一種電可擦除只讀存儲器以及制作方法技術

本發明專利技術公開了一種電可擦除只讀存儲器以及制作方法，用以提高電可擦除只讀存儲器的性能。該制作方法包括：在嵌入了源極和漏極的基板上覆蓋第一懸浮柵氧化層；通過構圖工藝在所述第一懸浮柵氧化層上形成懸浮柵極，其中，所述懸浮柵極的頂層覆蓋有保護層；在覆蓋有保護層的所述懸浮柵極的側壁生長第二懸浮柵氧化層；除去所述懸浮柵極頂層覆蓋的保護層，并在所述懸浮柵極的頂層生長第三懸浮柵氧化層；在所述第三懸浮柵氧化層上形成控制柵極，完成電可擦除只讀存儲器。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體芯片
，特別涉及。
技術介紹
電可擦除只讀存儲器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory, EEPROM)是一種掉電后數據不丟失的存儲芯片。另外，EEPROM可以清除存儲數據和再編程。如圖1所示，EEPROM器件包括嵌入基板100中的源極110和漏極120，控制柵極 200，以及位于基板100和控制柵極200之間的懸浮柵極300。其中，源極110、漏極120，和控制柵極200都分別由一個電極引出；懸浮柵極300沒有電極引出，而是被氧化物包圍，即懸浮柵極300被懸浮柵氧化層包圍著。上述EEPROM器件的擦寫過程是依靠改變控制柵極、漏極和源極上的電壓值來實現的，具體過程為控制柵極接高電壓，漏極和源極都接低電壓，電荷從漏極流向懸浮柵極， 實現寫入過程；控制柵極接低電壓，漏極和源極都接高電壓，電荷從懸浮柵極流向漏極，實現擦除過程。由于懸浮柵極周圍包裹著懸浮柵氧化層，這樣，在EEPROM器件的擦寫過程中電荷需在懸浮柵氧化層中流動，因此，懸浮柵氧化層是EEPROM器件中的一個非常關鍵的結構， 其質量的好壞決定了懸浮柵上的電荷儲存能力以及器件的可靠性。其中，懸浮柵極和控制柵極之間的懸浮柵氧化層的厚度不能太厚，即懸浮柵極頂端的氧化 層的厚度不能太厚，因為在數據寫入和擦除時，懸浮柵極頂端的氧化層越厚就需要越大的電壓，這將影響和限制器件的應用范圍。同時，懸浮柵極周圍的氧化層也不能太薄，即懸浮柵極側壁的氧化層的厚度不能太薄，懸浮柵極側壁的氧化層越薄，存儲在懸浮柵上的電荷越容易發生泄露，從而使器件在兩種狀態下的開啟電壓的差值變小，邏輯上的“O” 和“I”的區分度會變小。由于EEPROM器件的特殊性，對懸浮柵側壁和頂端的氧化層具有不同的性能要求， 而在目前的EEPROM制作工藝中，懸浮柵側壁和頂端的氧化層是在同一個工藝步驟中生長完成，只能設定相同的工藝條件和技術參數，很難實現懸浮柵側壁的氧化層與懸浮柵頂端的氧化層在厚度和性能上的差異，所以目前的工藝方法很大程度的限定了加工工藝的工藝窗口，使工藝加工過程中的控制難度加大了。
技術實現思路
本專利技術實施例提供，用以提高電可擦除只讀存儲器的性能。本專利技術實施例提供一種制作電可擦除只讀存儲器的方法，包括在嵌入了源極和漏極的基板上覆蓋第一懸浮柵氧化層；通過構圖工藝在所述第一懸浮柵氧化層上形成懸浮柵極，其中，所述懸浮柵極的頂層覆蓋有保護層；在覆蓋有保護層的所述懸浮柵極的側壁生長第二懸浮柵氧化層；除去所述懸浮柵極頂層覆蓋的保護層，并在所述懸浮柵極的頂層生長第三懸浮柵氧化層；在所述第三懸浮柵氧化層上形成控制柵極，完成電可擦除只讀存儲器。本專利技術實施例提供電可擦除只讀存儲器包括基板100，嵌入基板100上的源極 110和漏極120，控制柵極200，以及懸浮柵極300，其中，所述懸浮柵極300與所述基板100之間有第一懸浮柵氧化層410 ；所述懸浮柵極300的側壁有第二懸浮柵氧化層420 ；所述懸浮柵極300與所述控制柵極200之間有第三懸浮柵氧化層430，其中，所述第三懸浮柵氧化層430的厚度小于所述第二懸浮柵氧化層420的厚度。本專利技術實施例中，懸浮柵側壁的第二懸浮柵氧化層與懸浮柵頂端的第三懸浮柵氧化層分由兩個工藝步驟生長完成，這樣可在兩個工藝步驟分別設置不同的工藝條件和技術參數，使得 懸浮柵側壁的氧化層的厚度與頂端的氧化層的厚度不同，分別適應這兩個區域的性能要求，保證EEPROM器件制作過程中的工藝窗口，并有效的提高了器件的電荷儲存能力和擴大了編程電壓的應用范圍，提高了 EEPROM器件的性能。