闪存结构及其制作方法与流程

本发明涉及一种半导体制造技术领域，特别是涉及一种闪存结构及其制作方法。

背景技术：

闪存以其便捷、存储密度高、可靠性好等优点成为非挥发性存储器中研究的热点。闪存结构中通常包括用于存储数据的存储单元(Memory cell)，存储单元包括栅极结构和位于栅极结构两侧的源极和漏极。

但是传统的闪存结构的源极制作方法为在形成栅极结构后，采用自对准源极(SAS)法用光罩去定义源极的区域、刻蚀、离子注入形成源极，然而，通过该方法会对栅极结构造成一定的不良影响，进而降低整个闪存结构的性能。

因此，针对现有技术存在的问题，需要提出一种新的闪存结构及其制作方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种闪存结构及其制作方法，提高闪存结构的性能，降低生产成本，提高竞争力。

为解决上述技术问题及相关问题，本发明提供的一种闪存结构的制作方法包括如下步骤：

提供一基底，所述基底中定义有有源区，所述有源区包括第一有源区和第二有源区，所述第一有源区和第二有源区相互垂直分布；

在所述基底上形成栅极结构，所述栅极结构位于所述第二有源区平行的两侧，且覆盖部分所述第一有源区；

以所述栅极结构为掩膜，对所述基底执行离子注入工艺，在所述栅极结构的一侧且位于所述有源区中形成源极。

进一步的，在所述闪存结构的制作方法中，在对所述基底执行离子注入工艺时，还包括在所述栅极结构的另一侧且在所述第一有源区中形成漏极。

进一步的，在所述闪存结构的制作方法中，在所述基底中还包括隔离结构，所述第一有源区和第二有源区均被所述隔离结构相隔离。

可选的，在所述闪存结构的制作方法中，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构。

可选的，所述基底中定义有有源区的具体步骤包括：在所述基底上自下至上依次沉积第一介质层、掩膜层和光刻胶层；在所述光刻胶层中形成开口，所述开口具有界定出所述有源区的浅沟槽隔离结构对应的形状；刻蚀所述开口，以形成贯穿所述掩膜层、第一介质层直至所述基底中的所述浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构将所述有源区分为第一有源区和第二有源区，所述第一有源区和第二有源区相互垂直分布。

进一步的，在所述闪存结构的制作方法中，所述开口呈网格状分布。

进一步的，在形成所述浅沟槽隔离结构后，在形成所述栅极结构之前，还包括去除多余的所述光刻胶层、所述掩膜层和所述第一介质层；以及在所述浅沟槽隔离结构中填充满第二介质层。

进一步的，所述制作方法还包括在所述第二有源区中的所述源极之上形成源极线，所述源极线电连接所有的所述源极；在所述漏极之上形成接触孔，所述接触孔电连接所述漏极。

可选的，在所述闪存结构的制作方法中，所述基底为P型硅衬底。

进一步的，在所述闪存结构的制作方法中，所述源极和漏极的掺杂类型为N型。

进一步的，在所述基底上形成所述栅极结构的步骤包括在所述基底上依次自下至上沉积一浮栅层、栅间介质层和控制栅层。

可选的，在所述闪存结构的制作方法中，所述浮栅层和控制栅层均为多晶硅层。

根据本发明的另一面，本发明还提供一种闪存结构，包括：

一基底，所述基底中定义有有源区，所述有源区包括第一有源区和第二有源区，所述第一有源区和第二有源区相互垂直分布；

一栅极结构，所述栅极结构位于所述基底之上，且位于所述第二有源区平行的两侧，且覆盖部分所述第一有源区；

一源极，所述源极位于所述栅极结构的一侧且位于所述有源区中。

进一步的，所述闪存结构还包括漏极，所述漏极位于所述栅极结构的另一侧且位于所述第一有源区中。

进一步的，在所述闪存结构中，所述栅极结构包括一沉积于所述基底上的浮栅层、一位于所述浮栅层上的控制栅层，以及在所述浮栅层和控制栅层之间的栅间介质层。

进一步的，所述闪存结构还包括隔离结构，所述隔离结构位于所述基底中，所述第一有源区和第二有源区均被所述隔离结构相隔离。

可选的，在所述闪存结构中，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构。

进一步的，所述闪存结构还包括源极线和接触孔，所述源极线位于所述第二有源区的源极之上，所述源极线电连接所有的所述源极；所述接触孔位于所述漏极之上，所述接触孔电连接所述漏极。

