[发明专利]纳米晶分栅式闪存的制造过程

说明书

技术领域

本发明涉及一种存储器的制造过程，尤其是纳米晶分栅式闪存的制造过程。

背景技术

存储器用于存储大量的数字信息，最近据调查显示，在世界范围内，存储 器芯片大约占半导体交易的30％，多年来，工艺技术的进步和市场需求催生越 来越多高密度的各种类型存储器，如RAM(随机存储器)、DRAM(动态随机 存储器)、ROM(只读存储器)、EPROM(可擦除存储器可编程存储器)、FLASH (闪存)和FRAM(铁电存储器)等，其中，闪存即FLASH已成为非易失性半 导体存储技术的主流，在各种各样的闪存器件中，基本分为两种类型：叠栅式 (stacked gate)和分栅式(split gate)，制造叠栅式的方法比制造分栅式简单， 且所占面积较小，然而叠栅时存在过擦除问题，该问题通常需要在擦除循环后 进行验证以将单元的阈值电压保持在一个电压范围内解决，增加了电路设计的 复杂性。分栅式的电路设计相对简单，而且相比叠栅式可以有效解决堆叠式的 过擦除问题，同时分栅式结构利用源端热电子注入进行编程，具有更高的编程 效率，因而被广泛应用在各类诸如智能卡、SIM卡、微控制器、手机等电子产 品中。

随着科技的发展，分栅式闪存的性能向着体积减小、功耗降低、读取速度 加快和稳定性增强的方向发展，因此满足上述性能并且易于工厂大规模流水线 生产的分栅式闪存成为主要的研究课题。

发明内容

本发明的解决的技术问题为，提供一种体积小、能耗低、编程效率高、擦 写速度快、并且易于工厂大规模流水线生产的分栅式闪存的制造方法。

为解决上述问题，本发明提供一种分栅式闪存的制造方法，包括如下步骤：

提供一单晶硅衬底，在所述单晶硅衬底上形成有源极线，在紧挨所述 源极线的两侧，由下至上的结构依次为氧化层、选择栅极和氧化物侧墙， 形成凸字形结构，在所述凸字形结构的表面上均匀生成一层隧穿介质层；

在所述隧穿介质层表面上均匀生成纳米晶浮栅层；

在所述纳米晶浮栅层的表面上均匀淀积高温氧化层；

接着，在所述高温氧化层表面均匀生长第一多晶硅层；

采用干刻法依次刻蚀所述第一多晶硅层、所述高温氧化层，所述纳米 晶浮栅层以及所述隧穿介质层，暴露出所述源极线和所述氧化物侧墙， 在所述凸字形结构的肩部，保留的所述第一多晶硅层成为两个控制栅， 所述控制栅与所述氧化物侧墙高度相等。进一步的，形成所述凸字形结 构的步骤包括：

提供所述单晶硅衬底；

在所述单晶硅衬底表面上形成所述氧化层；

在所述氧化层表面上形成所述第二多晶硅层；

在所述第二多晶硅层表面上形成电介质层；

接着，刻蚀掉所述电介质层的中间部分，保留所述电介质层的两边；

在两个保留的所述电介质层内侧壁上对称形成两个所述氧化物侧墙；

依次刻蚀掉所述氧化物侧墙之间的所述第二多晶硅层和所述氧化层， 直到暴露出所述单晶硅衬底表面；

在所述氧化物侧墙之间、单晶硅衬底表面上形成所述源极线，所述源 极线的高度接近于所述两个氧化物侧墙；

依次刻蚀掉所述电介质层以及所述电介质层下方的所述第二多晶硅 层和所述氧化层，保留的所述第二多晶硅层成为所述选择栅极。

进一步的，在形成所述控制栅后还包括：

在所述控制栅侧壁形成两个绝缘介质侧墙；

在所述绝缘介质侧墙外侧形成位线。

优选的，所述隧穿介质层的厚度为40埃-50埃。

优选的，所述隧穿介质层的材料为氧化硅或氮化硅。

优选的，所述纳米晶浮栅层的材料为纳米晶材料，所述纳米晶材料的颗粒尺 寸为5nm-20nm。

优选的，所述纳米晶浮栅层采用化学气相沉积形成。

优选的，所述高温氧化层是采用高温氧化生长形成。

优选的，所述第一多晶硅层的厚度为1000埃-3000埃。

优选的所述第一多晶硅层采用化学气相沉积形成。