专利名称：闪存储器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制造方法，尤其涉及一种闪存储器的制造方法。
背景技术：
闪存储器由浮栅和其上的控制栅组成。在控制栅的作用下，电子穿过栅氧，并截留于浮栅的多晶硅中，达到存储电荷的目的。电子穿过栅氧的机理有两种。一种以高能量的热电子为机理，在源漏的高场能(10V-30V)的作用下，热电子在靠近漏的地方注入浮栅，达到存储电荷的目的。另一种以隧道效应为机理，当栅氧厚度小于10nm，栅氧两侧的电势差可以使电子穿过栅氧，注入浮栅，达到存储电荷的目的。
控制栅对沟道的控制是通过和浮栅耦合实现的，大的电容耦合系数使电容耦合过程快速、有效。可以使编程时间缩短，编程电压降低，电荷存储大。传统的闪存储器以大面积的多晶硅覆盖在硅表面以达到足够高的耦合系数，但是缺点是需要更大的硅表面积，不利于提高芯片的集成度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种占用较小的硅面积，电容耦合系数大的闪存储器。
为解决上述技术问题，本发明所述的一种闪存储器的制造方法，该闪存储器以热电子为机理，其特征在于，包括以下步骤第一步，在硅基板内挖出深沟槽；第二步，在沟槽内注入井和源漏；第三步，氧化沟槽的表面以作为栅氧；第四步，将浮栅的多晶硅沉积于沟槽中；第五步，在多晶硅表面形成电容介质膜；第六步，把控制栅的多晶硅填充于沟槽中；第七步，用化学机械抛光把硅基板表面的多晶硅磨去，化学机械抛光停止在硅基板表面的氧化硅上；第八步，将槽上半部分的填充物进行蚀刻；第九步，沉积侧墙；第十步，再以多晶硅填充，化学机械抛光至硅基板表面。
为解决上述技术问题，本发明所述的一种闪存储器的制造方法，该闪存储器以隧道效应为机理，其特征在于，包括以下步骤第一步，在硅基板内挖出深沟槽；第二步，在沟槽内注入井和源漏；第三步，氧化沟槽的表面以作为栅氧；第四步，沉积多晶硅或氮化膜在栅氧上；第五步，把槽上部分的多晶硅或氮化膜蚀刻，使上部分栅氧暴露出来；第六步，用氢氟酸腐蚀一定的时间，使栅氧厚度减薄为2nm-10nm，作为隧道效应的栅氧；第七步，浮栅的多晶硅沉积于沟槽中；第八步，沉积浮栅和控制栅之间的电容介质；第九步，把控制栅的多晶硅填充于沟槽中；第十步，用化学机械抛光把硅基板表面的多晶硅磨去，化学机械抛光停止在硅基板表面的氧化硅上；第十一步，把槽上半部分的填充物进行蚀刻；第十二步，沉积侧墙；第十三步，再以多晶硅填充，化学机械抛光至硅基板表面。
本发明一种闪存储器的制造方法将闪存储器做在硅基板中，形成立体的沟道和耦合电容，使占用的硅表面积保持最小的同时可以增大电容耦合系数。
图1是本发明以热电子为机理的闪存储器制造方法流程图；图2是本发明以隧道效应为机理的闪存储器制造方法流程图。
具体实施例方式
如图1所示，制造以热电子为机理的闪存储器。首先在硅基板上用等离子体干刻的办法刻出深沟槽，槽深300nm-600nm，然后用高能离子注入或者气相掺杂的方法，形成井，然后做源和漏的注入。沟槽的硅表面被氧化以作为栅氧，厚度为2nm-50nm。然后于沟槽中沉积浮栅的多晶硅，为保证此多晶硅可以很贴切的沿着沟槽成长，该多晶硅的厚度不能太厚，最好在10nm-200nm。对多晶硅表面依此进行氧化，再氮化，再氧化，形成氧化膜-氮化膜-氧化膜的电容介质膜，氧化膜-氮化膜-氧化膜的电容介质膜的膜厚为5nm-50nm。然后沉积控制栅的多晶硅，多晶硅可以很好地把整个槽填满。再用化学机械抛光把硅基板表面的多晶硅磨去，化学机械抛光停止在硅基板表面的氧化硅上。为在源漏边形成侧墙，用等离子干刻的方法把槽上半部分的填充物进行蚀刻，挖空上半部分的槽。然后用氧化硅或氮化硅沉积侧墙，再进行蚀刻。再以多晶硅填充，对多余的多晶硅进行化学机械抛光至硅基板表面。
