[发明专利]嵌入式SONOS闪存ONO层的制造方法

说明书

本发明提供一种嵌入式SONOS闪存ONO层的制造方法，提供衬底，衬底上形成有逻辑区，逻辑区包括依次相邻的存储单元区、选择单元区、输入输出区和核心器件区，衬底上依次形成有自下而上叠加的第一氧化层、第一氮化层和第二氧化层；在第二氧化层上形成抗反射层以及光刻胶层，之后光刻打开光刻胶层，使得存储单元区之外的抗反射层裸露；刻蚀去除裸露的抗反射层，使得存储单元区之外的第二氧化层裸露；刻蚀去除裸露的第二氧化层，使得存储单元区之外的第一氮化层裸露；去除剩余的抗反射层和光刻胶层；刻蚀去除裸露的第一氮化层。本发明的方法利用湿法刻蚀的选择比高特性，解决干法刻蚀损伤氮化层的问题，进而栅极氧化层的可靠性，最终提高ONO工艺的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种嵌入式SONOS闪存ONO层的制造方法。

背景技术

嵌入式闪存(embedded flash,E-Flash)是把闪存嵌入到CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor Transistor)上，形成SOC(System on a Chip)。嵌入式SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)闪存是基于现有逻辑平台将SONOS flash嵌入到逻辑平台。SONOS flash采用的是选择管(select-gate)和存储管(cell-gate)结构。

其中ONO(Oxide-Nitride-Oxide)工艺是SONOS flash的核心工艺之一。ONO(氧化层-氮化层-氧化层)工艺不仅包含存储管区ONO层的制备，还包括逻辑区(包含IO、device)的栅极氧化层的制备。现有工艺流程如图1所示：在完成ONO层生长后。通过光刻工艺将逻辑区打开，仅在存储管区保留完整的ONO层。利用干法刻蚀将BARC和顶层氧化层去除。再除去存储管区的PR(光刻胶)和BRAC(抗反射涂层)。最后利用湿法刻蚀去除逻辑区中ONO层的氮化层。最终ONO层在逻辑区仅保留底层氧化层，逻辑器件的栅极氧化层在该底层氧化层的基础上制备。

在现有技术中，有三个原因会导致栅极氧化层在刻蚀中受损。首先，干法刻蚀工艺选择比较低，在刻蚀ONO层顶层氧化层时，也会刻蚀部分甚至全部氮化层，这削弱了氮化层对底层氧化层的保护作用，最终导致底层氧化层(栅极氧化层)的损伤。其次，ONO层中氧化层和氮化层之间界限不明确，这种过渡态会放大干法刻蚀较低选择比对栅极氧化层的不利影响。此外，由于在AA/STI(有源区/浅沟槽隔离)交界处ONO层较厚，为了保证此处ONO层的顶层氧化层被全部刻蚀完，需要过刻蚀(OE，over etch)，而该区域的过刻蚀又会加剧其他区域中氮化层的刻蚀，进而影响其他区域氮化层对栅极氧化层的保护作用，导致栅极氧化层的可靠性衰退。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种嵌入式SONOS闪存ONO层的制造方法，用于解决现有技术中干法刻蚀工艺选择比较低，在刻蚀ONO层顶层氧化层时，也会刻蚀部分甚至全部氮化层，这削弱了氮化层对底层氧化层的保护作用，最终导致底层氧化层(栅极氧化层)的损伤，ONO层中氧化层和氮化层之间界限不明确，这种过渡态会放大干法刻蚀较低选择比对栅极氧化层的不利影响，为了保证此处ONO层的顶层氧化层被全部刻蚀完，需要过刻蚀(OE，over etch)，而该区域的过刻蚀又会加剧其他区域中氮化层的刻蚀，进而影响其他区域氮化层对栅极氧化层的保护作用，导致栅极氧化层的可靠性衰退的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种嵌入式SONOS闪存ONO层的制造方法，包括：

步骤一、提供衬底，所述衬底上形成有逻辑区，所述逻辑区包括依次相邻的存储单元区、选择单元区、输入输出区和核心器件区，所述衬底上依次形成有自下而上叠加的第一氧化层、第一氮化层和第二氧化层；

步骤二、在所述第二氧化层上形成抗反射层以及在所述抗反射层表面的光刻胶层，之后光刻打开所述光刻胶层，使得所述存储单元区之外的所述抗反射层裸露；