[发明专利]可多次编程的硅氧化氮氧化硅的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体领域的加工工艺，具体涉及一种可多次编程的硅氧化氮氧化硅的制造方法。

背景技术

SONOS是硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅（Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon）的英语首字母缩写，也可称为硅氧化氮氧化硅，是一种和闪存联系较为紧密的非易失性存储器。它与主流的闪存主要区别在于，它使用了氮化硅（Si3N4），而不是多晶硅，来充当存储材料。它的一个分支是SHINOS（硅-高电介质-氮化物-氧化物-硅）。SONOS允许比多晶硅闪存更低的编程电压和更高的编程-擦除循环次数，是一个较为活跃的研究、开发热点。

目前，现有技术中硅氧化氮氧化硅的制造方法包含以下步骤。

步骤1、如图1所示，按标准工序， 先在硅衬底上制作浅沟槽隔离（STI）的有源区：存储单元区、高压晶体管区和低压晶体管区，再采用离子植入法形成这三种有源区的掺杂阱: 存储单元阱（Cell Well），高压阱 （HV Well）和低压阱（LV Well）。

然后在衬底上依次生长氧化物，氮化物，氧化物三层薄膜，即氧化物氮化物氧化物薄膜（ONO film）。

步骤2、如图2所示，任意的一个存储单元由用于存储数据的储存控制晶体管（Cell CG）和用于数据存储选择的存储选择晶体管（Cell SG），两个晶体管串联组成。去除高压晶体管区、低压晶体管区和存储选择晶体管区上的氧化物氮化物氧化物薄膜，保留储存控制晶体管区上的氧化物氮化物氧化物薄膜。其去除方法是：先涂覆光刻胶（PR），并光刻去除高压晶体管区、低压晶体管区和存储选择晶体管区的光刻胶 然后对该区暴露的氧化物氮化物氧化物薄膜进行蚀刻，完成后去除光刻胶。

步骤3、如图3所示，在已经去除氧化物氮化物氧化物薄膜的高压晶体管区、低压晶体管区和存储选择晶体管区上进行高温热氧化，生长一层厚栅极氧化物薄膜（TGO film）。

步骤4、如图4所示，去除低压晶体管区及存储选择晶体管区上的厚栅极氧化物薄膜，其去除方法是：先涂覆光刻胶（PR），并光刻去除低压晶体管区和存储选择晶体管区的光刻胶 然后对该区暴露的厚栅极氧化物薄膜进行湿法蚀刻，完成后去除光刻胶。

步骤5、如图5所示，在已经去除厚栅极氧化物薄膜的存储选择晶体管区与低压晶体管区上生长栅极氧化物薄膜（GOX film）。

步骤6、如图6所示，在存储选择晶体管区与低压晶体管区上的栅极氧化物薄膜、高压晶体管区上的厚栅极氧化物薄膜上，以及储存控制晶体管区上的氧化物氮化物氧化物薄膜上，整体生长栅极多晶硅薄膜（Gate Poly film）。

步骤7、如图7所示，在多晶硅层上涂覆光刻胶并进行光刻，对多晶硅和氧化物氮化物氧化物进行蚀刻，最后去除光刻胶，形成条形栅极（Gate line）的栅极图案。

在形成栅极条后，则依次进行以下的标准工艺：植入轻掺杂源漏区（LDD），形成保护栅极的间隔层（spacer），植入重掺杂源漏区（PLUS implant），形成硅化物块或多晶硅化物块，形成接触孔（CT）、金属（Metal）和金属接触窗（Metal Via）。

其缺点在于： 现有技术制造硅氧化氮氧化硅的过程中，必须光刻去除存储单元中存储选择晶体管区的厚栅极氧化物，同时不损坏储存控制晶体管区的氧化物氮化物氧化物薄膜。而氧化物光刻去除工艺由中紫外线光刻(MUV)和湿法蚀刻组成，其要求图形线宽和间距必须大于某一临界尺寸（大约0.4微米），当层图形与前层图形的对准容许误差必须大于某一临界尺寸（大约0.1微米）。这样，存储选择晶体管和储存控制晶体管的间距必须满足上述尺寸要求，从而限制了存储单元的设计规范，不利于存储单元尺寸的微缩。

发明内容

本发明提供一种可多次编程的硅氧化氮氧化硅的制造方法，消除了氧化物光刻工艺对存储单元设计规范的限制，便于存储单元尺寸的微缩。

为实现上述目的，本发明提供了一种可多次编程的硅氧化氮氧化硅的制造方法，其特点是，该方法包含以下步骤：

步骤1、按标准工序， 先在硅衬底上制作浅沟槽隔离（STI）的有源区：存储单元区、高压晶体管区和低压晶体管区，再采用离子植入法形成这三种有源区的掺杂阱: 存储单元阱（Cell Well），高压阱（HV Well）和低压阱（LV Well）；

然后依次生长氧化物、氮化物、氧化物三层薄膜，即氧化物氮化物氧化物薄膜；

步骤2、光刻去除高压晶体管区上的氧化物氮化物氧化物薄膜；

步骤3、高压晶体管区上生长厚栅极氧化物薄膜；