可选的，在所述闪存结构中，所述基底为P型硅衬底。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的闪存结构的制作方法在所述基底中定义有有源区，所述有源区包括第一有源区和第二有源区，所述第一有源区和第二有源区相互垂直分布；在所述基底上形成栅极结构，所述栅极结构位于所述第二有源区平行的两侧，且覆盖部分所述第一有源区；以所述栅极结构为掩膜，对所述基底执行离子注入工艺，在所述栅极结构的一侧且在所述有源区中形成源极。通过该制作方法形成闪存结构中的源极，相当于，所述基底中定义有有源区的步骤中，就已经将源极的区域定义出来了，可以省去现有技术中，在形成栅极结构后，采用SAS工艺再去定义源极的区域的相关工艺，可以减少一道光罩工艺，而且，还可以避免因该光罩工艺对栅极结构造成的不良影响。因此，本发明通过上述制作方法形成的闪存结构可以提高其性能，降低生产成本，提高竞争力。

附图说明

图1至图5为发明人所述熟知的闪存结构的制作方法所对应的结构俯视图和剖面结构图；

图6为本发明实施例中所述闪存结构的制作方法的流程图；

图7至图11为本发明实施例中所述闪存结构的制作方法所对应的结构俯视图和剖面结构图。

具体实施方式

请参阅图1至图5，为发明人所熟知的传统的闪存结构的制作方法中的俯视图和剖面结构图，所述闪存结构的制作方法包括：提供一基底10；在所述基底10中形成有有源区A和浅沟槽隔离结构(STI)B，所述有源区A之间被所述浅沟槽隔离结构B相隔离，在所述浅沟槽隔离结构B中填充满二氧化硅；然后，在所述基底10上形成栅极结构，所述栅极结构包括依次沉积在所述基底10上的浮栅层11、堆叠在所述浮栅层11上面的控制栅层13、以及在所述控制栅层13和所述浮栅层11之间设有ONO(氧化物-氮化物-氧化物)层12，如图1和2所示；接着，采用自对准源极工艺(SAS)形成源极14，如图2至图4所示。

具体的，自对准源极工艺(SAS)包括：首先，需要利用光罩定义出所述源极14的区域，所述源极14的区域位于所述栅极结构的一侧，如图2所示，为图1沿x1x2方向上的剖面结构图，在定义所述源极14的区域时，需要将部分所述浅沟槽隔离结构B中的二氧化硅刻蚀掉，以漏出所述基底10(其俯视图如图3所示)，便于后续离子注入工艺形成所述源极14，如图4所示。

