[发明专利]一种用于制备单层多晶硅栅非挥发性存储器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备单层多晶硅栅非挥发性存储器的方法。

背景技术

非挥发性存储器技术的主要特征是广泛使用浮栅单元，如EEPROM。按照栅结构不同，浮栅单元可以分成两类，一种是所谓的堆叠栅(即双层多晶硅栅)结构，如图1所示，其中包括：P型硅衬底11、P-阱12、浅槽隔离13、栅极氧化层14、浮栅15、内层隔离层16、控制栅17叠置于浮栅15上方；单层多晶硅栅结构，如图2所示，包括：P型硅衬底21、P-阱22、N-阱23、浅槽隔离24、栅极氧化层25、浮栅26以及高掺杂接触区27。在单层多晶硅栅存储单元中，N-阱23起到了控制栅的作用。

这种单层多晶硅栅非挥发性存储单元结构，相对于所述双层多晶硅栅存储单元的优点在于它与现有的工艺技术相匹配，不需要其他的工艺步骤就可以同其他电路一起完成，降低了工艺复杂性。

对于存储器而言，电荷存储性能对于存储器的可靠性至关重要。图3为所述单层多晶硅栅非挥发性存储单元的浮栅电压Vt随测试时间的变化曲线，如图3所示，在第一次编程结束后，所述电压Vt达到最高电压值，室温放置30分钟后，所述电压Vt迅速下降，然后对存储单元进行第二次编程，使所述电压Vt再次达到最大值，室温放置30分钟后，所述电压Vt下降速度趋于平缓。这种现象说明所述单层多晶硅栅非挥发性存储单元的电荷存储性能与可动离子密切相关。

所述单层多晶硅栅存储器相对于所述双层多晶硅栅存储器的缺点就在于所述单层多晶硅栅存储器的电荷存储性能比较差，即硅栅中正可动离子浓度比较高，如何解决这一问题对于所述单层多晶硅栅非挥发性存储器的应用至关重要。

图4揭示了单层多晶硅栅非挥发性存储单元中引入正可动离子的主要原因。曲线a为在浮栅生长后没有进行salicide(金属硅化)工艺下的存储单元的浮栅电压Vt随着时间的变化曲线，曲线b为在浮栅生长后进行salicide工艺下的存储单元的浮栅电压Vt随着时间的变化曲线。从中可以看出，salicide工艺引起了存储单元的电荷存储性能的下降，即可判断存储单元中的正可动离子大部分是由salicide工艺所引入的。通常采用的硅化阻挡(Salicide-Block，缩写为SAB，说明书其他部分使用缩写SAB代指硅化阻挡)层不足以阻挡salicide工艺引入的所述正可动离子进入浮栅，并且在快速热处理过程中部分所述正可动离子可以通过SAB层渗透到金属硅化物保护材料下层，与多晶硅形成金属硅化物。

发明内容

本发明涉及了一种用于制备单层多晶硅栅非挥发性存储器的方法，与现有的制备技术的不同之处在于，选用了与工艺要求相兼容的材料及其生长方式代替现有技术使用的富氧硅(Silicon-Rich-Oxide，缩写为SRO，说明书其他部分使用缩写SRO代指富氧硅)材料及其生长方式来作为SAB层，其它制备所述单层多晶硅栅非挥发性存储器的步骤不变。

根据本发明的一种用于制备单层多晶硅栅非挥发性存储器的方法，其特征在于，用包括单层或多层经低压化学气相淀积正硅酸乙酯(Tetraethyl Orthosilicate，缩写为TEOS，使用低压化学淀积TEOS生成的膜层叫做Low Pressure Chemical Vapor Deposition from TEOS，缩写为LPTEOS，说明书其他部分使用缩写TEOS代指正硅酸乙酯，使用缩写LPTEOS膜层代指用低压化学淀积TEOS生成的膜层)生成的膜层作为硅化阻挡层。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：由于LPTEOS膜层的致密度要高于所述SRO膜层，所以用包括单层或多层LPTEOS膜层的材料代替所述SRO膜层，作为制备单层多晶硅栅非挥发性存储器过程中涉及的SAB层，可以进一步减少了由于硅化工艺引入到浮栅上的正可动离子，从而改善了所述单层多晶硅栅非挥发性存储单元的电荷存储性能，并且所述LPTEOS膜层生成的温度适中，不会影响下层器件的结构和性能。

由于只改变了SAB层的组分，所以本发明对于现有工艺下的单层多晶硅栅极非挥发性存储单元的制造都是适用的。

附图说明

图1是现有技术的双层多晶硅栅EPROM的截面示意图；

图2是现有技术的单层多晶硅栅EPROM的截面示意图；

图3是单层多晶硅栅非挥发性存储单元的浮栅电压Vt随测试时间的变化曲线；

图4是进行硅化工艺和未进行硅化工艺两种情况下，浮栅电压Vt随测试时间的变化曲线；