[发明专利]SONOS存储器的ONO刻蚀方法

说明书

本发明提供一种SONOS存储器的ONO刻蚀方法，在已形成ONO叠层的基底上沉积一层阻挡层，利用湿法刻蚀工艺的各向同性特点，轻易完成浅沟槽隔离两侧ONO侧墙的去除而不对底部栅氧化层产生任何等离子体的损伤，器件的可靠性得到保证；同时还可以克服前层浅沟槽隔离平坦化研磨工艺带来的晶圆台阶高度的变化，使刻蚀窗口大大增加。该刻蚀工艺稳定可控，适合批量生产。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种SONOS存储器的ONO刻蚀方法。

背景技术

随着市场对FLASH存储器件集成度要求的不断提高，传统FLASH器件数据存储的可靠性与器件的工作速度、功耗、尺寸等方面的矛盾日益凸现。SONOS存储器具有单元尺寸小、操作电压低、与CMOS工艺兼容等特点,SONOS技术的不断改进将推动半导体存储器向微型化、高性能、大容量、低成本等方向发展。

SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，SONOS)存储器用基底-隧穿氧化层-氮化硅-氧化层-多晶硅栅堆层代替了传统FLASH存储器件中的浮栅结构，是一种电荷陷阱型存储器。利用原位工艺形成ONO(氧化层-氮化层-氧化层)叠层，进行SONOS结构。当ONO形成之后，器件区以及外围区不需要ONO叠层，需要经过光刻，湿刻，干刻等工艺将外围区以及器件区域的ONO叠层去除。

目前去除外围区以及器件区的ONO叠层工艺存在诸多问题。首先，因前层STI(shallowtrenchisolation，浅沟槽隔离)CMP(化学机械抛光)研磨过程中晶圆台阶高度(Step height wafer)面内及批与批之间有较大的变化，所以ONO侧墙的厚度也会随之改变，目前ONO顶部的氧化层采用干刻工艺完成，ONO侧墙高度增加的话，干法刻蚀工艺窗口不够，将会出现顶部氧化层的残留，在接下来的ONO氮化层去除过程中对氮化层起到保护作用而最终形成氮化层的残留，这将直接影响到器件性能；若增加ONO顶部氧化层刻蚀量增大工艺窗口，来自干刻工艺的等离子体直接损伤I/O区域的栅氧化层，这严重影响了器件的可靠性性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SONOS存储器的ONO刻蚀方法,以解决现有去除外围区以及器件区的ONO叠层工艺中因前层STI CMP工艺带来的晶圆台阶高度的变化以及对STI两侧ONO侧墙进行去除时而对底部栅氧化层产生等离子损伤的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种SONOS存储器的ONO刻蚀方法,包括以下步骤：

提供一基底，所述基底包括栅极区、器件区及外围区，所述器件区形成有浅沟槽隔离；

在所述基底整个表面上形成ONO叠层，所述ONO层包括依次层叠的第一氧化层-氮化层-第二氧化层；

在所述第二氧化层上形成阻挡层；

采用干法刻蚀工艺去除所述选择器件区和所述外围区的所述阻挡层，暴露出所述第二氧化层；

采用湿法刻蚀工艺去除所述选择器件区和所述外围区的第二氧化层，暴露出所述氮化层；以及

采用湿法刻蚀工艺同时去除所述器件区和外围区的氮化层以及所述栅极区的所述阻挡层，以暴露出所述浅沟槽隔离。

可选的，所述阻挡层为氮化硅阻挡层。

可选的，在采用干法刻蚀工艺去除所述器件区和所述外围区的所述阻挡层之前，通过光刻工艺进行光刻胶涂布，所述光刻胶覆盖所述栅极区，暴露出所述器件区和外围区。

可选的，在采用干法刻蚀工艺去除所述器件区和所述外围区的所述阻挡层，暴露出所述第二氧化层之后，在采用湿法刻蚀工艺去除所述器件区和所述外围区的第二氧化层，暴露出所述氮化硅层之前，还包括：采用原位工艺去除剩余的光刻胶。

可选的，所述阻挡层的厚度不超过所述氮化层的厚度。