闪存器件的形成方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种闪存器件的形成方法。

背景技术：

目前的半导体产业中，集成电路产品主要可分为三大类型：模拟电路、数字电路和数/模混合电路，其中，存储器是数字电路中的一个重要类型。而在存储器中，近年来快闪存储器(flashmemory，简称闪存)的发展尤为迅速。闪存的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储信息，且具有集成度高、存储速度快、易于擦除和重写等优点，因此，在微机、自动化控制等多项领域得到了广泛的应用。在现有的闪存器件的形成方法中，容易在所述半导体衬底上残留的多晶硅，在后续的工艺中，残留的所述多晶硅容易剥落，由此会造成所述半导体衬底的缺陷，进而影响产品的良率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种闪存器件的形成方法，以解决多晶硅剥落造成的缺陷问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种闪存器件的形成方法，所述闪存器件的形成方法包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括外围区和存储区，所述存储区的所述半导体衬底上形成有结构层和氮化层，所述氮化层覆盖所述结构层和所述存储区的所述半导体衬底；

形成多晶硅层，所述多晶硅层覆盖所述氮化层和所述外围区的所述半导体衬底；

去除所述多晶硅层的部分，以暴露出所述氮化层以及在所述外围区的所述多晶硅层中形成一开口，且所述开口将所述外围区的所述多晶硅层分为第一多晶硅层和第二多晶硅层，所述第二多晶硅层较所述第一多晶硅层靠近所述氮化层；

去除所述氮化层，以暴露出所述半导体衬底的部分和所述结构层；

形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层覆盖暴露出的所述半导体衬底、所述结构层和所述第一多晶硅层的部分；

去除所述第一多晶硅层的部分和部分厚度的所述第二多晶硅层；

去除所述图形化的光刻胶层的部分，以暴露出所述结构层；以及，

去除所述结构层的部分和剩余的所述第二多晶硅层。

可选的，在所述的闪存器件的形成方法中，所述半导体衬底包括一基底和位于所述基底中的氧化硅层，所述氧化硅层的表面露出于所述基底的表面，所述结构层、所述第一多晶硅层和所述第二多晶硅层均位于所述氧化硅层上，且所述基底包括所述外围区和所述存储区。

可选的，在所述的闪存器件的形成方法中，所述结构层包括浮栅层和位于所述浮栅层上的控制栅层，所述浮栅层位于所述氧化硅层的表面。

可选的，在所述的闪存器件的形成方法中，去除所述结构层的部分包括，去除所述浮栅层的部分和所述控制栅层的部分。

可选的，在所述的闪存器件的形成方法中，所述结构层中形成有一保护层，且所述保护层贯穿所述结构层。

可选的，在所述的闪存器件的形成方法中，所述保护层的表面露出于所述结构层的表面。

可选的，在所述的闪存器件的形成方法中，所述保护层的材质为多晶硅、氮化硅和氧化硅其中的一种或者多种组合。

可选的，在所述的闪存器件的形成方法中，在去除所述多晶硅层的部分，以暴露出所述氮化层以及在所述外围区的所述多晶硅层中形成一开口的步骤中，所述氮化层的表面与所述第二多晶硅层的表面平齐。

可选的，在所述的闪存器件的形成方法中，通过干法刻蚀去除所述第一多晶硅层的部分和部分厚度的所述第二多晶硅层以及去除所述结构层的部分和剩余的所述第二多晶硅层。

可选的，在所述的闪存器件的形成方法中，通过湿法刻蚀去除所述氮化层，所述湿法刻蚀采用的溶液为磷酸。

在本发明提供的闪存器件的形成方法中，通过去除多晶硅层的部分，以暴露出氮化层以及在外围区的所述多晶硅层中形成一开口，且所述开口将所述外围区的所述多晶硅层分为第一多晶硅层和第二多晶硅层，所述第二多晶硅层较所述第一多晶硅层靠近所述氮化层；去除所述氮化层，以暴露出所述半导体衬底的部分和所述结构层；形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层覆盖暴露出的所述半导体衬底、所述结构层和所述第一多晶硅层的部分；去除所述第一多晶硅层的部分和部分厚度的所述第二多晶硅层；去除所述图形化的光刻胶层的部分，以暴露出所述结构层；以及，去除所述结构层的部分和剩余的所述第二多晶硅层。由此通过两次去除的方法去除所述第二多晶硅层，从而避免所述第二多晶硅层的残留，进一步的避免残留的所述第二多晶硅层在后续的工艺中剥落，进而避免造成缺陷。

