[发明专利]半导体器件的形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底中具有浅沟槽隔离结构、横跨所述浅沟槽隔离结构的条状的栅极区；

在所述半导体衬底上从下到上依次形成隧穿介质材料层、捕获电荷材料层、顶部介质材料层和保护材料层，所述隧穿介质材料层和顶部介质材料层的材料相同，所述捕获电荷材料层和保护材料层的材料相同；

采用各向异性干刻工艺刻蚀所述保护材料层和所述顶部介质材料层直至暴露出所述捕获电荷材料层的表面，在所述栅极区形成保护层和顶部介质层，在栅极区两侧的浅沟槽隔离结构的顶部拐角处形成残留保护层和残留顶部介质层，所述残留保护层由栅极区两侧浅沟槽隔离结构的顶部拐角处的保护材料层形成，所述残留顶部介质层由栅极区两侧浅沟槽隔离结构的顶部拐角处的顶部介质材料层形成，所述栅极区两侧浅沟槽隔离结构的顶部拐角处还存在捕获电荷材料层和隧穿介质材料层；

采用湿刻工艺刻蚀捕获电荷材料层和隧穿介质材料层直至暴露出半导体衬底表面，在所述栅极区形成捕获电荷层和隧穿介质层，同时去除保护层、残留保护层和残留顶部介质层、以及栅极区两侧浅沟槽隔离结构的顶部拐角处的捕获电荷材料层和隧穿介质材料层。

2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述保护材料层和捕获电荷材料层的材料为氮化硅。

3.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述顶部介质材料层和隧穿介质材料层的材料为氧化硅。

4.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述保护材料层的工艺为等离子体化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。

5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，采用湿刻工艺刻蚀捕获电荷材料层和隧穿介质材料层的步骤包括：

采用第一湿刻工艺刻蚀捕获电荷材料层直至暴露出隧穿介质材料层的表面，在所述栅极区形成捕获电荷层，同时去除保护层和残留保护层、以及栅极区两侧浅沟槽隔离结构的顶部拐角处的捕获电荷材料层；

第一湿刻工艺后，采用第二湿刻工艺刻蚀隧穿介质材料层直至暴露出半导体衬底表面，在所述栅极区形成隧穿介质层，同时去除残留顶部介质层、以及栅极区两侧浅沟槽隔离结构的顶部拐角处的隧穿介质材料层。

6.根据权利要求5所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一湿刻工艺的参数为：采用的刻蚀溶液为磷酸溶液，磷酸的浓度为70％～90％，刻蚀温度为120摄氏度～180摄氏度。

7.根据权利要求5所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二湿刻工艺的参数为：采用的刻蚀溶液为氢氟酸溶液，氢氟酸的浓度为20％～50％，刻蚀温度为10摄氏度～50摄氏度。

8.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，采用各向异性干刻工艺刻蚀保护材料层和顶部介质材料层的步骤为：

采用第一各向异性干刻工艺刻蚀保护材料层直至暴露出顶部介质材料层的表面，在所述栅极区形成保护层，在栅极区两侧的浅沟槽隔离结构顶部拐角处形成残留保护层，所述栅极区两侧浅沟槽隔离结构的顶部拐角处还存在顶部介质材料层、捕获电荷材料层和隧穿介质材料层；

第一各向异性干刻工艺后，采用第二各向异性干刻工艺刻蚀顶部介质材料层直至暴露出捕获电荷材料层的表面，在所述栅极区形成顶部介质层，在栅极区两侧的浅沟槽隔离结构顶部拐角处形成残留顶部介质层，所述栅极区两侧浅沟槽隔离结构的顶部拐角处还存在捕获电荷材料层和隧穿介质材料层。

9.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述保护材料层的厚度为80埃～110埃；所述顶部介质材料层的厚度为70埃～90埃；所述捕获电荷材料层的厚度为80埃～110埃；所述隧穿介质材料层的厚度为18埃～35埃。

10.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，进行所述湿刻工艺后，还包括：在所述顶部介质层表面形成栅电极。