小于所述栅极的高度；去除剩余的有机物层。

可选地，所述有机物层与所述多晶硅的刻蚀比为1至1.5。

可选地，形成所述有机物层的方法具体为：旋涂的有机物层；固化所述有机物层。

可选地，形成所述有机物层的材料为有机底部抗反射材料。

可选地，所述栅极的顶部具有刻蚀阻挡层。

可选地，还包括步骤：刻蚀所述多晶硅层，形成字线。

可选地，刻蚀所述有机物层和所述多晶硅层为等离子体刻蚀，形成所述等离子体形成刻蚀等离子体的气体至少包含HBr、Cl2、CF4和He，其中，HBr的流量为40sccm至100sccm，Cl2的流量为30sccm至70sccm，CF4的流量为20sccm至50sccm，He的流量为150sccm至300sccm；刻蚀的压力为10mTorr至50mTorr；射频功率为300W至800W；偏移电压为100V至400V。

与现有技术相比，本发明用有机物层填充多晶硅层凹槽，从而避免产生多晶硅颗粒以及化学机械研磨的泥浆颗粒陷入字线多晶硅层的凹陷处。

附图说明

图1为本发明一个实施例制造半导体存储器的流程图；

图2至图8为根据图1所示流程制造半导体存储器的示意图。

具体实施方式

本发明的发明人认为，现有技术利用化学机械研磨平坦化字线多晶硅层是导致字线多晶硅层隆起处研磨出的颗粒掉入凹陷处而无法去除，进而影响到器件的电学性能的主要原因。因此，发明人经过创造性劳动设计出通过刻蚀的方法来平坦化字线多晶硅层的方法，从而避免现有技术的缺陷。

基于上述原因，本发明提供一种半导体存储器的制造方法，如图1所示，包括步骤：

S101，在半导体衬底上形成栅极；

S102，在所述半导体衬底上沉积字线多晶硅层；

S103，在所述字线多晶硅层之上形成有机物层；

S104，刻蚀所述有机物层和所述字线多晶硅层；

S105，去除剩余的有机物层；

S106，刻蚀所述字线多晶硅层，形成字线。

下面结合附图对上述步骤进行详细说明。