Sonos闪存存储器的结构和制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种SONOS闪存存储器的制造方法，步骤包括：1)在衬底上生长栅氧；2)淀积多晶硅和氧化硅，光刻刻蚀形成选择管多晶硅栅，逻辑区域多晶硅栅保留；3)淀积ONO层；4)淀积多晶硅，干法刻蚀形成存储管多晶硅栅；存储管多晶硅栅呈镜像设置在选择管多晶硅栅两侧，并通过ONO层与选择管多晶硅栅和衬底隔离；5)逻辑区域多晶硅栅刻蚀。本发明还公开了用上述方法制造的SONOS闪存存储器结构，其2个存储管呈镜像设置在选择管两侧，并通过ONO层与选择管隔离。本发明通过采用镜像位结构，大大减少了SONOS存储阵列的面积。如果用0.13μm节点的设计规则，每位存储单元的面积可以做到0.1平方微米左右。
【专利说明】SONOS闪存存储器的结构和制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及集成电路制造领域，特别是设及S0N0S (多晶娃-氧化娃-氮化娃-氧 化娃-多晶娃的英语首字母缩写，又称非易失性存储器）闪存存储器的结构和制造方法。
【背景技术】
[0002] 现有的S0N0S闪存存储器的结构如图1所示，0N0 (氧化娃-氮化娃-氧化娃）层 和多晶娃栅组成存储管，中压氧化层和多晶娃栅组成选择管。该种结构的存储单元的缺点 是结构不够紧凑，面积较大。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题之一是提供一种S0N0S闪存存储器的制造方法，它可W 减小存储单元的面积。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的S0N0S闪存存储器的制造方法，其存储器物理结 构的形成步骤包括：
[0005] 1)在衬底上生长栅氧；
[0006] 2)淀积多晶娃和氧化娃，并光刻刻蚀形成选择管多晶娃栅，逻辑区域多晶娃栅保 留；
[0007] 3)淀积氧化娃-氮化娃-氧化娃层；
[000引 4)淀积多晶娃，并干法刻蚀形成存储管多晶娃栅；所述存储管多晶娃栅呈镜像设 置在选择管多晶娃栅两侧，并通过氧化娃-氮化娃-氧化娃层与选择管多晶娃栅和衬底隔 离；
[0009] 5)逻辑区域多晶娃栅刻蚀。
[0010] 步骤1)所述栅氧的厚度为50?300A。
[0011] 步骤2)所述多晶娃的厚度为500?巧OOA，所述氧化娃的厚度为100?3000A。
[0012] 步骤3)所述氧化娃-氮化娃-氧化娃层的厚度从下到上依次为；氧化娃10?巧A， 氮化娃50?200A，氧化娃30?lOOA。
[0013] 步骤4)所述多晶娃的厚度为100日?3000A。
[0014] 本发明要解决的技术问题之二是提供用上述方法制造的S0N0S闪存存储器的结 构，其2个存储管呈镜像设置在选择管两侧，并通过氧化娃-氮化娃-氧化娃膜层与选择管 隔离。
[0015] 本发明通过采用Mirror bit (镜像位）结构，大大减少了 S0N0S闪存存储器存储 阵列的面积。如果用0. 13 ym节点的设计规则，每位存储单元的面积可W做到0. 1平方微 米左右。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是传统2管单元的SONOS闪存存储器的结构图。
[0017] 图2是本发明的S0N0S闪存存储器的结构图。
[001引图3?图9是本发明的S0N0S闪存存储器的制造工艺流程示意图。
[0019] 图中附图标记说明如下：
[0020] 1 ;衬底
[0021] 2;栅氧
[002引 3、6;多晶娃
[002引 4 ;氧化娃
[0024] 5 ; 0N0 (氧化娃-氮化娃-氧化娃）层
【具体实施方式】
[0025] 为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合附图，详述如下：
[0026] 本实施例的S0N0S闪存存储器，其物理结构（参见图2)的主要形成步骤包括：
[0027] 步骤1，在衬底1上生长栅氧2,如图3所示。
[002引栅氧2的生长方法可W采用热氧氧化或化学气相淀积等常规生长氧化层的方法。 栅氧2的厚度约为50?300A。
[0029] 步骤2，淀积多晶娃3和氧化娃4，如图4所示。
[0030] 多晶娃3 -般采用化学气相淀积等方法形成。多晶娃3的厚度约为加日?巧00A。
[0031] 氧化娃4的生长方法可W采用热氧氧化或化学气相淀积等常规生长氧化层的方 法。氧化娃4的厚度约为100?3000A。
[0032] 步骤3,光刻刻蚀多晶娃3和氧化娃4,形成选择管多晶娃栅，逻辑区域多晶娃栅保 留，如图5所示。
[0033] 步骤4，淀积0N0层5，如图6所示。
[0034] 0N0层5的淀积可W采用氧化或者化学气相淀积方法，厚度从下到上依次为；氧化 娃10?巧A，氮化娃50?200A，氧化娃30?lOOA。
[0035] 步骤5,淀积多晶娃6,如图7所示。多晶娃6可W采用化学气相淀积等方法形成， 厚度约为1000?3000A。
[0036] 步骤6,干法刻蚀多晶娃6和0N0层5,形成存储管多晶娃栅，如图8所示。该步干 法刻蚀可W-步刻蚀多晶娃6和0N0层5,也可W先刻蚀多晶娃6,再刻蚀0N0层5。
[0037] 步骤7,逻辑区域多晶娃栅刻蚀，如图9所示。
[003引 W上工艺步骤主要用来形成S0N0S闪存存储器的物理结构，如果要形成整个存储 器件的电学特性，在工艺步骤1)和工艺步骤3)前面会根据需要加入离子注入步骤来分别 调整选择管和存储管的阔值电压，工艺步骤5)之后会加入离子注入步骤来做整个存储器 的源漏注入。
【权利要求】
1. SONOS闪存存储器的制造方法，其特征在于，该SONOS闪存存储器的物理结构的形成 步骤包括： 1) 在衬底上生长栅氧； 2) 淀积多晶硅和氧化硅，并光刻刻蚀形成选择管多晶硅栅，逻辑区域多晶硅栅保留； 3) 淀积氧化硅-氮化硅-氧化硅层； 4) 淀积多晶硅，并干法刻蚀形成存储管多晶硅栅；所述存储管多晶硅栅呈镜像设置在 选择管多晶硅栅两侧，并通过氧化硅-氮化硅-氧化硅层与选择管多晶硅栅和衬底隔离； 5) 逻辑区域多晶硅栅刻蚀。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述栅氧的厚度为50?300A。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述多晶硅的厚度为500?2500A。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述氧化硅的厚度为 100 ?3000L
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述氧化硅-氮化硅-氧化硅层 的厚度从下到上依次为：氧化硅10?25A，氮化硅50?200A，氧化硅30?100A。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)所述多晶硅的厚度为 1000?3000A。
7. 用权利要求1至6任一项所述方法制造的SONOS闪存存储器的结构，其特征在于，2 个存储管呈镜像设置在选择管两侧，存储管与选择管之间以及存储管与衬底之间通过氧化 硅-氮化硅-氧化硅膜层隔离。
【文档编号】H01L21/8247GK104465663SQ201410853040
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】张可钢, 陈华伦 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司