附图说明

图1是本发明具体实施例提供的闪存器件的形成方法的流程示意图；

图2-图7是本发明具体实施例提供的闪存器件的形成方法中形成的结构的剖面示意图；

其中，附图说明如下：

100-半导体衬底；101-基底；102-外围区；103-存储区；104-氧化硅层；110-结构层；120-氮化层；130-保护层；140-多晶硅层；141-第一多晶硅层；142-第二多晶硅层。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的闪存器件的形成方法作进一步详细说明。根据下面说明，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。

请参考图1，其为本发明具体实施例提供的闪存器件的形成方法的流程示意图。如图1所示，所述闪存器件的形成方法包括：

步骤s1：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括外围区和存储区，所述存储区的所述半导体衬底上形成有结构层和氮化层，所述氮化层覆盖所述结构层和所述存储区的所述半导体衬底；

步骤s2：形成多晶硅层，所述多晶硅层覆盖所述氮化层和所述半导体衬底；

步骤s3：去除所述多晶硅层的部分，以暴露出所述氮化层以及在所述外围区的所述多晶硅层中形成一开口，且所述开口将所述外围区的所述多晶硅层分为第一多晶硅层和第二多晶硅层，所述第二多晶硅层较所述第一多晶硅层靠近所述氮化层；

步骤s4：去除所述氮化层，以暴露出所述半导体衬底的部分和所述结构层；

步骤s5：形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层覆盖暴露出的所述半导体衬底、所述结构层和所述第一多晶硅层的部分；

步骤s6：去除所述第一多晶硅层的部分和部分厚度的所述第二多晶硅层；

步骤s7：去除所述图形化的光刻胶层的部分，以暴露出所述结构层；以及，

步骤s8：去除所述结构层的部分和剩余的所述第二多晶硅层。

具体的，请参考图2至图7，其为本发明具体实施例提供的闪存器件的形成方法中形成的结构的剖面示意图。如图2所示，提供一半导体衬100，所述半导体衬底100包括外围区102和存储区103，所述存储区103的所述半导体衬底100上形成有结构层110和氮化层120，其中，所述结构层110覆盖所述存储区103的部分所述半导体衬底100，即所述结构层110暴露出所述存储区103的部分所述半导体衬底100，所述氮化层120覆盖所述结构层110和所述存储区103的暴露出的所述半导体衬底100。其中，所述氮化层120可以为氮化硅层。具体的，所述半导体衬底包括一基底101和位于所述基底101中的氧化硅层104，所述氧化硅104层的表面露出于所述基底101的表面，所述结构层110位于所述氧化硅层104上，且所述基底101包括所述外围区102和所述存储区103。所述基底的材质可以是硅、锗硅或砷化镓等。

所述结构层110包括浮栅层和位于所述浮栅层上的控制栅层，所述浮栅层位于所述氧化硅层104的表面，且所述浮栅层自所述氧化硅层104的表面延伸到所述氧化硅层104中。所述结构层110中形成有一保护层130，所述保护层130贯穿所述结构层110，具体的，所述保护层130贯穿所述结构层110延伸到所述氧化硅层104的表面。所述保护层130能够避免所述存储区103或者所述外围区102的物理损伤或者化学损伤，例如，在后续对所述存储区103的所述基底进行刻蚀工艺时，所述保护层130能够隔离所述刻蚀工艺的溶液或者气体，从而避免对所述外围区的所述基底造成损伤。所述保护层130的材质为多晶硅、氮化硅和氧化硅其中的一种或者多种组合。

如图3所示，在步骤s2中，形成多晶硅层140，所述多晶硅层140覆盖所述所述氮化层120和所述外围区102的所述半导体衬底100。所述多晶硅层呈台阶状，并且所述外围区102的所述多晶硅层140的部分的厚度大于所述存储区103的所述多晶硅层140的厚度。较佳的，可以通过沉积的方法形成所述多晶硅层140。

