[发明专利]快闪存储器和快闪存储器的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作领域技术，特别涉及快闪存储器及快闪存储器的制作方法。

背景技术

随着半导体制程技术的发展，在存储装置方面已开发出存取速度较快的快闪存储器（flash memory）。快闪存储器具有可多次进行信息的存入、读取和擦除等动作，且存入的信息在断电后也不会消失的特性，因此，快闪存储器已成为个人电脑和电子设备所广泛采用的一种非易失性存储器。其中，快闪存储器根据阵列结构的不同，主要分与非门快闪存储器和或非门快闪存储器，由于与非门快闪存储器比或非门快闪存储器的集成度高，所以与非门快闪存储器具有更广的应用范围。

典型的与非门快闪存储器以掺杂的多晶硅作为浮动栅极（floating gate）和控制栅极（control gate）；其中，控制栅极形成于浮动栅极上，且通过栅间介质层相隔；浮动栅形成于衬底上，通过一层隧穿介质层（tunnel oxide）相隔。当对快闪存储器进行信息的写入操作时，通过在控制栅极与源区/漏区施加偏压，使电子注入浮动栅极中；在读取快闪存储器信息时，在控制栅极施加一工作电压，此时浮动栅极的带电状态会影响其下方沟道（channel）的开/关，而此沟道的开/关即为判断信息值0或1的依据；当快闪存储器在擦除信息时，将衬底、源区、漏区或控制栅极的相对电位提高，并利用隧穿效应使电子由浮动栅极穿过隧穿介质层而进入衬底、源区或漏区中，或是穿过栅间介质层而进入控制栅极中。

快闪存储器的工作电压、读取及擦除的速率与浮动栅极和控制栅极间的耦合率（coupling ratio）有关。耦合率是指施加于控制栅极上的电压耦合至浮动栅极的参数。对于快闪存储器储器而言，耦合率越大，操作快闪存储器所需要的工作电压越低，读取以及擦除的速率越高，且快闪存储器的功耗越低。

因此研究具有高耦合率的快闪存储器是当前亟需解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种优化的快闪存储器和快闪存储器的制作方法，提高快闪存储器的耦合率，减小快闪存储器的工作电压和功耗。

为解决上述问题，本发明提供一种快闪存储器的制作方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有隧穿介质层、位于隧穿介质层表面的浮栅导电层以及位于浮栅导电层表面的掩膜层；图形化所述掩膜层，以图形化的掩膜层为掩膜，依次刻蚀浮栅导电层、隧穿介质层和部分厚度的半导体衬底，形成沟槽；形成填充满所述沟槽的隔离层；去除所述掩膜层；在所述浮栅导电层表面形成侧墙，所述侧墙位于隔离层侧壁，且所述侧墙暴露出浮栅导电层部分表面；以所述侧墙为掩膜，刻蚀去除部分厚度的浮栅导电层，在浮栅导电层中形成凹槽；去除所述侧墙；形成栅间介质层，且所述栅间介质层覆盖隔离层和具有凹槽的浮栅导电层表面；在所述栅间介质层表面形成控制栅导电层，且所述控制栅导电层填充满所述凹槽。

可选的，所述侧墙的材料为氮化硅。

可选的，所述侧墙的形成过程为：形成覆盖浮栅导电层的侧墙膜；对所述侧墙膜进行回刻蚀工艺，形成位于浮栅导电层表面的侧墙，且所述侧墙位于隔离层侧壁。

可选的，采用干法刻蚀进行所述回刻蚀工艺，所述干法刻蚀的具体工艺参数为：刻蚀气体包括CF₄、CHF₃和Ar，CHF₃流量为65sccm至200sccm，CF₄的流量为30sccm至50sccm，Ar的流量为50sccm至70sccm，腔室压强为0毫托至5毫托，电源功率为200瓦至1000瓦，偏置电压为200V至1000V。

可选的，采用干法刻蚀工艺刻蚀去除部分厚度的浮栅导电层。

可选的，所述干法刻蚀工艺的具体工艺参数为：刻蚀气体为CF₄、CHF₃、CH₂F₂、CH₃F、C₄F₈或C₅F₈中的一种或几种，刻蚀气体流量为100sccm至500sccm，腔室压强为0毫托至10毫托，电源功率为200瓦至1000瓦，偏置电压为0伏至1000伏。

可选的，在形成所述浮栅导电层之后，还包括步骤：去除部分厚度的隔离层，暴露出浮栅导电层的侧壁。

可选的，去除部分厚度的隔离层，且隔离层顶部高于隧穿介质层上表面。

可选的，去除部分厚度的隔离层的工艺为干法刻蚀或湿法刻蚀。