[发明专利]提高电荷存储层表面均匀性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种提高电荷存储层表面均匀性的方法。

背景技术

目前，以氧化层-氮化层-氧化层(ONO)三层结构作为介电质构成电容器，以储存电荷，所以将ONO结构称为电荷存储层。电荷存储层在非易失性存储器(non-volatile memory)中是比较核心的结构，非易失只读存储装置，例如只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)以及其它更高级的非易失只读存储装置已普遍应用于手机、笔记本电脑、掌上电脑、数码相机等领域。

下面将详细说明现有技术中ONO结构的制作方法：

首先，在半导体衬底上，所述半导体衬底包括电荷存储区和外围电路区。电荷存储区即为衬底上存储电荷分布的区域，电荷存储区的外围区域称为外围电路区。氧气与材料为硅的衬底在高温下反应生成二氧化硅(SiO₂)表面层，SiO₂的厚度由温度和时间精确控制。

接下来，采用化学气相沉积(CVD)的方法，在所述SiO₂表面层上形成氮化硅层，一般采用等离子增强型化学气相沉积(PECVD)的方法。

最后，用湿氧(wet oxide)强制氧化氮化硅形成氮氧化硅并在氮氧化硅上淀积一层高温氧化层(High Temperature Oxide，HTO)，共同构成顶层氧化层(Top Oxide)。其中，HTO层的厚度在100埃至150埃之间，优选为120埃左右。

根据上述方法形成ONO结构之后，需要在外围电路区域，即器件控制区域制作栅极，则在制作栅极之前在半导体衬底上形成栅氧化层(Gate Oxide，GOX)，所以就需要将定义的外围电路区的半导体衬底上的ONO结构清除。在采用干法和湿法相结合清除外围电路区域的ONO结构时，需要用光阻胶将电荷存储区上的ONO结构保护起来，但是光阻胶在大约几个小时的时间内就会变性，失去保护作用，而由于生产中的制程限制，从进行上述清除步骤，到下一个制程步骤，其间要有一段等待时间，这时光阻胶早已变性，不适合继续使用，所以一般在进行上述清除之后，也就将光阻胶去除掉。在进行上述清除之后总会发现在外围区域上残留一部分氧化物没有被彻底清除掉，所以接下来，现有技术中就直接用与水成一定比例的稀氢氟酸或者用称为缓冲氧化硅腐蚀液(BOE)的被氟化氨(NH₄F)缓冲的稀氢氟酸，来对外围电路区域的残留氧化物进行彻底清除，即预清洗(preclean)。

但是已经去除了外围电路区上ONO结构的晶片放在氢氟酸中，电荷存储区上ONO结构也受到氢氟酸的损耗，ONO结构顶层上的HTO层受到氢氟酸的腐蚀，厚度变薄，而且表面变得粗糙不平，均匀性变得很差。由此可以看出，将ONO结构顶层上的HTO层做的比较厚，范围在100埃至150埃之间，正是要抵消被氢氟酸腐蚀，而消耗的那部分厚度。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是：在对外围电路区上的残留氧化物用氢氟酸进行预清洗时，电荷存储区上ONO结构顶层上的HTO层也受到氢氟酸的腐蚀，均匀性变差的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开了一种提高电荷存储层表面均匀性的方法，该方法包括：

在半导体衬底的电荷存储区和外围电路区上形成电荷存储层结构；

清除所述外围电路区上的电荷存储层结构，所述清除之后所述电荷存储层结构在外围电路区上有残留；

在电荷存储区的电荷存储层结构上形成保护层；

预清洗外围电路区上残留的电荷存储层结构；

去除所述保护层。

所述电荷存储层结构为氧化层-氮化层-氧化层ONO结构。

所述ONO结构包括位于顶层的高温氧化层HTO层。

所述HTO层的厚度为65埃至100埃之间。

所述HTO层的厚度为80埃。

采用氢氟酸进行所述预清洗。

所述保护层为光阻胶。

所述光阻胶的去除采用硫酸和双氧水。

去除光阻胶之后进一步包括采用盐酸和双氧水来去除杂质的步骤。

所述保护层为多晶硅。