如图4所示，在步骤s3中，去除所述多晶硅层140的部分，以暴露出所述氮化层120以及在所述外围区102的所述多晶硅层140中形成一开口，且所述开口将所述外围区102的所述多晶硅层140分为第一多晶硅层141和第二多晶硅层142，所述第二多晶硅层142较所述第一多晶硅层靠近所述氮化层120。所述第一多晶硅层141和所述第二多晶硅层均位于所述氧化硅层104上。其中，所述第二多晶硅层142的面积小于所述第一多晶硅层141的面积，即所述第二多晶硅层142在水平方向上的截面大小小于所述第一多晶硅层141在水平方向上的截面大小，且所述第二多晶硅层142的表面与所述氮化层110的表面平齐。由于所述多晶硅层呈台阶状，且所述外围区102的所述多晶硅层140的部分厚度大于所述存储区103的所述多晶硅层140的厚度。由此，去除所述多晶硅层140的部分后，形成的所述开口位于所述外围区102的所述多晶硅层140中，且所述开口将所述外围区102的所述多晶硅层140分为第一多晶硅层141和第二多晶硅层142。优选的，可以通过干法刻蚀去除所述多晶硅层140的部分。

如图5所示，在步骤s4中，去除所述氮化层120，以暴露出所述半导体衬底100的部分和所述结构层110；具体的，暴露出所述氧化硅层104的部分。优选的，可以通过湿法刻蚀去除所述氮化层120，所述湿法刻蚀所采用的溶液为磷酸，以将所述氮化层120全部去除，从而避免所述氮化层120的残留。

在步骤s5中，形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层覆盖暴露出的所述半导体衬底100、所述结构层110和所述第一多晶硅层141的部分。所述图形化的光刻胶层能够保护暴露出的所述半导体衬底100、所述结构层110和所述第一多晶硅层141的部分，避免在后续的刻蚀工艺中造成损伤。具体的，形成所述图形化的光刻胶层的方法包括，在所述半导体衬底100上涂光刻胶，通过光罩对所述半导体衬底100进行曝光，并进行显影，以形成所述图形化的光刻胶层。较佳的，可以通过旋涂法在所述半导体衬底100上涂所述光刻胶。

如图6所示，在步骤s6中，去除所述第一多晶硅层141的部分以露出所述半导体衬底100的部分，以及去除部分厚度的所述第二多晶硅层142。具体的，可以通过干法刻蚀去除所述第一多晶硅层141的部分和所述第二多晶硅层142的部分。去除所述第二多晶硅层142的部分的目的是避免所述第二多晶硅层142在后续的工艺中剥落，进而避免造成缺陷。

在步骤s7中，去除所述图形化的光刻胶层的部分，以暴露出所述结构层110。可以通过剥离的方法去除所述图形化的光刻胶层的部分。

如图7所示，在步骤s8中，去除所述结构层110的部分以暴露出所述存储区102的所述氧化硅层104的部分，可以在后续的工艺中，在暴露出的所述氧化硅层104上形成工艺层，以及去除剩余的所述第二多晶硅层142，以彻底去除所述第二多晶硅层142，从而避免所述第二多晶硅层残留。其中，去除所述结构层110的部分包括，去除所述浮栅层的部分和所述控制栅层的部分。优选的，可以通过干法刻蚀去除所述结构层110的部分以及剩余的所述第二多晶硅层142。所述干法刻蚀采用的刻蚀气体可以为氯气、溴化氢、三氯化硼和氩气中的一种或组合。

在本申请的实施例中，通过两次去除的方法去除所述第二多晶硅层142，即通过两次干法刻蚀去除所述第二多晶硅层142，也就是说通过第一次的干法刻蚀去除部分厚度的所述第二多晶硅层，然后再通过第二次的干法刻蚀去除剩余的所述第二多晶硅层，以将所述第二多晶硅层彻底去除，由此避免所述第二多晶硅层142的残留，从而避免所述第二多晶硅层142在后续的工艺剥落，进而避免对所述半导体衬底100造成缺陷。

综上可见，在本发明提供的闪存器件的形成方法中，在本发明提供的闪存器件的形成方法中，通过去除多晶硅层的部分，以暴露出氮化层以及在外围区的所述多晶硅层中形成一开口，且所述开口将所述外围区的所述多晶硅层分为第一多晶硅层和第二多晶硅层，所述第二多晶硅层较所述第一多晶硅层靠近所述氮化层；去除所述氮化层，以暴露出所述半导体衬底的部分和所述结构层；形成光刻胶层，所述光刻胶层覆盖暴露出的所述半导体衬底、所述结构层和所述第一多晶硅层的部分；去除所述第一多晶硅层的部分和所述第二多晶硅层的部分；去除所述光刻胶层的部分，以暴露出所述结构层；以及，去除所述结构层的部分以及剩余的所述第二多晶硅层。由此通过两次去除的方法去除所述第二多晶硅层，从而避免所述第二多晶硅层的残留，进一步的避免残留的所述第二多晶硅层在后续的工艺中剥落，进而避免造成缺陷。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。