一種eeprom存儲(chǔ)單元的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，在場(chǎng)氧形成后，直接生長(zhǎng)高壓氧化層,在隧道區(qū)域光刻定義隧道區(qū)窗口，以高壓氧化層作為隧道區(qū)離子注入的阻擋層進(jìn)行離子注入，然后進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)的隧道區(qū)窗口濕法刻蝕,然后生長(zhǎng)隧道氧化層。由于高壓氧化層經(jīng)離子注入后蝕刻率會(huì)相對(duì)較快，并且濕法蝕刻各向同性的影響相對(duì)減小，所以本發(fā)明的EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法可改善隧道區(qū)窗口的圖形更圓滑，制造的EPROM存儲(chǔ)單元可靠性高。同時(shí)本發(fā)明的EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，以隧道區(qū)窗口處的高壓氧化層作為隧道區(qū)離子注入的隔離層離子注入的阻擋層，使隧道區(qū)窗口經(jīng)過一次光刻就能形成，工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。
【專利說明】—種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別涉及一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一種 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)的存儲(chǔ)單元如圖1所示，包括一存儲(chǔ)晶體管和一選擇晶體管。其中所述選擇晶體管的柵極接字線，漏極接位線，源區(qū)和所述存儲(chǔ)晶體管的漏區(qū)共用一個(gè)擴(kuò)散區(qū)；所述存儲(chǔ)晶體管包括源區(qū)、漏區(qū)以及源漏間的隧道區(qū)，還包括多晶硅浮柵、控制柵介質(zhì)層、控制柵，所述存儲(chǔ)晶體管源區(qū)接一源極，控制柵接一控制柵極，漏區(qū)和所述選擇晶體管的源區(qū)共用一個(gè)擴(kuò)散區(qū)。控制柵介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)通常為ONO (氧化硅-氮化硅-氧化硅)結(jié)構(gòu)。
[0003]該種EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)存儲(chǔ)單元的制造方法通常如圖2到圖12所示，包括以下步驟:
[0004]一.在P型硅襯底10上形成場(chǎng)氧11 ；
[0005]二.在場(chǎng)氧11間的P型硅襯底10上生長(zhǎng)一層較薄(如210埃)的犧牲氧化層12 ；
[0006]三.通過光刻膠13在犧牲氧化層12上定義相隔離的第一離子注入?yún)^(qū)域和第二離子注入?yún)^(qū)域，第一離子注入?yún)^(qū)域位于第二離子注入?yún)^(qū)域左側(cè)，如圖2所示；
[0007]四.在定義的第一離子注入?yún)^(qū)域、第二離子注入?yún)^(qū)域注入N型離子，如圖3所示；如果N型離子采用As，注入能量可以為70Kev，注入劑量可以為2.5E14個(gè)原子每平方厘米；如果N型離子采用P，注入能量可以為60Kev，注入劑量可以為7E13個(gè)原子每平方厘米；
[0008]五.去除光刻膠13，做離子活化，第一離子注入?yún)^(qū)域離子活化形成N阱區(qū)25，第二離子注入?yún)^(qū)域離子活化形成隧道區(qū)26，N阱區(qū)25同隧道區(qū)26相隔離，如圖4所示；離子活化的溫度可以為1000攝氏度，時(shí)間可以為50分鐘；
[0009]六.去除犧牲氧化層12，在場(chǎng)氧11間的P型硅襯底10上生長(zhǎng)一層較厚(如300埃)的高壓氧化層14，如圖5所示；因?yàn)榻?jīng)過步驟三到五，硅片的表面會(huì)有很多損傷，犧牲氧化層損傷12也很嚴(yán)重，因此需要去掉犧牲氧化層12后生長(zhǎng)一層高壓氧化層14來消除這些損傷；
[0010]七.通過光刻膠13在隧道區(qū)26定義遂道區(qū)窗口，如圖6所示；
[0011]八.濕法刻蝕，去除遂道區(qū)窗口的高壓氧化層14，如圖7所示；
[0012]九.去除光刻膠13，在硅片上生長(zhǎng)遂道氧化層15，如圖8所示，遂道區(qū)窗口處的遂道氧化層15厚度約83埃；
[0013]十.在遂道氧化層15上形成多晶硅浮柵16，多晶硅浮柵16位于N阱區(qū)25右部到遂道區(qū)窗口上方，如圖9所示，多晶硅浮柵16厚度約為1500埃；
[0014]十一.在多晶硅浮柵16上面及側(cè)面形成控制柵介質(zhì)層17，如圖10所示；控制柵介質(zhì)層17為0N0 (氧化硅-氮化硅-氧化硅)結(jié)構(gòu)；