在传统的闪存结构制作方法中，在形成完所述源极14后，在所述栅极结构的另一侧且位于所述有源区A中通过离子注入工艺形成漏极15，如图5所示。

发明人发现在上述SAS过程中，如图2所示，所述控制栅13的顶部会变得不平整，进而影响整个闪存结构的性能，特别是在更小尺寸的器件中，上述现象更加严重。

因此，发明人基于上述发现和研究，提供一种闪存结构的制作方法，所述制作方法的步骤包括：

S1、提供一基底，所述基底中定义有有源区，所述有源区包括第一有源区和第二有源区，所述第一有源区和第二有源区相互垂直分布；

S2、在所述基底上形成栅极结构，所述栅极结构位于所述第二有源区平行的两侧，且覆盖部分所述第一有源区；

S3、以所述栅极结构为掩膜，对所述基底执行离子注入工艺，在所述栅极结构的一侧且在所述有源区中形成源极。

相应的，根据本发明的另一面，本发明还提供一种闪存结构，包括：

一基底，所述基底中定义有有源区，所述有源区包括第一有源区和第二有源区，所述第一有源区和第二有源区相互垂直分布；

一栅极结构，所述栅极结构位于所述基底之上，且位于所述第二有源区平行的两侧，且覆盖部分所述第一有源区；

一源极，所述源极位于所述栅极结构的一侧且位于所述有源区中。

本发明的闪存结构的制作方法在所述基底中定义有有源区，所述有源区包括第一有源区和第二有源区，所述第一有源区和第二有源区相互垂直分布；在所述基底上形成栅极结构，所述栅极结构位于所述第二有源区平行的两侧，且覆盖部分所述第一有源区；以所述栅极结构为掩膜，对所述基底执行离子注入工艺，在所述栅极结构的一侧且在所述有源区中形成源极。通过该制作方法形成闪存结构中的源极，相当于，所述基底中定义有有源区的步骤中，就已经将源极的区域定义出来了，可以省去现有技术中，在形成栅极结构后，采用SAS工艺再去定义源极的区域的相关工艺，可以减少一道光罩工艺，而且，还可以避免因该光罩工艺对栅极结构造成的不良影响。因此，本发明通过上述制作方法形成的闪存结构可以提高其性能，降低生产成本，提高竞争力。

下面将结合流程图和示意图对本发明的一种闪存结构及其制作方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

以下例举闪存结构及其制作方法的的实施例，详细介绍本发明的一种闪存结构及其制作方法的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。

请参阅图6至图11，其中，图6为本实施例中所述闪存结构的制作方法的流程图，图7至图11为所述制作方法中相应步骤对应的俯视图和剖面结构图。所述闪存结构的制作方法包括如下步骤：

步骤S1，提供一基底20，所述基底20中定义有有源区，所述有源区包括第一有源区A1和第二有源区A2，所述第一有源区A1和第二有源区A2相互垂直分布。所述基底20可以为硅衬底，也可以为Ge衬底、SiGe衬底、SiC衬底、SOI(绝缘体上硅，Silicon On Insulator)衬底或GOI(绝缘体上锗，Germanium On Insulator)衬底等，还可以为包括其他元素半导体或化合物半导体的衬底，例如玻璃衬底或III-V族化合物衬底(例如氮化镓衬底或砷化镓衬底等)，还可以为叠层结构，例如Si/SiGe等，还可以为其他外延结构，例如SGOI(绝缘体上锗硅)等。较佳的，在本实施例中，所述基底20为P型硅衬底。

在本实施例中，所述基底20中定义有有源区的具体步骤如下：首先，在所述基底20上自下至上依次沉积第一介质层、掩膜层和光刻胶层；通过具有一定掩膜图案的掩膜版进行曝光、显影后，在所述光刻胶层中形成特定的开口。较佳的，所述掩膜图案为网格状，形成的开口呈网格状分布。这样，再通过刻蚀工艺，就可以形成贯穿所述掩膜层、第一介质层直至所述基底20中的浅沟槽隔离结构B1，如图7所示，所述浅沟槽隔离结构B1将所述基底20分为沿Y轴方向相互平行的第一有源区A1和沿X轴方向相互平行的第二有源区A2，X轴与Y轴相互垂直(即得到在所述基底20中的所述第一有源区A1和第二有源区A2相互垂直分布)。显然，在其他实施例中，在所述基底20中还可以为其他的隔离结构。

该步骤S1是整个闪存结构的制作方法的关键所在，正是因为通过网格状的掩膜图案形成了网格状分布的所述浅沟槽隔离结构B1，所述有源区不仅仅只有Y轴方向上平行的第一有源区A1，还定义出了在X轴方向上平行的第二有源区A2，则在形成完后续栅极结构后，可以以所述栅极结构为掩膜，对所述基底20执行离子注入工艺，以形成后续的源极和漏极。

当然，在实际工艺中，在形成完所述浅沟槽隔离结构B1后，会去除所述光刻胶层、所述掩膜层和所述第一介质层；然后，在形成栅极结构之前，还会用第二介质层填充满所述浅沟槽隔离结构B1，以实现电隔离作用，所述第一介质层和第二介质层的材料均可以为但不限于二氧化硅。这些都是本领域技术人员知晓的，在此不做赘述。

步骤S2，在所述基底20上形成栅极结构，所述栅极结构位于所述第二有源区A2平行的两侧，且覆盖部分所述第一有源区A1和浅沟槽隔离结构B1，如图8和图9所示。在本实施例中，所述栅极结构包括依次沉积在所述基底20上的浮栅层21、堆叠在所述浮栅层21上的控制栅层23，通常，在所述浮栅层21和所述基底20之间还包括一遂穿氧化物层(图9中示意图省略)；在所述浮栅层21和所述控制栅层23之间还包括一栅间介质层(如ONO隔离层)22，所述浮栅层21和所述控制栅层23均为多晶硅层。本实施例的所述栅极结构可以但不限于上述结构，因所述栅极结构不是本发明改进的重点，因此，在此不做赘述。

