一种存储器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及存储器的制造方法。
【背景技术】
[0002]在非易失性存储器(NVM)中，浮置栅(FG)用于存储电子以实现“ 1”或“0”。浮置栅通常由多晶硅形成。随着闪存的尺寸不断缩小，浮置栅长度和有源区(AA)宽度也不断缩小。因此浮置栅和有源区的尺寸和形状对于闪存的特性具有很大影响。
[0003]非易失性存储器(NVM)通常包括单元区和外围器件区。对于具有自对准浮置栅极的非易失性存储器(NVM)，当缩小单元尺寸时，由于单元尺寸非常小，高宽比(aspectrat1)比较高，单元区中经常残留由后续工艺引入的沉积物，例如氧化物等。因此需要大量的刻蚀量以清除单元区域的沉积物。
[0004]现有技术的问题在于:(1)由于膜不稳定和空隙影响，完全去除单元区域中的沉积物很困难，而如果没有完全去除这些沉积物，则后续工艺中接触孔的接触停止层氮化硅将会沉积在这些残留的沉积物上，这将导致接触孔开口的问题。(2)如果要确保在单元区域中完全去除沉积物，则需要增加刻蚀量，但是大量的湿法刻蚀量将会影响外围器件的侧墙结构，且还会影响相关的器件参数。
[0005]为了解决这一问题，需要提供一种改进的半导体工艺。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种改进的半导体制造方法，该方法可减少湿法刻蚀量以避免外围器件结构受到影响，同时简化制造工艺，降低成本。
[0007]根据本发明的一个方面，提供一种存储器的制造方法，包括:在衬底上形成单元区多层结构和外围器件区多层结构；对所述外围器件区多层结构进行处理以形成多晶硅栅和多晶硅栅侧墙；蚀刻所述单元区的多层结构以形成控制栅；在所述单元区和所述外围器件区上沉积侧墙层；去除所述外围器件区中的多晶硅栅和源/漏区上的侧墙层；在外围器件区中的多晶硅栅和源/漏区上形成金属硅化物。
[0008]根据本发明的一个方面，前述方法中，对外围器件区多层结构的处理还包括以下步骤中的至少一个:在形成多晶硅栅后，对外围区域进行轻掺杂注入；在形成多晶硅栅侧墙后，进行外围区域的源/漏区注入以形成外围区域的源/漏区。
[0009]根据本发明的一个方面，前述方法中，在单元区中形成控制栅后，对单元区进行轻掺杂注入。
[0010]根据本发明的一个方面，前述方法中，在形成所述侧墙层后，对所述单元区进行源
/漏区注入。
[0011]根据本发明的一个方面，前述方法中，所述单元区多层结构包括以下层中的一层或多层:隧道氧化物层、掺杂多晶硅层、氧化硅/氮化硅/氧化硅层、掺杂多晶硅层和氮化硅层。
[0012]根据本发明的一个方面，前述方法中，所述外围器件区多层结构包括以下层中的一层或多层:隧道氧化物层、掺杂多晶硅层、掺杂多晶硅层、氮化硅层。
[0013]根据本发明的一个方面，前述方法中，去除所述外围器件区中的多晶硅栅和源/漏区上的侧墙层包括以下步骤中的至少一个:在单元区上形成保护结构，对外围器件区进行各向异性干法蚀刻，将顶面上的侧墙层的厚度蚀刻特定厚度；去除单元区上的保护结构，进行湿法蚀刻，去除顶面上剩余的侧墙层。
[0014]根据本发明的一个方面，前述方法中，所述特定厚度为10至70埃。
[0015]根据本发明的一个方面，前述方法中，在外围器件区中的多晶硅栅和源/漏区上形成金属硅化物包括以下步骤中的至少一个:在晶片表面上沉积一层金属；去除该金属。
[0016]根据本发明的一个方面，前述方法中，所述金属为镍。
[0017]与现有技术相比，本发明的优点包括:
[0018]根据本发明的方案，首先进行外围器件区的栅多晶硅蚀刻，然后进行控制栅蚀刻，单元区侧墙直接充当金属硅化物阻挡氧化物，从而简化了工艺。而且，由于在外围器件区的侧墙蚀刻后，单元区上的外围器件侧墙氧化物被完全去除，因此不需要大量的湿法蚀刻。由于减少了湿法蚀刻量，外围器件的侧壁侧墙和硅衬底不会受到影响，相关的器件性能也不会受到影响。
[0019]另外，首先进行控制栅蚀刻，然后进行栅多晶硅蚀刻，在外围器件氧化物侧墙填充单元区期间具有空隙问题，这会导致接触开口问题。而本发明所示的蚀刻过程，则不存在这一问题。
【附图说明】