[0015]十二.在硅片上依次淀積控制柵多晶硅層18、WSi層19，如圖11所示，控制柵多晶硅層18厚度約為1500埃，WSi層19厚度約為1500埃；[0016]十三.光刻刻蝕后進(jìn)行N型離子注入，形成存儲(chǔ)晶體管的源區(qū)21、擴(kuò)散區(qū)22、選擇晶體管的漏區(qū)23 ;存儲(chǔ)晶體管的源區(qū)21形成在控制柵介質(zhì)層17左側(cè)的N阱區(qū)25，擴(kuò)散區(qū)22形成在控制柵介質(zhì)層17右側(cè)的P型硅襯底10，并與隧道區(qū)26右部連通，如圖12所示。
[0017]十四.進(jìn)行后續(xù)工藝，形成EEPROM存儲(chǔ)單元。
[0018]上述EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，在場(chǎng)氧后到多晶硅浮柵形成之前需要兩次光刻工藝，工藝流程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，工藝流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低。
[0020]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，其包括以下步驟:
[0021]一.在P型硅襯底上形成場(chǎng)氧；
[0022]二.在場(chǎng)氧間的P型硅襯底上生長(zhǎng)一層高壓氧化層；
[0023]三.通過光刻膠在高壓氧化層上定義隧道區(qū)窗口 ；
[0024]四.在定義的隧道區(qū)窗口下的P型硅襯底注入N型離子；
[0025]五.濕法刻蝕，去除遂道區(qū)窗口的高壓氧化層；
[0026]六.去除光刻膠，在硅片上生長(zhǎng)遂道氧化層；
[0027]七.進(jìn)行離子活化，隧道區(qū)窗口周邊的P型硅襯底形成遂道區(qū)；
[0028]八.在遂道氧化層上形成多晶硅浮柵，多晶硅浮柵位于遂道區(qū)窗口到遂道區(qū)左側(cè)的P型硅襯底上方；
[0029]九.在多晶硅浮柵上面及側(cè)面形成控制柵介質(zhì)層；
[0030]十.在硅片上依次淀積控制柵多晶硅層、WSi層；
[0031]十一.光刻刻蝕后進(jìn)行N型離子注入，形成存儲(chǔ)晶體管的源區(qū)、擴(kuò)散區(qū)、選擇晶體管的漏區(qū)；存儲(chǔ)晶體管的源區(qū)形成在控制柵介質(zhì)層左側(cè)的P型硅襯底中并與遂道區(qū)隔離，擴(kuò)散區(qū)形成在控制柵介質(zhì)層右側(cè)的P型硅襯底中并與隧道區(qū)右部連通；
[0032]十二.進(jìn)行后續(xù)工藝，形成EEPROM存儲(chǔ)單元。
[0033]本發(fā)明的EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，在場(chǎng)氧形成后，直接生長(zhǎng)高壓氧化層，在隧道區(qū)域光刻定義隧道區(qū)窗口，以高壓氧化層作為隧道區(qū)離子注入的阻擋層進(jìn)行離子注入，然后進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)的隧道區(qū)窗口濕法刻蝕，然后生長(zhǎng)隧道氧化層。由于高壓氧化層經(jīng)離子注入后蝕刻率會(huì)相對(duì)較快，并且濕法蝕刻各向同性的影響相對(duì)減小，所以本發(fā)明的EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法可改善隧道區(qū)窗口的圖形更圓滑，制造的EPROM存儲(chǔ)單元可靠性高。同時(shí)本發(fā)明的EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，以隧道區(qū)窗口處的高壓氧化層作為隧道區(qū)離子注入的隔離層離子注入的阻擋層，使隧道區(qū)窗口經(jīng)過一次光刻就能形成，工藝流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對(duì)本發(fā)明所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1是一種EEPROM存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟三示意圖；
[0037]圖3是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟四示意圖； [0038]圖4是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟五示意圖；
[0039]圖5是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟六示意圖；
[0040]圖6是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟七示意圖；
[0041]圖7是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟八示意圖；
[0042]圖8是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟九示意圖；
[0043]圖9是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟十示意圖；
[0044]圖10是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟十一示意圖；
