增大元胞凹槽窗口的方法与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及一种增大元胞凹槽窗口的方法。

背景技术：

1、nor flash cell recess(crs，元胞凹槽工艺)中凹槽的深度和fg(浮栅)的高度与fg/cg(浮栅/控制栅)的coupling ratio(耦合比)密切相关，随着进一步尺寸收缩，浮栅多晶硅采用掺杂的多晶硅，为避免p污染，元胞凹槽工艺采用dry1 et+wet(no pr)+dry(第一次干法刻蚀+湿法刻蚀+第二次干法刻蚀)的方式。由于掺杂的多晶硅与sti harp ox(浅沟槽隔离氧化层)的刻蚀速率选择比较低，随着dry 1et工艺时间增加，元胞凹槽工艺凹槽变深的同时浮栅多晶硅损失也相应增多，导致器件性能降低；即使湿法刻蚀对于掺杂多晶硅与浅沟槽隔离氧化层的选择比较高，但是外围区fg高度的要求限制了湿法刻蚀的工艺窗口，目前元胞凹槽工艺凹槽深度还是主要由dry1 et决定，急需增大元胞凹槽工艺的工艺窗口。

2、为解决上述问题，需要提出一种新型的增大元胞凹槽窗口的方法。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种增大元胞凹槽窗口的方法，用于解决现有技术中由于掺杂的多晶硅与sti harp ox(浅沟槽隔离氧化层)的刻蚀速率选择比较低，随着dry 1et工艺时间增加，元胞凹槽工艺凹槽变深的同时浮栅多晶硅损失也相应增多，导致器件性能降低；即使湿法刻蚀对于掺杂多晶硅与浅沟槽隔离氧化层的选择比较高，但是外围区fg高度的要求限制了湿法刻蚀的工艺窗口，目前元胞凹槽工艺凹槽深度还是主要由dry1 et决定，急需增大元胞凹槽工艺的工艺窗口的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种增大元胞凹槽窗口的方法，包括：

3、步骤一、提供衬底，在所述衬底形成有浅沟槽隔离以定义出存储单元的有源区，所述浅沟槽隔离的高度高于所述衬底表面，所述浅沟槽隔离之间的间隙中形成有位于所述衬底上的栅极氧化层和位于所述栅极氧化层上的浮栅多晶硅层；

4、步骤二、在所述浅沟槽隔离、所述浮栅多晶硅层上形成牺牲层，在所述牺牲层上形成光刻胶层，光刻打开所述光刻胶层，使得所述存储单元上的所述帽氧化层裸露；

5、步骤三、刻蚀裸露的所述牺牲层至其下方的所述浅沟槽隔离为第一目标高度，去除所述光刻胶层；

6、步骤四、刻蚀所述浅沟槽隔离至第二目标高度，在刻蚀过程中，所述存储单元之外区域上的所述牺牲层部分或全部损耗；

7、步骤五、刻蚀所述浅沟槽隔离至第三目标高度。

8、优选地，步骤一中的所述衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅(soi)衬底。

9、优选地，步骤一中的所述浅沟槽隔离的形成方法包括：在所述衬底上形成栅氧化层和位于所述栅氧化层上的硬掩膜层；利用光刻、刻蚀形成位于所述硬掩膜层及其下方所述衬底上的浅沟槽；去除所述硬掩膜层；利用淀积、研磨在所述浅沟槽中形成所述浅沟槽隔离。

10、优选地，步骤一中的所述浮栅多晶硅层的材料为掺杂的多晶硅。

11、优选地，步骤二中的所述牺牲层为帽氧化层。

12、优选地，步骤三中的所述刻蚀的方法为干法刻蚀。

13、优选地，步骤三中利用灰化工艺和湿法清洗的方法去除所述光刻胶层。

14、优选地，步骤三中的浅沟槽隔离的上表面位于所述所述浮栅多晶硅层上、下表面之间。

15、优选地，步骤四中的所述刻蚀的方法为湿法刻蚀。

16、优选地，步骤五中的所述刻蚀的方法为干法刻蚀。

17、优选地，步骤五中的所述浅沟槽隔离的上表面位于所述栅极氧化层处或略高于所述栅极氧化层。

18、如上所述，本发明的增大元胞凹槽窗口的方法，具有以下有益效果：

19、本发明的方法在不改变凹槽高度的基础上减少了凹槽形成中浮栅多晶硅层的损失，从而提升了浮栅和控制栅的耦合比。

技术特征：

1.一种增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于，至少包括：

2.根据权利要求1所述的增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于：步骤一中的所述衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅(soi)衬底。

3.根据权利要求1所述的增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于：步骤一中的所述浅沟槽隔离的形成方法包括：在所述衬底上形成栅氧化层和位于所述栅氧化层上的硬掩膜层；利用光刻、刻蚀形成位于所述硬掩膜层及其下方所述衬底上的浅沟槽；去除所述硬掩膜层；利用淀积、研磨在所述浅沟槽中形成所述浅沟槽隔离。

4.根据权利要求1所述的增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于：步骤一中的所述浮栅多晶硅层的材料为掺杂的多晶硅。

5.根据权利要求1所述的增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于：步骤二中的所述牺牲层为帽氧化层。

6.根据权利要求1所述的增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于：步骤三中的所述刻蚀的方法为干法刻蚀。

7.根据权利要求1所述的增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于：步骤三中利用灰化工艺和湿法清洗的方法去除所述光刻胶层。

8.根据权利要求1所述的增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于：步骤三中的浅沟槽隔离的上表面位于所述所述浮栅多晶硅层上、下表面之间。

9.根据权利要求1所述的增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于：步骤四中的所述刻蚀的方法为湿法刻蚀。

10.根据权利要求1所述的增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于：步骤五中的所述刻蚀的方法为干法刻蚀。

11.根据权利要求1所述的增大元胞凹槽窗口的方法，其特征在于：步骤五中所述存储单元的所述浅沟槽隔离的上表面位于所述栅极氧化层处或略高于所述栅极氧化层。

技术总结
本发明提供一种增大元胞凹槽窗口的方法，提供衬底，在衬底形成有浅沟槽隔离以定义出存储单元的有源区，浅沟槽隔离的高度高于衬底表面，浅沟槽隔离之间的间隙中形成有位于衬底上的栅极氧化层和位于栅极氧化层上的浮栅多晶硅层；在浅沟槽隔离、浮栅多晶硅层上形成牺牲层，在牺牲层上形成光刻胶层，光刻打开光刻胶层，使得存储单元上的帽氧化层裸露；刻蚀去除裸露的牺牲层至其下方的浅沟槽隔离为第一目标高度，去除光刻胶层；刻蚀浅沟槽隔离至第二目标高度，在刻蚀过程中，存储单元之外区域上的牺牲层部分或全部损耗。本发明的方法在不改变凹槽高度的基础上减少了凹槽形成中浮栅多晶硅层的损失，从而提升了浮栅和控制栅的耦合比。

技术研发人员：薛立平,贾红丹,齐翔羽,申红杰,顾林
受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10