消除纵梁形式的多晶硅残留的方法以及半导体制造方法与流程

本发明涉及半导体制造领域；更具体地说，本发明涉及一种消除纵梁形式的多晶硅残留的方法，而且本发明还涉及一种采用了该消除纵梁形式的多晶硅残留的方法的半导体制造方法。

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。从二十世纪八十年代第一个闪存产品问世以来，随着技术的发展和各类电子产品对存储的需求，闪存被广泛用于手机，笔记本，掌上电脑和U盘等移动和通讯设备中。

闪存为一种非易变性存储器，其运作原理是通过改变晶体管或存储单元的临界电压来控制门极通道的开关以达到存储数据的目的，使存储在存储器中的数据不会因电源中断而消失，而闪存为电可擦除且可编程的只读存储器的一种特殊结构。如今闪存已经占据了非挥发性半导体存储器的大部分市场份额，成为发展最快的非挥发性半导体存储器。

在0.12um闪存产品工艺中，在经过外围浮栅多晶硅(poly stringer)刻蚀之后，容易产生纵梁形式的多晶硅残留。例如，图1示意性地示出了纵梁形式的多晶硅残留的显微示意图。其中虚线椭圆框部分示出了纵梁形式的多晶硅残留。这种纵梁形式的多晶硅残留会导致出现不期望的多晶硅间的导通路径，从而导致测试失败以及器件性能问题。

由此，希望能够提供一种能够有效防止在外围多晶硅纵梁刻蚀之后产生多晶硅纵梁形式的多晶硅残留的技术方案。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够有效防止在外围浮栅多晶硅刻蚀之后产生多晶硅纵梁形式的多晶硅残留的消除纵梁形式的多晶硅残留的方法、以及采用了该消除纵梁形式的多晶硅残留的方法的半导体制造方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种消除纵梁形式的多晶硅残留的方法，包括：

在存储器工艺中，在存储器的外围区域中，在硅片中形成浅沟槽隔离，而且在硅片上依次形成第一多晶硅层、第一氮化硅层、氧化物层和第二多晶硅层；

对第二多晶硅层进行刻蚀，从而完全刻蚀掉外围区域中的第二多晶硅层，其中部分刻蚀氧化物层，而残留部分氧化物层；

在外围区域中依次沉积氧化物和氮化硅，使得残留的部分氧化物层增厚而形成增厚的氧化物层，而且形成第二氮化硅层；

对第二氮化硅层、增厚的氧化物层和第一氮化硅层执行刻蚀，从而在浅沟槽隔离的侧壁上形成浅沟槽隔离侧壁；

对第一多晶硅层进行刻蚀，从而仅仅留下处于浅沟槽隔离侧壁下方的残留多晶硅；

利用NH₃.H₂O与H₂O₂组成的溶液对外围区域进行处理；

在对外围区域进行处理之后对残留多晶硅进行刻蚀去除。

优选地，第一氮化硅层、氧化物层和第二多晶硅层的叠层覆盖了成浅沟槽隔离的部分侧壁和顶部。

优选地，第一多晶硅层用于形成存储器单元的浮栅。

优选地，第二多晶硅层用于形成存储器单元的控制栅。

优选地，氧化物层是氧化硅层。

优选地，浅沟槽隔离侧壁包括第一氮化硅层残留的L形氮化硅层。

优选地，浅沟槽隔离侧壁还包括增厚的氧化物层残留的处于L形氮化硅层的凹进部的残留氧化物。

优选地，浅沟槽隔离侧壁还包括第二氮化硅层残留的处于残留氧化物上的残留氮化硅。

优选地，所述消除纵梁形式的多晶硅残留的方法用于0.12um工艺的闪存制造。

在根据本发明的消除纵梁形式的多晶硅残留的方法中，利用NH₃.H₂O与H₂O₂组成的溶液对外围区域进行处理可以有效出去多晶硅表面氧化得到的氧化物，从而使得后续步骤中残留多晶硅的刻蚀速度不受影响，从而会防止形成纵梁形式的多晶硅残留。

此外，本发明还提供了一种半导体制造方法，其特征在于采用了上述消除纵梁形式的多晶硅残留的方法。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了纵梁形式的多晶硅残留的显微示意图。

图2至图7示意性地示出了存储器闪存存储器工艺中外围区域在各个阶段的截面结构图。

图8示意性地示出了根据本发明优选实施例的消除纵梁形式的多晶硅残留的方法的流程图。

图9示出了根据本发明优选实施例的消除纵梁形式的多晶硅残留的方法得到的半导体结构的显微示意图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

