一种闪存器件及其形成方法与流程

本申请涉及半导体，尤其涉及一种闪存器件及其形成方法。

背景技术：

1、nand闪存器件的存储单元工作时会受到周围临近存储单元的干扰。随着nand闪存期间进入20nm以及以下技术节点，尺寸微缩进一步加剧了干扰效应。尤其是有源区尖端呈现尖角形貌时漏电干扰会更明显，通常降低可靠性的失效有两种：相邻有源区之间的漏电以及有源区与控制栅极之间的漏电。

2、因此，有必要提供更有效、更可靠的技术方案。

技术实现思路

1、本申请提供一种闪存器件及其形成方法，可以使半导体衬底和栅氧层的交界处呈圆弧，解决相邻有源区或有源区和栅极层之间的漏电问题。

2、本申请的一个方面提供一种闪存器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面依次形成有栅氧层、栅极层和硬掩膜层；刻蚀所述硬掩膜层、所述栅极层、所述栅氧层至所述半导体衬底中形成第一沟槽；在所述第一沟槽侧壁和底部以及所述硬掩膜层上形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处；沿所述第一沟槽刻蚀所述牺牲层和所述半导体衬底至所述半导体衬底的设定深度并恰好暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处，所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处呈圆弧。

3、在本申请的一些实施例中，刻蚀所述硬掩膜层、所述栅极层、所述栅氧层至所述半导体衬底中形成第一沟槽的方法包括：在所述硬掩膜层表面形成刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层表面形成图案化的掩膜层，所述图案化的掩膜层定义所述第一沟槽的位置；以所述图案化的掩膜层为掩膜刻蚀所述刻蚀停止层、所述硬掩膜层、所述栅极层、所述栅氧层至所述半导体衬底中形成所述第一沟槽。

4、在本申请的一些实施例中，所述刻蚀停止层的厚度为1500至1800埃。

5、在本申请的一些实施例中，刻蚀所述刻蚀停止层、所述硬掩膜层、所述栅极层、所述栅氧层至所述半导体衬底中形成第一沟槽的刻蚀工艺参数包括：刻蚀气体包括cf4；刻蚀时间为20至40秒。

6、在本申请的一些实施例中，沿所述第一沟槽刻蚀所述牺牲层和所述半导体衬底至所述半导体衬底的设定深度并恰好暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处后，还包括：去除所述刻蚀停止层。

7、在本申请的一些实施例中，所述第一沟槽底部低于所述栅氧层底面100至200埃。

8、在本申请的一些实施例中，在所述第一沟槽侧壁和底部以及所述硬掩膜层上形成牺牲层的方法包括teos工艺。

9、在本申请的一些实施例中，所述牺牲层的厚度为30至80埃。

10、在本申请的一些实施例中，沿所述第一沟槽刻蚀所述牺牲层和所述半导体衬底至所述半导体衬底的设定深度并恰好暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处的方法为各向异性刻蚀。

11、在本申请的一些实施例中，沿所述第一沟槽刻蚀所述牺牲层和所述半导体衬底至所述半导体衬底的设定深度并恰好暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处的刻蚀工艺参数包括：刻蚀剂包括cl2；刻蚀时间为90至150秒。

12、在本申请的一些实施例中，沿所述第一沟槽刻蚀所述牺牲层和所述半导体衬底至所述半导体衬底的设定深度并恰好暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处后，所述第一沟槽的深宽比大于等于14∶1。

13、本申请的另一个方面还提供一种闪存器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底表面依次形成有栅氧层、栅极层和硬掩膜层；第一沟槽，贯穿所述硬掩膜层、所述栅极层、所述栅氧层且延伸至所述半导体衬底中，其中，所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处呈圆弧。

14、在本申请的一些实施例中，所述第一沟槽的深宽比大于等于14∶1。

15、本申请提供一种闪存器件及其形成方法，在形成第一沟槽时暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处，再使用牺牲层圆化处理所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处以及进一步保护所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处，后续继续沿所述第一沟槽刻蚀时不会损伤所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处，可以使半导体衬底和栅氧层的交界处呈圆弧，解决相邻有源区或有源区和控制栅极之间的漏电问题。

技术特征：

1.一种闪存器件的形成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的闪存器件的形成方法，其特征在于，刻蚀所述硬掩膜层、所述栅极层、所述栅氧层至所述半导体衬底中形成第一沟槽的方法包括：

3.如权利要求2所述的闪存器件的形成方法，其特征在于，所述刻蚀停止层的厚度为1500至1800埃。

4.如权利要求2所述的闪存器件的形成方法，其特征在于，刻蚀所述刻蚀停止层、所述硬掩膜层、所述栅极层、所述栅氧层至所述半导体衬底中形成第一沟槽的刻蚀工艺参数包括：刻蚀气体包括cf4；刻蚀时间为20至40秒。

5.如权利要求2所述的闪存器件的形成方法，其特征在于，沿所述第一沟槽刻蚀所述牺牲层和所述半导体衬底至所述半导体衬底的设定深度并恰好暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处后，还包括：去除所述刻蚀停止层。

6.如权利要求1所述的闪存器件的形成方法，其特征在于，所述第一沟槽底部低于所述栅氧层底面100至200埃。

7.如权利要求1所述的闪存器件的形成方法，其特征在于，在所述第一沟槽侧壁和底部以及所述硬掩膜层上形成牺牲层的方法包括teos工艺。

8.如权利要求1所述的闪存器件的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的厚度为30至80埃。

9.如权利要求1所述的闪存器件的形成方法，其特征在于，沿所述第一沟槽刻蚀所述牺牲层和所述半导体衬底至所述半导体衬底的设定深度并恰好暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处的方法为各向异性刻蚀。

10.如权利要求1所述的闪存器件的形成方法，其特征在于，沿所述第一沟槽刻蚀所述牺牲层和所述半导体衬底至所述半导体衬底的设定深度并恰好暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处的刻蚀工艺参数包括：刻蚀剂包括cl2；刻蚀时间为90至150秒。

11.如权利要求1所述的闪存器件的形成方法，其特征在于，沿所述第一沟槽刻蚀所述牺牲层和所述半导体衬底至所述半导体衬底的设定深度并恰好暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处后，所述第一沟槽的深宽比大于等于14∶1。

12.一种闪存器件，其特征在于，包括：

13.如权利要求12所述的闪存器件，其特征在于，所述第一沟槽的深宽比大于等于14∶1。

技术总结
本申请提供一种闪存器件及其形成方法，所述闪存器件包括：半导体衬底，所述半导体衬底表面依次形成有栅氧层、栅极层和硬掩膜层；第一沟槽，贯穿所述硬掩膜层、所述栅极层、所述栅氧层且延伸至所述半导体衬底中，其中，所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处呈圆弧。本申请的技术方案中，在形成第一沟槽时暴露所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处，再使用牺牲层圆化处理所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处以及进一步保护所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处，后续继续沿所述第一沟槽刻蚀时不会损伤所述栅氧层和所述半导体衬底的交界处，可以使半导体衬底和栅氧层的交界处呈圆弧，解决相邻有源区或有源区和控制栅极之间的漏电问题。

技术研发人员：李志国,王军,隋振超,刘玉丽,李越
受保护的技术使用者：中芯北方集成电路制造（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14