附圖說明圖1為現有技術中EEPROM器件的軸截面示意圖2為本專利技術實施例中制作EEPROM器件的流程圖3(a)為本專利技術實施例中覆蓋第一懸浮柵氧化層的器件的軸截面示意圖3(b)為本專利技術實施例中沉積了懸浮柵極層和保護層的器件的軸截面示意圖3(c)為本專利技術實施例中刻蝕后的器件的軸截面示意圖3(d)為本專利技術實施例中形成了懸浮柵極的器件的軸截面示意圖3(e)為本專利技術實施例中生長了第二懸浮柵氧化層的器件的軸截面示意圖3(f)為本專利技術實施例中除去保護層的器件的軸截面示意圖3(g)為本專利技術實施例中生長了第三懸浮柵氧化層的器件的軸截面示意圖4為本專利技術實施例中EEPROM器件的軸截面示意圖。具體實施方式本專利技術實施例中，在EEPROM器件制作過程中，懸浮柵側壁和頂端的氧化層分別在兩個工藝步驟中生長完成，這樣，可以分別設置不同的工藝條件和技術參數，使得懸浮柵側壁的氧化層的厚度與頂端的氧化層的厚度不同，分別適應這兩個區域的性能要求，從而，保證EEPROM器件制作過程中的工藝窗口，并有效的提高了器件的電荷儲存能力和擴大了編程電壓的應用范圍，提高了 EEPROM器件的性能。本專利技術實施例中，采用構圖(MASK)工藝制作EEPROM器件，其中，構圖工藝分別包括掩膜、曝光、顯影、刻蝕和剝離等工藝。參見圖2，制作EEPROM器件的過程包括步驟201 :在嵌入了源極和漏極的基板上覆蓋第一懸浮柵氧化層。本步驟與現有技術中的工藝一致，第一懸浮柵氧化層的材質包括多晶硅。這樣， 在嵌入了源極和漏極的基板上沉積一層多晶硅，該多晶硅經過氧化即可形成第一懸浮柵氧化層。這里，覆蓋第一懸浮柵氧化層的器件的軸截面如圖3(a)所示。步驟202 :通過構圖工藝在第一懸浮柵氧化層上形成頂層覆蓋有保護層的懸浮柵極。現有技術中直接在第一懸浮柵氧化層上形成懸浮柵極，而本專利技術實施例中，在第一懸浮柵氧化層上形成懸浮柵極，且該懸浮柵極的頂層覆蓋有保護層，具體過程包括在第一懸浮柵氧化層上分別沉積懸浮柵極層和保護層，并涂抹光刻膠，然后，通過掩膜板對光刻膠進行曝光和顯影處理后，分別將沒有光刻膠保護的保護層和懸浮柵極層刻蝕掉，形成頂層覆蓋有保護層的懸浮柵極。這里，沉積了懸浮柵極層和保護層的器件的軸截面如圖3(b)所示。本專利技術實施例中保護層的材質包括氮化硅。該氮化硅在空氣中不能被氧化。涂抹光刻膠，通過掩膜板對光刻膠進行曝光和顯影處理后，然后，分別將沒有光刻膠保護的保護層和懸浮柵極層刻蝕掉，刻蝕后的器件的截面如圖3(c)所示。這里，刻蝕一般為干刻。當保護層的材質為氮化硅時，采用含氟離子的氣體，在電場的作用下，腐蝕作為保護層的氮化硅。刻蝕懸浮柵極的主要氣體成分是氯氣和溴化氫氣體，這些氣體會將沒有光刻膠保護的懸浮柵腐蝕完，并將腐蝕后的殘留物帶走。剝離保留的光刻膠，形成頂層覆蓋有保護層的懸浮柵極。形成了懸浮柵極的器件的截面如圖3(d)所示。 步驟203 :在覆蓋有保護層的懸浮柵極的側壁生長第二懸浮柵氧化層。由于EEPROM器件的特殊性，對懸浮柵側壁和頂端的氧化層具有不同的性能要求， 這里，在覆蓋有保護層的懸浮柵極的側壁生長第二懸浮柵氧化層。第二懸浮柵氧化層的材質包括多晶硅。該多晶硅經過氧化即可形成第二懸浮柵氧化層。—般，第二懸浮柵氧化層的厚度大于或等于1000埃，第二懸浮柵氧化層的高度小于或等于懸浮柵極的高度。這里，生長了第二懸浮柵氧化層的器件的軸截面如圖3(e)所示，其中，第二懸浮柵氧化層的厚度為1000埃，高度等于懸浮柵極的高度。步驟204:除去懸浮柵極頂層覆蓋的保護層，并在懸浮柵極的頂層生長第三懸浮柵氧化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制作電可擦除只讀存儲器的方法，其特征在于，包括：在嵌入了源極和漏極的基板上覆蓋第一懸浮柵氧化層；通過構圖工藝在所述第一懸浮柵氧化層上形成懸浮柵極，其中，所述懸浮柵極的頂層覆蓋有保護層；在覆蓋有保護層的所述懸浮柵極的側壁生長第二懸浮柵氧化層；除去所述懸浮柵極頂層覆蓋的保護層，并在所述懸浮柵極的頂層生長第三懸浮柵氧化層；在所述第三懸浮柵氧化層上形成控制柵極，完成電可擦除只讀存儲器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉文正，翟彪，
申請(專利權)人：北大方正集團有限公司，深圳方正微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：