步骤S3，以所述栅极结构为掩膜，对所述基底20执行离子注入工艺，在所述栅极结构的一侧且位于所述有源区(第一有源区A1和第二有源区A2)中形成源极24。较佳的，在完成步骤S2后，如图9和图10所示(其中，图9为图8沿y1y2方向上的剖面结构图)，以所述栅极结构为掩膜，对所述基底20进行离子注入工艺，在所述栅极结构的一侧且位于所述有源区(第一有源区A1和第二有源区A2)中得到源极24；同时，在所述栅极结构的另一侧且位于所述第一有源区A1中得到漏极25。相应的，本实施例中，在所述源极24和所述漏极25中掺杂的类型为N型。其中，当然，为了提高器件的性能，减小器件的短沟道效应，常用的，所述离子注入工艺包括两次离子注入工艺，第一次离子注入工艺的注入深度小于第二次离子注入工艺的注入深度，例如：首先，对所述基底20进行第一离子注入工艺为浅掺杂工艺(轻掺杂工艺)，在所述有源区中形成浅掺杂工艺区域；接着，对所述基底进行第二离子注入工艺为深掺杂工艺(重掺杂工艺)，以形成所需的源极24和/或漏极25；并且，由于该制作方法中所述源极24的制作工艺与现有技术的不同，因此，所述离子注入工艺相比现有技术在掺杂浓度或者其他掺杂条件上也是有些差异的，这些差异可以依据器件的需求以及反复的实验得到相应的最佳条件。这些都属本领域普通技术人员所知晓的。

这样，相比现有技术，本实施例的上述制作方法在形成栅极结构之前，在所述基底20中定义有源区的时候就已经将所述源极24的区域定义出来了，不需要再采用SAS工艺，可以减少一道光罩工艺，还可以避免因该光罩工艺对栅极结构造成的不良影响。另外，通过上述制作方法，所述源极24和所述漏极25还可以在同一步骤中完成。因此，本实施例通过上述制作方法形成的闪存结构可以提高其性能，降低生产成本，提高竞争力。

此外，在上述闪存结构的制作方法中，后续还包括SAB(金属硅化物)工艺，以及形成电连接所有的所述源极24的源极线26、形成电连接所述漏极25的接触孔27等相关工艺，所述源极线26位于所述第二有源区A2之上，如图11所示，这些都是制作闪存结构中常用的技术方法和手段，在此不一一描述。

因此，通过上述制作方法，形成的闪存结构包括：一基底20，所述基底20中定义有有源区，所述有源区包括第一有源区A1和第二有源区A2，所述第一有源区A1和第二有源区A2相互垂直分布；一栅极结构，所述栅极结构位于所述基底20之上，且位于所述第二有源区A2平行的两侧，且覆盖部分所述第一有源区A1；一源极24，所述源极24位于所述栅极结构的一侧且位于所述有源区(第一有源区A1和第二有源区A2)中。显然，在本实施例中，所述闪存结构还包括位于所述基底20中的浅沟槽隔离结构B1；一漏极25，所述漏极25位于所述栅极结构的另一侧且位于所述第一有源区A1中，所述漏极25通过所述接触孔27电连接；所有的所述源极24通过所述源极线26电连接。

综上，本发明的闪存结构的制作方法在所述基底中定义有有源区，所述有源区包括第一有源区和第二有源区，所述第一有源区和第二有源区相互垂直分布；在所述基底上形成栅极结构，所述栅极结构位于所述第二有源区平行的两侧，且覆盖部分所述第一有源区；以所述栅极结构为掩膜，对所述基底执行离子注入工艺，在所述栅极结构的一侧且在所述有源区中形成源极。通过该制作方法形成闪存结构中的源极，相当于，所述基底中定义有有源区的步骤中，就已经将源极的区域定义出来了，可以省去现有技术中，在形成栅极结构后，采用SAS工艺再去定义源极的区域的相关工艺，可以减少一道光罩工艺，而且，还可以避免因该光罩工艺对栅极结构造成的不良影响。因此，本发明通过上述制作方法形成的闪存结构可以提高其性能，降低生产成本，提高竞争力。

此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”和“第二”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。