[0045]圖11是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟十二示意圖；
[0046]圖12是現(xiàn)有的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法的步驟十三示意圖；
[0047]圖13是本發(fā)明的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法一實(shí)施方式的步驟三示意圖；
[0048]圖14是本發(fā)明的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法一實(shí)施方式的步驟四示意圖；
[0049]圖15是本發(fā)明的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法一實(shí)施方式的步驟五示意圖；
[0050]圖16是本發(fā)明的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法一實(shí)施方式的步驟六示意圖；
[0051]圖17是本發(fā)明的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法一實(shí)施方式的步驟七示意圖；
[0052]圖18是本發(fā)明的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法一實(shí)施方式的步驟八示意圖；
[0053]圖19是本發(fā)明的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法一實(shí)施方式的步驟九示意圖；
[0054]圖20是本發(fā)明的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法一實(shí)施方式的步驟十示意圖；
[0055]圖21是本發(fā)明的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法一實(shí)施方式的步驟^^一示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0057]一種 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)的存儲(chǔ)單元如圖1所示，包括一存儲(chǔ)晶體管和一選擇晶體管。其中所述選擇晶體管的柵極接字線，漏極接位線，源區(qū)和所述存儲(chǔ)晶體管的漏區(qū)共用一個(gè)擴(kuò)散區(qū)；所述存儲(chǔ)晶體管包括源區(qū)、漏區(qū)以及源漏間的隧道區(qū)，還包括多晶硅浮柵、控制柵介質(zhì)層、控制柵，所述存儲(chǔ)晶體管源區(qū)接一源極，控制柵接一控制柵極，漏區(qū)和所述選擇晶體管的源區(qū)共用一個(gè)擴(kuò)散區(qū)。
[0058]該種EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)存儲(chǔ)單元的制造方法一實(shí)施方式如圖13到圖21所示，包括以下步驟:
[0059]一.在P型硅襯底10上形成場(chǎng)氧11 ；
[0060]二.在場(chǎng)氧11間的P型硅襯底10上生長(zhǎng)一層厚的高壓氧化層14，較佳的，高壓氧化層14的厚度在290埃到310埃之間，如可以為300埃；
[0061]三.通過光刻膠13在高壓氧化層14上定義隧道區(qū)窗口，如圖13所示；
[0062]四.以高壓氧化層14作為離子注入的犧牲層，在定義的隧道區(qū)窗口下的P型硅襯底10注入N型離子，如圖14所示；如果N型離子采用As，注入能量可以為70Kev到90Kev，注入劑量可以為2E14到3E14個(gè)原子每平方厘米；如果N型離子采用P，注入能量可以為50Kev到70Kev，注入劑量可以為6E14到8E14個(gè)原子每平方厘米；
[0063]五.濕法刻蝕，去除遂道區(qū)窗口的高壓氧化層14，如圖15所示；濕法刻蝕可以避免損傷硅襯底，保證存儲(chǔ)單元的可靠性；
[0064]六.去除光刻膠13，在硅片上生長(zhǎng)遂道氧化層15，如圖16所示，在遂道區(qū)窗口處生長(zhǎng)的遂道氧化層15厚度約為80埃到86埃；
[0065]七.進(jìn)行離子活化，隧道區(qū)窗口周邊的P型硅襯底形成遂道區(qū)26，如圖17所示；離子活化的溫度可以為1000攝氏度，時(shí)間可以為50分鐘；
[0066]八.在遂道氧化層15上形成多晶硅浮柵16，多晶硅浮柵16位于遂道區(qū)窗口到遂道區(qū)26左側(cè)的P型硅襯底10上方，如圖18所示，多晶硅浮柵16的厚度約為1450埃到1550埃；
[0067]九.在多晶硅浮柵16上面及側(cè)面形成控制柵介質(zhì)層17，如圖19所示；控制柵介質(zhì)層17可以為ONO (氧化硅-氮化硅-氧化硅)結(jié)構(gòu)；
[0068]十.在硅片上依次淀積控制柵多晶硅層18、WSi層19，如圖20所示，控制柵多晶硅層18的厚度約為1500埃，WSi層19的厚度約為1500埃；