如图2所示，以隧道效应为机理的闪存储器，需要在栅氧开出一个厚度小于10nm的窗口，窗口必须和源漏重合，这样电子才可以从源漏穿过窗口的栅氧，并在浮栅内转移到栅氧较厚的地方。为了实现这个窗口，用牺牲多晶硅或氮化膜的方法。首先首先沉积多晶硅或氮化膜在栅氧上，再以等离子体干刻把槽上部分的多晶硅或氮化膜蚀刻，这样上部分的栅氧暴露出来，然后用氢氟酸腐蚀一定的时间，使栅氧厚度减薄为2nm-10nm。而槽下部分的栅氧被多晶硅或氮化膜保护，维持原有的栅氧厚度。窗口开好后，然后于沟槽中沉积浮栅的多晶硅，为保证此多晶硅可以很贴切的沿着沟槽成长，该多晶硅的厚度不能太厚，最好在10nm-200nm。对多晶硅表面先氧化，再氮化，再氧化，形成氧化膜-氮化膜-氧化膜的电容介质膜，电容介质膜的膜厚为5nm-50nm。然后沉积控制栅的多晶硅，多晶硅可以很好地把整个槽填满。再用化学机械抛光把硅基板表面的多晶硅磨去，化学机械抛光停止在硅基板表面的氧化硅上。为在源漏边形成侧墙，用等离子干刻的方法把槽上半部分的填充物进行蚀刻，挖空上半部分的槽。然后用氧化硅或氮化硅沉积侧墙，再进行蚀刻。再以多晶硅填充，化学机械抛光至硅基板表面。
权利要求
1.一种闪存储器的制造方法，该闪存储器以热电子为机理，其特征在于，包括以下步骤第一步，在硅基板内挖出深沟槽；第二步，在沟槽内注入井和源漏；第三步，氧化沟槽的表面以作为栅氧；第四步，将浮栅的多晶硅沉积于沟槽中；第五步，在多晶硅表面形成电容介质膜；第六步，把控制栅的多晶硅填充于沟槽中；第七步，用化学机械抛光把硅基板表面的多晶硅磨去，化学机械抛光停止在硅基板表面的氧化硅上；第八步，将槽上半部分的填充物进行蚀刻；第九步，沉积侧墙；第十步，再以多晶硅填充，化学机械抛光至硅基板表面。
2.如权利要求1所述的闪存储器的制造方法，其特征在于，所述的第五步中的电容介质膜为氧化膜-氮化膜-氧化膜的电容介质膜，是在多晶硅表面依次进行氧化、氮化、氧化形成的。
3.如权利要求1所述的闪存储器的制造方法，其特征在于，所述的第八步采取等离子干刻的方法的进行蚀刻。
4.如权利要求1所述的闪存储器的制造方法，其特征在于，所述的第九步中沉积侧墙的材料为氧化硅或氮化硅。
5.一种闪存储器的制造方法，该闪存储器以隧道效应为机理，其特征在于，包括以下步骤第一步，在硅基板内挖出深沟槽；第二步，在沟槽内注入井和源漏；第三步，氧化沟槽的表面以作为栅氧；第四步，沉积多晶硅或氮化膜在栅氧上；第五步，把槽上部分的多晶硅或氮化膜蚀刻，使上部分栅氧暴露出来；第六步，用氢氟酸腐蚀一定的时间，使栅氧厚度减薄为2nm-10nm，作为隧道效应的栅氧；第七步，浮栅的多晶硅沉积于沟槽中；第八步，沉积浮栅和控制栅之间的电容介质；第九步，把控制栅的多晶硅填充于沟槽中；第十步，用化学机械抛光把硅基板表面的多晶硅磨去，化学机械抛光停止在硅基板表面的氧化硅上；第十一步，把槽上半部分的填充物进行蚀刻；第十二步，沉积侧墙；第十三步，再以多晶硅填充，化学机械抛光至硅基板表面。
6.如权利要求5所述的闪存储器的制造方法，其特征在于，所述的第五步采取等离子干刻的方法的进行蚀刻。
7.如权利要求5所述的闪存储器的制造方法，其特征在于，所述的第八步中的电容介质膜为氧化膜-氮化膜-氧化膜的电容介质膜，是在多晶硅表面依次进行氧化、氮化、氧化形成的。
8.如权利要求5所述的闪存储器的制造方法，其特征在于，所述的第十一步采取等离子干刻的方法的进行蚀刻。
9.如权利要求1所述的闪存储器的制造方法，其特征在于，所述的第十二步中沉积侧墙的材料为氧化硅或氮化硅。
全文摘要
本发明公开了一种闪存储器的制造方法。在硅基板内挖出深沟槽，在沟槽内注入井和源漏。氧化沟槽的表面以作为栅氧，浮栅的多晶硅沉积于沟槽中。浮栅和控制栅间的电容介质膜采用氧化膜－氮化膜－氧化膜结构。然后再把控制栅的多晶硅填充于沟槽中，这样就形成了立体的晶体管沟道。利用沟槽的深度来增大电容极板的有效接触面积，可以在占用的硅表面积保持最小的同时可以增大电容耦合系数。
文档编号H01L21/70GK1787206SQ20041008923
公开日2006年6月14日 申请日期2004年12月8日 优先权日2004年12月8日
发明者燕健硕 申请人:上海华虹Nec电子有限公司