[发明专利]闪存的存储单元的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种闪存的存储单元的形成方法。

背景技术

在现有的集成电路中，存储器件已成为一种重要器件。在目前的存储器件中，闪存（Flash Memory）的发展尤为迅速。闪存的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的信息；且具有集成度高、存取速度快、易于擦除和重写等优点，因而在微机、自动化控制等多项领域得到了广泛的应用。

现有技术中，闪存的存储单元的形成过程如图1至图3所示，包括：

请参考图1，提供具有若干浅沟槽隔离结构101的半导体衬底100，所述相邻浅沟槽隔离结构101之间的半导体衬底100表面具有氧化硅层102；在所述氧化硅层102表面形成浮栅层103。

请参考图2，在所述浮栅层103和浅沟槽隔离结构101表面覆盖介质层104；在所述介质层104表面覆盖控制栅层105，所述控制栅层105的材料为多晶硅。

请参考图3，平坦化所述控制栅层105直至暴露出所述介质层104表面；在所述介质层104和控制栅层105表面形成电互连结构106。

然而，现有技术所形成的闪存的存储单元性能较差，编程速度较低。

更多闪存器件的结构或形成方法的相关资料请参考公开号为US2008/0108193的美国专利文件。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种闪存的存储单元的形成方法，改善所形成的闪存的存储单元的性能，提高编程速率。

为解决上述问题，本发明提供一种闪存的存储单元的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底内具有若干浅沟槽隔离结构，所述相邻浅沟槽隔离结构之间的半导体衬底表面具第二介质层、和第二介质层表面的浮栅层，所述浅沟槽隔离结构和浮栅层的侧壁和顶部表面具有第一介质层，所述相邻浮栅层表面的第一介质层之间具有沟槽；在所述第一介质层表面形成填充满所述沟槽的控制栅层；在形成所述控制栅层之后，进行热退火工艺；在所述热退火工艺之后，去除高于所述第一介质层表面的控制栅层。

可选的，所述热退火工艺的气体包括二氧化氮和一氧化氮中的一种或两种混合。

可选的，所述热退火工艺的气体还包括氢气。

可选的，所述热退火工艺的温度为700摄氏度~950摄氏度，时间为5分钟~60分钟，流量为0.05标准升每分钟~5标准升每分钟，气压为0.08托~10托。

可选的，所述控制栅层的材料为硅。

可选的，所述控制栅层的形成工艺为化学气相沉积工艺：温度为480~550摄氏度，反应气体包括SiH₄和Si₂H₆中的一种或两种，流量为0.1标准升每分钟~5标准升每分钟，气压为0.08托~10托。

可选的，所述控制栅层内具有掺杂离子。

可选的，所述掺杂离子通过原位掺杂工艺掺杂入所述控制栅层。

可选的，所述掺杂离子为磷或砷，掺杂浓度为1E19原子每平方厘米~5E20原子每平方厘米。

可选的，所述沟槽的纵宽比为大于3。

可选的，所述第二介质层的材料为氧化硅。

可选的，所述第一介质层为氧化硅-氮化硅-氧化硅的复合结构、或氮化硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅氮化硅的复合结构。

可选的，所述浮栅层的材料为多晶硅。

可选的，所述去除高于所述第一介质层的控制栅层的工艺为化学机械抛光工艺。

可选的，在去除高于所述第一介质层的控制栅层之后，在所述第一介质层和控制栅层表面形成电互连结构。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

在浮栅层表面形成第一介质层，且相邻浮栅层表面的第一介质层之间具有沟槽；在所述第一介质层表面形成填充满所述沟槽的控制栅层之后，进行热退火工艺；所述热退火工艺能够使所述控制栅层的晶格进行重新排列，从而消除位于所述沟槽内的控制栅层内的空隙，且使所述述控制栅层的材料均匀；首先，所述热退火工艺避免了当所述相邻浮栅层表面的第一介质层之间的沟槽纵宽比过大时，使所形成的控制栅层内具有空隙的问题，进而提高了所形成的闪存的存储单元的编程速率；其次，经过热退火后的控制栅层的材料更为均匀，从而使所形成的闪存的存储单元性能更为稳定。