[0069]十一.光刻刻蝕后進(jìn)行N型離子注入，形成存儲(chǔ)晶體管的源區(qū)21、擴(kuò)散區(qū)22、選擇晶體管的漏區(qū)23 ;存儲(chǔ)晶體管的源區(qū)21形成在控制柵介質(zhì)層17左側(cè)的P型硅襯底10中并與遂道區(qū)26隔離，擴(kuò)散區(qū)22形成在控制柵介質(zhì)層17右側(cè)的P型硅襯底10中并與隧道區(qū)26右部連通，如圖21所示；
[0070]十二.進(jìn)行后續(xù)工藝，形成EEPROM存儲(chǔ)單元。
[0071]本發(fā)明的EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，在場(chǎng)氧形成后，直接生長(zhǎng)高壓氧化層，在隧道區(qū)域光刻定義隧道區(qū)窗口，以高壓氧化層作為隧道區(qū)離子注入的阻擋層進(jìn)行離子注入，然后進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)的隧道區(qū)窗口濕法刻蝕，然后生長(zhǎng)隧道氧化層。由于高壓氧化層經(jīng)離子注入后蝕刻率會(huì)相對(duì)較快，并且濕法蝕刻各向同性的影響相對(duì)減小，所以本發(fā)明的EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法可改善隧道區(qū)窗口的圖形更圓滑，制造的EPROM存儲(chǔ)單元可靠性高。同時(shí)本發(fā)明的EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，以隧道區(qū)窗口處的高壓氧化層作為隧道區(qū)離子注入的隔離層離子注入的阻擋層，使隧道區(qū)窗口經(jīng)過一次光刻就能形成，工藝流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低。
[0072]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 一.在P型娃襯底上形成場(chǎng)氧； 二.在場(chǎng)氧間的P型硅襯底上生長(zhǎng)一層高壓氧化層； 三.通過光刻膠在高壓氧化層上定義隧道區(qū)窗口； 四.在定義的隧道區(qū)窗口下的P型硅襯底注入N型離子； 五.濕法刻蝕，去除遂道區(qū)窗口的高壓氧化層； 六.去除光刻膠，在硅片上生長(zhǎng)遂道氧化層； 七.進(jìn)行離子活化，隧道區(qū)窗口周邊的P型硅襯底形成遂道區(qū)； 八.在遂道氧化層上形成多晶硅浮柵，多晶硅浮柵位于遂道區(qū)窗口到遂道區(qū)左側(cè)的P型硅襯底上方； 九.在多晶硅浮柵上面及側(cè)面形成控制柵介質(zhì)層； 十.在硅片上依次淀積控制柵多晶硅層、WSi層； 十一.光刻刻蝕后進(jìn)行N型離子注入，形成存儲(chǔ)晶體管的源區(qū)、擴(kuò)散區(qū)、選擇晶體管的漏區(qū)；存儲(chǔ)晶體管的源區(qū)形成在控制柵介質(zhì)層左側(cè)的P型硅襯底中并與遂道區(qū)隔離，擴(kuò)散區(qū)形成在控制柵介質(zhì)層右側(cè)的P型硅襯底中并與隧道區(qū)右部連通； 十二.進(jìn)行后續(xù)工藝，形成EEPROM存儲(chǔ)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，其特征在于， 所述高壓氧化層的厚度在290埃到310埃之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，其特征在于， 步驟四中，注入N型離子為As，注入能量為70Kev到90Kev，注入劑量為2E14到3E14個(gè)原子每平方厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，其特征在于， 步驟四中，注入N型離子為P，注入能量為50Kev到70Kev，注入劑量為6E14到8E14個(gè)原子每平方厘米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，其特征在于， 步驟六中，在遂道區(qū)窗口處生長(zhǎng)的遂道氧化層厚度為80埃到86埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，其特征在于， 步驟七中，離子活化的溫度為1000攝氏度，時(shí)間為50分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，其特征在于， 步驟八中，多晶硅浮柵的厚度為1450埃到1550埃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，其特征在于，步驟九中，控制柵介質(zhì)層為ONO結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EEPROM存儲(chǔ)單元的制造方法，其特征在于，步驟十中，控制柵多晶硅層的厚度為1500埃，WSi層的厚度約為1500埃。
【文檔編號(hào)】H01L21/8247GK103579119SQ201210262379
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】隋建國(guó), 徐丹, 左燕麗 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司