[发明专利]分离栅式快闪存储器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造工艺，尤其涉及一种分离栅式快闪存储器的制造方法。

背景技术

闪存以其便捷，存储密度高，可靠性好等优点成为非挥发性存储器中研究的热点。从二十世纪八十年代第一个闪存产品问世以来，随着技术的发展和各类电子产品对存储的需求，闪存被广泛用于手机、笔记本、掌上电脑和U盘等移动和通讯设备中。闪存为一种非易变性存储器，其运作原理是通过改变晶体管或存储单元的临界电压来控制门极通道的开关以达到存储数据的目的，使存储在存储器中的数据不会因电源中断而消失，而闪存为电可擦除且可编程的只读存储器的一种特殊结构。如今闪存已经占据了非挥发性半导体存储器的大部分市场份额，成为发展最快的非挥发性半导体存储器。

然而现有的闪存在迈向更高存储密度的时候，由于受到编程电压的限制，通过缩小器件尺寸来提高存储密度将会面临很大的挑战，因而研制高存储密度的闪存是闪存技术发展的重要推动力。传统的闪存在迈向更高存储密度的时候，由于受到结构的限制，实现器件的编程电压进一步减小将会面临着很大的挑战。一般而言，闪存为分栅结构或堆叠栅结构或两种结构的组合。分栅式闪存由于其特殊的结构，相比堆叠栅闪存在编程和擦除的时候都体现出其独特的性能优势，因此分栅式结构由于具有高的编程效率，字线的结构可以避免“过擦除”等优点，应用尤为广泛。但是由于分栅式闪存相对于堆叠栅闪存多了一个字线从而使得芯片的面积也会增加，为了把较高组装密度的存储器单元引进半导体存储器件，存储器件电路的设计布局也必须随之而采用越来越小的尺寸。为了解决由存储器单元的高密度组装所引起的各种问题，必须改进半导体存储器件的结构，以实现更加小型化且更为耐用的半导体存储器件。

分离栅式快闪存储器的制造领域广泛采用源极注入机制（Source side injection）作为编程过程，其中浮置栅极和字线之间的间隙氧化层则作为编程过程的氧化层。这层浮置栅极和字线之间的间隙氧化层的质量成为器件性能、产品良率以及可靠性的关键影响因素，由于浮置栅极和字线之间的间隙氧化层引起的单个比特位（bit）的失效成为业界广泛关注的话题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高浮置栅极和字线之间的间隙氧化层的质量，进而提高分离栅式快闪存储器的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种分离栅式快闪存储器的制造方法，包括：

提供半导体衬底，并在所述半导体衬底上形成第一绝缘层；

在所述第一绝缘层上形成依次叠加的浮置栅极、第二绝缘层、控制栅极以及硬掩膜层，构成两两相邻成对的栅极叠层，并在所述栅极叠层的侧面覆盖栅极侧墙；

沉积第一高压栅氧化层；

在相邻成对的两栅极叠层的顶壁的相对外半部以及相对的外侧侧壁上形成第一光刻胶图形，刻蚀去除暴露的第一高压栅氧化层和第一绝缘层，其后去除所述第一光刻胶图形；

沉积第二高压栅氧化层；

在相邻成对的两栅极叠层的顶壁相对的内半部、相对的内侧侧壁以及两栅极叠层之间的半导体衬底上形成第二光刻胶图形，刻蚀去除暴露的第二高压栅氧化层、第一高压栅氧化层和第一绝缘层，其后去除第二光刻胶图形；

采用快速热退火或现场水汽生成退火进行膜层修复处理工艺。

进一步的，采用快速热退火或现场水汽生成退火进行膜层修复处理工艺，退火过程中通入气体为一氧化二氮、一氧化氮或者氮气、一氧化二氮及一氧化氮中的一种或几种与氧气的混合气体，退火温度为950℃～1100℃，退火时间为10秒～60秒。

进一步的，所述栅极侧墙的厚度为

进一步的，所述第一高压栅氧化层的厚度为

进一步的，所述第二高压栅氧化层的厚度为

进一步的，在刻蚀去除暴露的第二高压栅氧化层和部分第一高压栅氧化层，去除暴露的第一高压栅氧化层的厚度为

进一步的，在去除第二光刻胶图形和进行退火工艺的步骤之间，还包括利用热氧化法在暴露的半导体衬底上生长低压栅氧化层。

进一步的，所述低压栅氧化层的厚度为

进一步的，在相邻的栅极叠层之间形成擦除栅极，在相邻的栅极叠层两侧形成字线，所述栅极叠层和字线之间的栅极侧墙、第一高压栅氧化层以及低压栅氧化层构成了浮置栅极和字线之间的间隙氧化层。

综上所述，本发明通过采用快速热退火或现场水汽生成退火对第一高压栅氧化层进行膜层修复处理工艺，减少不稳定键，从而提高浮置栅极和字线之间的绝缘性，进而提高器件的稳定性。

附图说明