[0020]为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其他优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，放大了层和区域的厚度。相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
[0021]图1A至图1N示出用于形成控制栅和栅多晶硅蚀刻过程的剖面示意图。。
[0022]图2A至图2M示出根据本发明的一个实施例的控制栅和栅多晶硅蚀刻过程的剖面示意图。
[0023]图3示出根据本发明的一个实施例的控制栅和栅多晶硅蚀刻过程的流程图。
【具体实施方式】
[0024]在以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明可在没有特定细节的情况下实施。此夕卜，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。
[0025]图1A至图1N示出用于形成控制栅和栅多晶硅蚀刻过程的剖面示意图。注意，为了简化说明，在图1A至图1N中，左侧部分为单元区，右侧部分为外围器件区。
[0026]如图1A所示，首先在衬底100上形成多层结构，其中单元区的多层结构依次为隧道氧化物层101、掺杂多晶硅层102、氧化硅/氮化硅/氧化硅层(0Ν0) 103、掺杂多晶硅层104、氮化硅层105、掩膜层106 ;外围器件区的多层结构依次为隧道氧化物层101、掺杂多晶石圭层102、掺杂多晶娃层104、氮化娃层105、掩膜层106。
[0027]然后，对该单元区多层结构进行蚀刻，以在单元区中形成控制栅107，并去除掩膜层106，形成如图1Β所示结构。
[0028]对单元区进行轻掺杂注入，以形成轻掺杂区108，如图1C所示。
[0029]然后，进行单元区侧墙(spacer)沉积，从而在晶片表面上共形沉积侧墙层109，如图1D所示。在一个实施例中，侧墙层109为氧化硅和氮化硅双层结构。
[0030]然后，进行单元区的源/漏区注入，以在单元区中形成源/漏区110，如图1E所示。
[0031]接下来，在单元区上形成保护结构111，以便在外围器件区处理期间保护单元区的结构免受影响。在一个实施例中，可通过光刻工艺在单元区上形成光阻作为这种保护结构。对外围器件区进行蚀刻，以去除外围区上的侧墙层109和氮化硅层105，如图1F所示。
[0032]然后，在外围器件区依次进行栅多晶硅蚀刻、轻掺杂注入，以形成多晶硅栅112和轻掺杂区113，如图1G至图1H所示。
[0033]去除单元区上的保护结构111，进行外围器件区的侧墙沉积和蚀刻过程，以在外围器件区的多晶硅栅侧壁上形成侧墙114，如图1I所示。在沉积外围器件区的侧墙氧化物时，氧化物也会填充到单元区的控制栅之间的空隙中。
[0034]接下来，进行外围器件区的源/漏区注入，以形成外围器件区的源/漏区115，如图1J所示。
[0035]为了去除单元区的控制栅之间的氧化物，首先在晶片上共形沉积硅重掺杂氧化物层116，如图1K所示。
[0036]然后，进行光刻和蚀刻工艺，以仅去除外围器件区中多晶硅栅112和源/漏区115上的重掺杂氧化物层116，如图1L所示。
[0037]然后，进行湿法蚀刻过程，以便去除单元区的控制栅之间的氧化物，如图1M所示。
[0038]最后，在晶片表面上共形沉积一层金属，该金属会与多晶硅或硅衬底中的硅发生反应形成金属硅化物，而不会与氮化硅或氧化硅反应。在一个实施例中，该金属为镍。再进行去除金属的步骤，由于在单元区中存在氮化硅阻挡层，金属未能与多晶硅或硅衬底反应生成金属硅化物，因此单元区的在该步骤中金属被去除，而外围器件区中多晶硅栅和硅衬底上形成的金属硅化物被保留下来形成金属硅化物层116，如图1N所示。
[0039]在图1A-1N所示的工艺中，在沉积外围器件氧化物侧墙时，会在单元区的控制栅之间留下空隙。在外围器件侧墙刻蚀后，在单元区域中留下大量侧墙氧化物，因此在图1M所示的步骤中需要大量的湿法刻蚀以清除单元区中的氧化物。
[0040]但是大量的湿法刻蚀量将会影响外围侧墙和外围底部硅，且还会影响相关的器件参数。
[0041]因此本发明人进一步构想出一种控制栅和栅多晶硅蚀刻过程，下面将结合示例性实施例的剖面示意图描述这一蚀刻过程。
[0042]图2A至图2M示出根据本发明的另一个实施例的控制栅和栅多晶硅蚀刻过程的剖面示意图。
[0043]为了便于说明，在图2A至图2M中，左侧部分为单元区，右侧部分为外围器件区。
[0044]如图2A所示，首先在衬底200