[发明专利]半导体器件的形成方法

说明书

一种半导体器件的形成方法，包括：提供有浅沟槽隔离结构、横跨浅沟槽隔离结构的条状栅极区的半导体衬底；在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，隧穿介质材料层和顶部介质材料层的材料相同，捕获电荷材料层和保护材料层的材料相同；用各向异性干刻工艺刻蚀保护材料层和顶部介质材料层，在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顶部拐角处形成残留保护层和残留顶部介质层；用湿刻工艺刻蚀捕获电荷材料层和隧穿介质材料层，在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。所述方法避免在浅沟槽隔离结构顶部拐角处残留栅电极。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件的形成方法。

背景技术

用于存储数据的半导体存储器分为易失性存储器和非易失性存储器，易失性存储器容易在电源中断时丢失数据，而非易失性存储器即使在电源中断时仍然可保存其数据。与其它的非易失性存储技术(如磁盘驱动器)相比，非易失性半导体存储器相对较小，因此，非易失性存储器已广泛地应用于移动通讯系统和存储卡等领域中。

SONOS(Silicon-oxide-Nitride-oxide-Silicon，简称SONOS)存储器是一种重要的非易失性半导体存储器，SONOS存储器的隧穿氧化层的厚度较薄，一般利用绝缘的氮化硅介质层来俘获并存储电荷，氮化硅介质层用来俘获电荷的陷阱是独立的，不会因为一个缺陷导致存储电荷的大量丢失。SONOS存储器还具有抗擦写能力好、操作电压低、功率低和工艺过程简单的优点。

SONOS存储器的形成方法包括：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、捕获电荷材料层和顶部介质材料层，所述隧穿介质材料层和顶部介质材料层的材料为氧化硅；所述捕获电荷材料层的材料为氮化硅；采用各向异性干刻工艺刻蚀顶部介质材料层和捕获电荷材料层直至暴露出隧穿介质材料层的表面，在所述栅极区形成顶部介质层和捕获电荷层；采用湿刻工艺刻蚀隧穿介质材料层，在所述栅极区形成隧穿介质层，所述隧穿介质层、捕获电荷层和顶部介质层构成ONO结构；在所述ONO结构上形成栅电极。

然而，采用现有技术中的方法形成的SONOS存储器作为半导体器件，容易出现在浅沟槽隔离结构顶部拐角处残留栅电极的材料不能去除，导致半导体器件发生短路的现象。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体器件的形成方法，避免在浅沟槽隔离结构顶部拐角处残留栅电极的材料，避免半导体器件发生短路。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，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；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。

可选的，所述保护材料层和捕获电荷材料层的材料为氮化硅。

可选的，所述顶部介质材料层和隧穿介质材料层的材料为氧化硅。

可选的，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。