[发明专利]一种形成侧墙的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，具体涉及一种存储器栅极侧墙的制备方法。

背景技术

Poly Etch（多晶硅刻蚀）和Spacer Etch（侧墙刻蚀）都是CMOS器件形成的关键工艺。对于Flash(存储器)产品来说，由于芯片中同时具有Cell(存储单元)和Periphery(外围逻辑)两个区域，而且两个区域的设计和结构有很大不同，所以在半导体制造过程中经常需要针对不同区域和结构进行独立的工艺流程，这就需要增加很多层Photo(光刻)和Etch(刻蚀)工艺，以在存储单元区和外围逻辑区形成不同的栅极侧墙结构。

存储单元区的栅极结构由于具有FG(Floating Gate,浮动栅极)和CG(Control Gate,控制栅极)两层Poly（多晶硅层），而外围逻辑区只有CG一层多晶硅层，所以一般会先对存储单元区的多晶硅层进行刻蚀，然后对外围逻辑区进行多晶硅刻蚀。在刻蚀形成两个区域的栅极后需要在存储单元区和外围逻辑区的栅极形成不同结构的侧墙。由于存储单元区和外围逻辑区后续工艺中的离子注入的条件有很大差别，所以对两个区域的Spacer Width(侧墙宽度)也有不同的要求。

图1-5为现有技术形成存储器栅极侧墙的流程图，包括以下步骤；

1、提供一半导体器件，该半导体器件包括外围逻辑区1和存储单元2，涂覆光刻胶，利用光刻工艺打开存储单元的窗口，然后剩余光刻胶3对存储单元区2进行刻蚀，完成存储单元2的栅极；形成如图1所示结构后，并去除剩余光刻胶3。

2、在外围逻辑区1的顶部涂覆一层光刻胶，并在存储单元2的栅极的顶部制备一光阻，以保护存储单元区2的栅极；进行光刻工艺在外围逻辑区1的光刻胶内打开窗口，并以该窗口对外围逻辑区1向下进行刻蚀，形成外围逻辑区1的栅极，如图2所示结构并去除剩余光刻胶4。

3、在外围逻辑区1和存储单元区2各自的栅极形成第一侧壁结构5；如图3所示结构；

4、在存储单元区2的栅极顶部形成一光阻，保护存储单元区2的栅极侧壁，然后湿法刻蚀去除外围逻辑区1的栅极侧墙的第一侧壁结构5，如图4所示结构并移除存储单元区2的栅极顶部的光阻；

5、移除存储单元区2的栅极顶部的光刻胶，在存储单元区2和外围逻辑区1的栅极沉积第二侧壁6。

由于在需要存储单元区的栅极形成两次不同材质的侧墙，现有技术是采用先刻蚀形成各自栅极并形成侧墙后，再利用掩膜去除外围逻辑区的栅极侧墙，然后去除掩膜再在栅极沉积一层侧墙。由此可见，现有技术采用的工艺步骤比较繁琐，生产周期较长，同时也成本较高。

中国专利（申请号200810204964.2）揭露了一种掩膜只读存储器的制造方法，包括：提供定义有存储单元区和外围电路区的半导体衬底；于半导体衬底上形成未经掺杂的栅极物质层；刻蚀栅极物质层，形式所需形状的栅极；于半导体衬底上依次形成第一氧化硅层与氮化硅层；于存储单元区填充介质层；于半导体衬底上形成第二氧化硅层；进行氧化硅和氮化硅的刻蚀，于存储单元区去除栅极上的氮化硅层，并于外围电路区形成栅极侧墙；进行栅极掺杂。

该专利是通过未经掺杂的栅极物质层来构造栅极，从而使得该工艺流程与标准的CMOS工艺兼容，避免了前期掺杂好栅极物质层所带来的逻辑工艺不兼容问题；但是在存储器制造工艺中，需要在外围逻辑区和存储单元区的栅极形成不同结构的栅极侧墙，该专利是利用传统的制备方法形成侧墙，而传统的制备方法是刻蚀形成各自栅极并形成侧墙后，再利用掩膜去除外围逻辑区的栅极侧墙，然后去除掩膜再在栅极沉积一层侧墙，制备方法比较繁琐，而且成本也较高。

中国专利（申请号：201210413670.7）公开了一种存储器件及其制作方法，所述存储器件包括：有源区、漏区和栅极，其中，所述栅极至少包括表面具有多个凸起的浮栅。本发明存储器件具有表面有凸起的浮栅，通过增大浮栅的表面积，增加浮栅与控制栅之间的电容值，从而提高了耦合系数，有效的改善了器件性能。此外，本发明存储器件制作方法，通过多次刻蚀工艺，避免了化学机械抛光，提高了产品的均匀性，从而提高了产品良率。

该专利是通过在栅极表面形成凸起的浮栅，进而增加浮栅和控制栅的电容值，改善器件性能。但是在存储器的制造工艺中，需要在外围逻辑区和存储单元区的栅极形成不同结构的侧墙，采用传统的制备方法进行制备比较繁琐，而且成本也较高。

发明内容