[发明专利]半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种用于闪存中存储区栅极侧墙、高压区栅极侧墙和低压区栅极制造的半导体器件的制造方法。

背景技术

非易失性存储器（nonvolatile memory）例如闪存（flash），由于其可以多次存取和清除数据，早已广泛应用于各种电子装置中。

随着半导体工艺的发展，为了适应半导体元器件集成度的提高以及降低制造成本和简化工艺的要求，将存储单元（Memory Cell）和外围电路集成于同一衬底早已成为本领域中常用的flash生产制造手段。

由于闪存中，存储单元和外围电路是集成于同一衬底，所以在闪存的制造过程中，闪存中的各个功能区域都是针对同一衬底完成的，这样便需要对各个功能区域的制造过程进行优化以进一步简化生产工艺和降低制造成本。

闪存中的主要区域包括有存储区、高压（HV，High Voltage）区和低压（LV，Low Voltage）区，存储区由存储单元组成，高压区和低压区共同组成了闪存的外围电路区域。其中，存储区中栅极采用多层结构以存储数据，高压区中栅极采用与存储区中栅极相同的结构，而低压区中栅极采用单层结构。

以下结合图1至图7，对闪存制造的标准流程中关于存储区栅极侧墙和高压区栅极侧墙的制造以及低压区栅极的制造两个过程的相关的步骤介绍如下。

步骤a、如图1所示，提供形成存储区栅极侧墙前产品，所述形成存储区栅极侧墙前产品的结构包括衬底1、存储区栅极2、高压区栅极3、低压区氧化层41、低压区多晶硅层42。

其中，存储区栅极2为堆栈式栅极（Stack-Gate）结构，包括依次以堆栈的方式形成于衬底1上的隧穿氧化层21、浮置栅极22、栅间介电层23和控制栅极24。

因为与低压区相比，高压区和存储区需要相对较高的电压，所以与低压区相比，高压区和存储区中的栅氧化层（例如隧穿氧化层21）的厚度均相对较厚，因此在闪存的制造过程中，高压区栅极3和存储区栅极2是同时制备的，高压区栅极3结构和存储区栅极2的结构相同，包括依次以堆栈的方式形成于衬底1上的隧穿氧化层31、浮置栅极32、栅间介电层33和控制栅极34。关于存储区栅极2和高压区栅极3的制备，为本领域公知技术，此处不再赘述。

低压区氧化层41和低压区多晶硅层42依次堆叠于衬底1上，用以形成低压区栅极。低压区氧化层41和低压区多晶硅层42的制备为本领域公知技术，此处不再赘述。

另外，本领域技术人员应当知道，衬底1中还具有用于隔离半导体器件的隔离结构，如STI（Shallow Trench Isolation，浅沟道隔离）。本发明中，为简化示意，各附图均未示出，但隔离结构为本领域常用技术手段，本领域技术人员可依据电路设计和半导体器件在衬底1中的分布而在衬底1中对隔离结构进行相应布置和制备。

步骤b、在图1所示的产品结构表面沉积牺牲氧化层5，以覆盖所述存储区栅极2的表面和侧壁、覆盖所述高压区栅极3的表面和侧壁、覆盖所述低压区多晶硅层42的表面和侧壁、覆盖衬底1表面，如图2所示。

步骤c、对所述牺牲氧化层5进行定向刻蚀，以去掉所述存储区栅极2、高压区栅极3、低压区多晶硅层42和衬底1表面的牺牲氧化层5，存留于存储区栅极2的侧壁和高压区栅极3的侧壁的牺牲氧化层5分别形成存储区栅极侧墙25和高压区栅极侧墙35，如图3所示。

步骤d、在图3所示的产品结构表面沉积高温氧化膜（HTO，High Temperature Oxide）6，形成如图4所示结构。

步骤e、在图4所示产品结构表面涂覆光刻胶7，对所述光刻胶7进行针对低压区栅极的图案化，以形成覆盖整个存储区、覆盖整个高压区以及覆盖部分低压区的光刻胶7，如图5所示。低压区中，被图案化的光刻胶7所覆盖的多晶硅层42为形成低压区栅极的部分。

步骤f、以图案化后的光刻胶7为掩膜对高温氧化膜6进行刻蚀，之后去除所述光刻胶7，形成如图6所示的产品结构。

步骤g、以所述高温氧化膜6为掩膜对低压区多晶硅层42和低压区氧化层41进行刻蚀以形成低压区栅极42a和低压区栅极氧化层41a，之后去除所述高温氧化膜6，如图7所示。

在涂覆光刻胶之前本领域常用技术手段还包括有形成抗反射层的步骤，该抗反射层主要针对光刻胶的图案化之用，在随后的步骤中抗反射层会在随后的步骤中顺带去除，在以后的说明中不在赘述。

经过上述各步骤，便完成了存储区栅极侧墙25和高压区栅极侧墙35以及低压区栅极42a的制造。