[发明专利]一种改善SONOS闪存中ONO结构的数据存储时效的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改善SONOS闪存中ONO结构的数据存储时效的方法。

背景技术

SONOS（Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅）闪存因为具备良好的等比例缩小特性、低功耗特性和抗辐照特性而成为目前主要的闪存类型。

如图1所示，是SONOS闪存的结构示意图，N型深阱1上设置P型阱2，P型阱2内掺杂形成源极3和漏极4，P型阱2上沉积ONO（OXIDE NITRIDE OXIDE氧化层-氮化层-氧化层）层，ONO层上沉积多晶硅栅极6。ONO层为三层结构，从下至上依次为隧穿氧化层501（Tunnel oxide layer，成分是二氧化硅），氮氧化硅层502（Oxy-nitride layer，成分是氮氧化硅），隔绝氧化层503（HTO layer，成分是二氧化硅）。

ONO层是SONOS闪存的核心，ONO层的可靠性会影响到SONOS闪存的产品质量，电子存贮在氮氧化硅层502中，在进行良率测试的时候，需要检测在一定电压和时间内，电子在氮氧化硅层502中留存的数量，在目前的ONO层制备过程中，形成的Si-H键主要分布在隧穿氧化层501和氮氧化硅层502的结面上，这就导致存储在氮氧化硅层502中的电子更容易流失，也就影响了ONO层的数据存储时效，进而降低了SONOS闪存的可靠性。

发明内容

本发明提供一种改善SONOS闪存中ONO结构的数据存储时效的方法，改善了ONO结构的数据存储时效，提高了SONOS闪存的可靠性。

为了达到上述目的，本发明提供一种改善SONOS闪存中ONO结构的数据存储时效的方法，该方法用于ONO结构的制程中，该方法包含以下步骤：

步骤1、形成隧穿氧化层（Tunox）；

隧穿氧化层的成分是二氧化硅，由氧气和硅经氧化反应生成隧穿氧化层：

Si（固体）+ O₂（气体）à SiO₂（固体）；

步骤2、形成氮氧化硅层（Oxnit）；

氮氧化硅层的成分是氮氧化硅，由二氯硅烷和一氧化二氮及氨气反应生成氮氧化硅层：

SiH₂Cl₂（气体）+ N₂O（气体）+ NH₃（气体）à SiO_xN_y（固体）+HCl（气体）；

其中，气体比例NH₃：N₂O>1.4：1；

步骤3、形成隔绝氧化层；

隔绝氧化层的成分是二氧化硅，由二氯硅烷和一氧化二氮反应生成隔绝氧化层：

SiH₂Cl₂（气体）+ 2N₂O（气体）à SiO₂（固体）+ 2N₂（气体）+2HCl（气体）。

本发明通过改变反应气体的比例，来改变Si-H键在ONO层中的分布，改善了ONO结构的数据存储时效，提高了SONOS闪存的可靠性。

附图说明

图1是SONOS闪存的结构示意图。

具体实施方式

以下具体说明本发明的较佳实施例。

本发明提供一种改善SONOS闪存中ONO结构的数据存储时效的方法，该方法用于ONO结构的制程中，该方法包含以下步骤：

步骤1、形成隧穿氧化层（Tunox）；

隧穿氧化层的成分是二氧化硅，由氧气和硅经氧化反应生成隧穿氧化层：

Si（固体）+ O₂（气体）à SiO₂（固体）；

步骤2、形成氮氧化硅层（Oxnit）；

氮氧化硅层的成分是氮氧化硅，由二氯硅烷和一氧化二氮及氨气反应生成氮氧化硅层：

SiH₂Cl₂（气体）+ N₂O（气体）+ NH₃（气体）à SiO_xN_y（固体）+HCl（气体）；

其中，气体比例NH₃：N₂O>1.4：1；

步骤3、形成隔绝氧化层；

隔绝氧化层的成分是二氧化硅，由二氯硅烷和一氧化二氮反应生成隔绝氧化层：