[发明专利]一种闪存单元形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种闪存单元形成方法。

背景技术

闪存的标准物理结构称为闪存单元(bit)。闪存单元的结构与常规MOS晶体管不同。常规的MOS晶体管的栅极(gate)和导电沟道间由栅极绝缘层隔开，一般为氧化层(oxide)；而闪存在控制栅(CG：control gate，相当于常规的MOS晶体管的栅极)与导电沟道间还具有浮栅(FG：floating gate)。由于浮栅的存在，使闪存可以完成三种基本操作模式：即读、写、擦除。即便在没有电源供给的情况下，浮栅的存在可以保持存储数据的完整性。相邻的闪存单元之间由隔离结构隔开。

浅沟槽隔离技术(Shallow Trench Isolation，STI)是一种器件隔离技术。浅沟槽隔离结构形成的原理是将与浅沟槽对应的硅衬底表面刻蚀出沟槽，将二氧化硅(SiO₂)填入所述沟槽中。

随着半导体工艺进入深亚微米时代，0.18微米以下的元件例如MOS电路的有源区隔离层大多采用浅沟槽隔离技术来制作，在专利号为US7112513的美国专利中还能发现更多关于浅沟槽隔离技术的相关信息。

浅沟槽隔离技术的具体工艺包括：在衬底上形成浅沟槽，所述浅沟槽用于隔离衬底上的有源区，所述浅沟槽的形成方法可以为刻蚀工艺；在浅沟槽内填入隔离介质，并在衬底表面形成介质层，所述隔离介质材料可以为氧化硅；对所述隔离介质进行退火；用化学机械抛光法(Chemical MechanicalPolishing，CMP)处理所述隔离介质。

在公开号为CN 101369607A的中国专利申请中提供了一种闪存单元形成方法。

图1至图3是采用浅沟槽隔离结构隔离的闪存单元的剖面结构示意图。首先如图1所示，提供衬底100，所述衬底100表面依次形成有衬垫氧化层110和刻蚀停止层120，所述衬底100内包含多个有源区，相邻有源区之间以浅沟槽隔离结构130隔开；接着，参考图2，依次去除刻蚀停止层120和衬垫氧化层110；再参考图3，采用热氧化的方法在衬底100表面形成隧穿氧化层140。后续步骤还包括在隧穿氧化层140表面形成浮栅，在浮栅表面依次形成隔离氧化层和控制栅，以及在浮栅衬底内两侧形成源、漏区。

在一定的偏置电压下，电荷可以通过隧穿氧化层140以隧穿的方式进入衬底100中，实现对闪存单元的编程、擦除操作。隔离氧化层用于阻挡电荷与控制栅之间的导通，避免电荷向控制栅方向迁移，用于实现控制栅极通过隔离氧化层对存储的电荷进行操作。

但是，现有的闪存单元容易产生双峰效应和反窄沟道效应。此外，现有的晶体管的周期耐久性比较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种闪存单元形成方法，所提供的方法可以避免双峰效应和反窄沟道效应，此外利用本发明所提供的方法可以提高闪存单元的周期耐久性。

为解决上述问题，本发明提供一种闪存单元形成方法，包括：

提供衬底；

采用化学气相沉积法在衬底表面形成隧穿氧化层；

对所述隧穿氧化层进行后期氧化退火处理。

优选地，所述隧穿氧化层的形成工艺包括含硅气体和含氧气体，所述含硅气体SiH₂C1₂或SiH₂，所述含氧气体为N₂O。

优选地，所述隧穿氧化层的形成工艺的参数为，含硅气体和含氧气体的流量为10-2000sccm，N₂流量0-10slm，温度700-800℃，压强0.05-10Torr。

优选地，所述后期氧化退火处理的反应气体为O₂与H₂或N₂O与H₂。

优选地，所述后期氧化退火处理选择炉管进行或者选择腔体进行。

优选地，所述后期氧化退火处理的工艺参数为反应气体流量0.1-10slm，N₂流量0-10slm，温度650-1100℃，压强100mTorr-760mTorr。

优选地，所述后期氧化退火处理的时间为50s-3h。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

首先，本发明采用化学气相沉积法在衬底表面形成隧穿氧化层，低压化学气相沉积法阶梯覆盖率高，所形成的隧穿氧化层厚度均匀，没有边沟，避免了双峰效应和反窄沟道效应，提高闪存单元的周期耐久性。