[发明专利]1.5T SONOS闪存的制造方法

说明书

本发明涉及1.5T SONOS闪存的制造方法，涉及半导体集成电路制造方法，首先在半导体衬底上沉积形成的第一层多晶硅栅极层，然后在第一层多晶硅栅极层内定义出存储管的形成区域，刻蚀掉存储管的形成区域内的多晶硅，停止在栅氧层上然后依次沉积ONO层和第二层多晶硅栅极层，对第二层多晶硅栅极层进行化学机械研磨，清洗去除掉第一层多晶硅栅极层顶部残留的ONO层，然后一次形成逻辑器件和1.5T SONOS器件的栅极结构，如此所需光罩个数减少，工艺简单，成本较低，且1.5T SONOS器件形成的过程与逻辑器件制造过程之间不会互相影响，从而提高了器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造方法，尤其涉及一种1.5T SONOS闪存的制造方法。

背景技术

在半导体集成电路中，快闪存储器(Flash Memory)以其非挥发性(Non-Volatile)的特点在移动电话、数码相机等消费类电子产品和便携式系统中得到广泛应用。非挥发性存储技术主要有浮栅(floating gate))技术、分压栅(split gate)技术以及SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅-二氧化硅-氮化硅-二氧化硅-硅)技术，SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅/二氧化硅/氮化硅/二氧化硅/硅)型快闪存储器由于工艺简单、操作电压低、数据可靠性高及易于集成到标准CMOS工艺中等优点而得到广泛应用。

其中，常用的1.5T SONOS闪存结构包括两个器件，一个是选择管(SG，selectgate)，另外一个是存储管(MG，memory gate)，存储管(MG，memory gate)以ONO(SiO2-Si3N4-SiO2)层为栅介电质，可以在其中的Si3N4中存储电荷。形成1.5T SONOS结构器件需要两层栅极多晶硅。

目前主流的做法是沉积完第一层栅极多晶硅之后，先刻蚀形成其中一个器件的栅极，可以是选择管，也可以是存储管。然后再制作另外一个器件的栅介电质，以及外围逻辑器件(如核心器件、输入输出器件)的栅介电质，接下来沉积第二层多晶硅，利用第二层多晶硅制作外围逻辑器件栅极，并用第二层多晶硅形成另外一个器件的栅极，完成1.5T SONOS闪存的制造。

如上所述，在完成1.5T SONOS闪存中的第一个器件之后，为了正确形成第二个器件和外围逻辑器件的栅介电质，以及在第二层多晶硅栅极刻蚀的时候正确的形成第二个栅极的形状，需要增加额外的光罩和工艺，增加了工艺复杂性和成本，且1.5T SONOS器件形成的过程与逻辑器件制造过程之间会互相影响，从而影响器件性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种1.5T SONOS闪存的制造方法，以减少所需光罩个数，工艺简单，成本较低，且1.5T SONOS器件形成的过程与逻辑器件制造过程之间不会互相影响，从而提高了器件性能。

本发明提供的1.5T SONOS闪存的制造方法，包括：S1：提供一半导体衬底，在半导体衬底上形成场氧化层，由场氧化层隔离出多个有源区，然后对多个有源区进行阱注入工艺，以形成P阱或N阱；S2：在半导体衬底上形成栅氧层；S3：形成第一层多晶硅栅极层；S4：采用光刻刻蚀工艺定义出存储管的位置并刻蚀掉该区域内的第一层多晶硅栅极层，刻蚀停止在栅氧层上，以定义出存储管的形成区域；S5：清洗掉半导体衬底上存储管的形成区域内的栅氧层，露出半导体衬底，然后依次沉积ONO层和第二层多晶硅栅极层；S6：对第二层多晶硅栅极层进行平坦化工艺，并停止在ONO层；S7：清洗去除掉第一层多晶硅栅极层上的ONO层，然后光刻刻蚀出逻辑器件的栅极结构和1.5T SONOS器件的栅极结构；以及S8：完成1.5TSONOS器件及逻辑器件的后续工艺，以完成1.5T SONOS闪存的制造。

更进一步的，在步骤S1中所述场氧化层隔离出逻辑器件的有源区以及1.5T SONOS器件的有源区。

更进一步的，所述逻辑器件的有源区包括核心器件的有源区和输入输出器件的有源区。