[发明专利]存储器的形成方法

说明书

本发明提供了一种存储器的形成方法，包括：提供半导体基底，半导体基底包括衬底，位于衬底正面的遂穿氧化层、第一氮化硅层和第一顶部氧化硅层，以及位于衬底背面的底部氧化硅层、第二氮化硅层和第二顶部氧化硅层；去除第一顶部氧化硅层和第二顶部氧化硅层；在第一氮化硅层上形成第三顶部氧化硅层，同时，第二氮化硅层下方也形成了不均匀的第四顶部氧化硅层；在SONOS区域的第三顶部氧化硅层上形成保护层；刻蚀第四顶部氧化硅层；去除非SONOS区域的第三顶部氧化硅层；去除保护层，去除非SONOS区域的第一氮化硅层和第二氮化硅层。最终，解决了刻蚀过程中衬底背面产生不均匀ONO的问题，避免了由于质量不均带来的晶圆翘曲等问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种存储器的形成方法。

背景技术

随着市场对FLASH存储器件集成度要求的不断提高，传统Flash器件数据存储的可靠性与器件的工作速度、功耗、尺寸等方面的矛盾日益凸现。SONOS存储器具有单元尺寸小、操作电压低、与CMOS工艺兼容等特点,SONOS技术的不断改进将推动半导体存储器向微型化、高性能、大容量、低成本等方向发展。

SONOS存储器使用硅衬底-隧穿氧化层-氮化硅-阻挡氧化层-多晶硅(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)栅堆层结构，是一种电荷陷阱型存储器。现有工艺通过In-situ和二次生长的方法形成隧穿氧化层-氮化硅层-阻挡氧化层(ONO)结构。在ONO形成之后，非SONOS存储区需要采用光刻、干法/湿法刻蚀等工艺将ONO叠层去除，具体工艺流程如下：

如图1所示，首先提供半导体基底，所述半导体包括衬底110(可以是晶圆)，和位于衬底110正面和背面的ONO叠层。正面ONO叠层包括：隧穿氧化层121、第一氮化硅层122和第一顶部氧化硅层123；所述背面ONO叠层包括：底部氧化硅层131、第二氮化硅层132和第二顶部氧化硅层133。

如图2所示，湿法刻蚀去除第一顶部氧化硅层123露出第一氮化硅层122表面和湿法刻蚀去除第二顶部氧化硅层133露出第二氮化硅层132表面。

如图3所示，在第一氮化硅层122表面形成第三顶部氧化硅层124，同时第二氮化硅层132下面的部分区域形成了第四顶部氧化硅层134，并且第四顶部氧化硅层134厚度不均匀。

如图4所示，在第三顶部氧化硅层124上涂布光刻胶142和底部抗反射涂层141并显影，露出非SONOS存储区域。干法刻蚀去除显影区域的第三顶部氧化硅层124。

如图5所示，去除光刻胶142和底部抗反射涂层141，此时衬底110正面SONOS区域自下而上为ONO叠层，非SONOS区域为ON叠层。衬底110背面自下而上为完整的ON叠层和不完整、不均匀的氧化硅层，也就是说衬底110背面部分区域存在ONO叠层。

如图6所示，湿法刻蚀去除衬底110正面非SONOS区域的第一氮化硅层122，此时衬底110正面SONOS区域自下而上为ONO叠层，非SONOS区域仅保留底部隧穿氧化层121。

现有工艺在ONO刻蚀过程中衬底110背面会形成不均匀ONO叠层，造成如下问题：

1、第二氮化硅层132和第四顶部氧化硅层134具有一定色差，晶圆(衬底)背面发生不均匀色差现象，影响晶圆出货质量；

2、晶圆背面不均匀ONO叠层为目前工艺不可控范畴，会带来晶圆面内质量不均一，容易发生翘曲、弯折等问题，造成光刻对焦不准，影响后续工艺步骤；

3、晶圆背面后续会覆盖poly，氮化硅等叠层，如采用后段晶背清洗方法解决色差问题需增加多道工艺步骤，增加成本且可能会带来副作用。

发明内容