为了更好地理解本发明的原理，现在首先简要介绍现有技术的相关工艺流程。

如图2至图7所示，在现有技术的闪存制造工艺中，存在如下工艺流程。首先，在存储器(例如闪存存储器)工艺中，在存储器的外围区域中，在硅片中形成浅沟槽隔离10，而且在硅片上依次形成第一多晶硅层20、第一氮化硅层30、氧化物层40和第二多晶硅层50；其中，第一氮化硅层30、氧化物层40和第二多晶硅层50的叠层覆盖了成浅沟槽隔离10的部分侧壁和顶部。

例如，其中第一多晶硅层20用于形成存储器单元的浮栅。例如，第二多晶硅层50用于形成存储器单元的控制栅。

随后，对第二多晶硅层50进行刻蚀，从而完全刻蚀掉外围区域中的第二多晶硅层50，此时会部分刻蚀氧化物层40，而残留部分氧化物层41。

随后，在外围区域中再次沉积氧化物和氮化硅，使得残留的部分氧化物层增厚而形成增厚的氧化物层42以及第二氮化硅层60。

此后，对第二氮化硅层60、增厚的氧化物层42和第一氮化硅层30执行刻蚀，从而在浅沟槽隔离10的侧壁上形成浅沟槽隔离侧壁，该浅沟槽隔离侧壁包括第一氮化硅层30残留的L形氮化硅层31、增厚的氧化物层42残留的处于L形氮化硅层31的凹进部的残留氧化物43、以及第二氮化硅层60残留的处于残留氧化物43上的残留氮化硅61。

随后，对第一多晶硅层20进行刻蚀，从而仅仅留下处于浅沟槽隔离侧壁下方的残留多晶硅21。

最后，对残留多晶硅21进行刻蚀去除。

但是，根据上述处理步骤，残留多晶硅21表面会氧化，而且残留多晶硅21表面氧化得到的氧化物实际上形成了硬掩膜，会降低残留多晶硅的刻蚀速度，从而会导致形成纵梁形式的多晶硅残留。

图8示意性地示出了根据本发明优选实施例的消除纵梁形式的多晶硅残留的方法的流程图。

具体地，如图8所示，并且参考图2至图7，根据本发明优选实施例的消除纵梁形式的多晶硅残留的方法包括：

第一步骤S1：在闪存存储器工艺中，在闪存的外围区域中，在硅片中形成浅沟槽隔离10，而且在硅片上依次形成第一多晶硅层20、第一氮化硅层30、氧化物层40和第二多晶硅层50；其中，第一氮化硅层30、氧化物层40和第二多晶硅层50的叠层覆盖了成浅沟槽隔离10的部分侧壁和顶部。

例如，其中第一多晶硅层20用于形成浮栅。例如，第二多晶硅层50用于形成控制栅。而且例如，氧化物层40是氧化硅层。

第二步骤S2：对第二多晶硅层50进行刻蚀，从而完全刻蚀掉外围区域中的第二多晶硅层50，其中部分刻蚀氧化物层40，而残留部分氧化物层41。

第三步骤S3：在外围区域中再次沉积氧化物和氮化硅，使得残留的部分氧化物层增厚而形成增厚的氧化物层42以及第二氮化硅层60；

第四步骤S4：对第二氮化硅层60、增厚的氧化物层42和第一氮化硅层30执行刻蚀，从而在浅沟槽隔离10的侧壁上形成浅沟槽隔离侧壁；

具体地，例如，浅沟槽隔离侧壁包括第一氮化硅层30残留的L形氮化硅层31、增厚的氧化物层42残留的处于L形氮化硅层31的凹进部的残留氧化物43、以及第二氮化硅层60残留的处于残留氧化物43上的残留氮化硅61。

第五步骤S5：对第一多晶硅层20进行刻蚀，从而仅仅留下处于浅沟槽隔离侧壁下方的残留多晶硅21；

第六步骤S6：利用NH₃.H₂O与H₂O₂组成的溶液对外围区域进行处理；

第七步骤S7：在对外围区域进行处理之后对残留多晶硅21进行刻蚀去除。

在根据本发明优选实施例的消除纵梁形式的多晶硅残留的方法中，利用NH₃.H₂O与H₂O₂组成的溶液对外围区域进行处理可以有效出去多晶硅表面氧化得到的氧化物，从而使得后续步骤中残留多晶硅的刻蚀速度不受影响，从而会防止形成纵梁形式的多晶硅残留。

图9示出了根据本发明优选实施例的消除纵梁形式的多晶硅残留的方法得到的半导体结构的显微示意图。如图9所示，其中完全消除了现有技术中存在的纵梁形式的多晶硅残留。

根据本发明优选实施例的消除纵梁形式的多晶硅残留的方法可以有利地用于闪存制造。

此外，本发明的另一实施例还提供了一种半导体制造方法，其有利地采用了上述消除纵梁形式的多晶硅残留的方法。

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”、“第二”、“第三”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。