[发明专利]ONO介质层的形成方法

说明书

本发明提供一种ONO介质层的形成方法。首先，提供衬底，所述衬底表面形成有隧穿氧化层以及位于隧穿氧化层之上的浮栅层，在所述浮栅层上形成底层氧化物层，在所述底层氧化物层上形成中间氮化物层，然后，采用ISSG氧化方法在所述中间氮化硅层上形成顶层氧化物层。相比于现有工艺，本发明提供的ONO介质层的形成方法，可减少一步炉管工艺，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种ONO介质层的形成方法。

背景技术

从二十世纪八十年代第一个闪存产品问世以来，随着技术的发展和各类电子产品对存储的需求，闪存被广泛用于手机、笔记本、掌上电脑和U 盘等移动和通讯设备中，闪存为一种非易变性存储器，其运作原理是通过改变晶体管或存储单元的临界电压来控制门极通道的开关以达到存储数据的目的，使存储在存储器中的数据不会因电源中断而消失，闪存为电可擦除且可编程的只读存储器的一种特殊结构，如今闪存已经占据了非挥发性半导体存储器的大部分市场份额，成为发展最快的非挥发性半导体存储器

目前的闪存依据其中存储单元器件结构的不同而被分为叠栅(堆叠栅) 式闪存和分裂栅(分离栅)式闪存，闪存的制作工艺包括控制栅的制作以及浮栅的制作。叠栅通常如图1所示，在衬底10上依次形成隧穿氧化层 11，浮栅12、栅极介质层13和控制栅14。其中，栅极介质层13通常为 ONO介质层(Oxide-Nitride-Oxide，ONO)，随着闪存器件尺寸的不断减小， ONO介质层作为浮栅和控制栅之间的栅极电介质，其厚度相应减小，传统工艺一般采用减小ONO介质层的厚度来实现，然而ONO介质层物理上的厚度减薄，会造成漏电流的增加，因此，研究新的ONO介质层的形成方法是十分必要的。

发明内容

本发明提供一种ONO介质层的形成方法，目的在于减少ONO介质层的形成过程中的炉管工艺的次数，进而降低生产成本。

本发明提供一种ONO介质层的形成方法，包括：，

提供衬底，所述衬底表面形成有隧穿氧化层以及位于隧穿氧化层之上的浮栅层；

在所述浮栅层上形成底层氧化物层；

在所述底层氧化物层上形成中间氮化物层；以及

在所述中间氮化硅层上形成顶层氧化物层，其中，所述顶层氧化物层是在H₂和O₂的气体环境中以ISSG氧化方法形成。

可选的，采用ISSG氧化方法氧化部分所述中间氮化物层而形成所述顶层氧化物层。

可选的，所述ISSG氧化方法是在900℃-1200℃的温度范围内进行的。

可选的，所述ISSG氧化方法形成所述顶层氧化物层的反应时间为 25s-50s。

可选的，所述ISSG氧化方法是在RTP设备中进行的。

可选的，在H₂和O₂的气体环境中，O₂和H₂的比例为2:1-5:1。

可选的，所述底层氧化物层采用热氧化法形成。

可选的，所述中间氮化物层采用低压化学气相法形成。

可选的，所述底层氧化物层和所述顶层氧化物层为二氧化硅层，所述中间氮化物层为氮化硅层。

可选的，所述底层氧化物层的厚度为所述中间氮化物层的厚度为所述顶层氧化物层的厚度为

可选的，所述ONO介质层形成于浮栅与控制栅之间。

可选的，所述ONO介质层应用于Flash 90shrink产品的制程。