[发明专利]半导体器件的制造方法以及存储器的制造方法

说明书

本发明公开了一种半导体器件的制造方法以及存储器的制造方法，该方法包括：提供半导体衬底；在半导体衬底上形成绝缘层；绝缘层上形成多个栅极结构；在相邻的栅极结构的侧壁，以及被暴露的绝缘层上形成刻蚀阻挡层；对相邻的栅极结构之间空隙处的绝缘层以及半导体衬底进行干法刻蚀，形成多个沟槽；对沟槽的表面进行湿法刻蚀，在沟槽的侧壁和底部形成氧化层；形成向下延伸至半导体衬底中的浅沟槽隔离结构；对栅极结构上的栅介质层以及栅极结构中的部分硬掩膜层进行化学机械研磨，以露出栅极结构；回蚀刻去除浅沟槽隔离结构中的部分栅介质层，以露出栅极结构的部分侧壁。该方法可以改善现有二维存储器制造过程造成的栅极结构的侧壁损伤问题。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，尤其涉及一种半导体器件的制造方法以及存储器的制造方法。

背景技术

目前，存储器制造技术是半导体集成电路制造的重要组成部分。随着存储器的器件尺寸的不断缩小，栅极与栅极之间的尺寸越来越小。二维存储器(2DNAND)的衬底通常划分为边缘(Periphery)区和器件(cell)区，所述器件区(也被称为元胞区)上形成有多个栅极结构。研究发现，在对器件区的相邻的栅极结构之间空隙处的衬底进行干法刻蚀的过程中，一方面，一定程度造成堆叠式栅极结构的侧壁损伤，严重甚至导致电性能变差，最终导致良率及可靠性变差。另一方面，容易造成隧穿氧化层(tunnel oxide)被刻蚀离子损伤，从而影响隧穿氧化层质量，造成电性及可靠性失效。

为此，亟需提供一种新的二维存储器的制造方法，可以改善上述问题。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体器件的制造方法以及存储器的制造方法，用以改善现有二维存储器制造过程造成的栅极结构的侧壁损伤问题。

第一方面，本发明提供一种半导体器件的制造方法，该方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成绝缘层；所述绝缘层上形成多个栅极结构；在相邻的所述栅极结构的侧壁，以及被暴露的绝缘层上形成刻蚀阻挡层；对相邻的栅极结构之间空隙处的绝缘层以及半导体衬底进行干法刻蚀，形成多个沟槽；对所述沟槽的表面进行湿法刻蚀，使得所述栅极结构底部特征尺寸大于或等于有源区的顶部特征尺寸；在所述沟槽的侧壁和底部形成氧化层；在所述刻蚀阻挡层和所述氧化层上形成栅介质层，所述栅介质层覆盖所述相邻的所述栅极结构之间空隙，以形成向下延伸至所述半导体衬底中的浅沟槽隔离结构；对所述栅极结构上的栅介质层以及所述栅极结构中的部分硬掩膜层进行化学机械研磨，以露出所述栅极结构；回蚀刻去除所述浅沟槽隔离结构中的部分栅介质层，以露出所述栅极结构的部分侧壁。

本发明提供的半导体器件的制造方法的有益效果在于：通过增加刻蚀阻挡层，可以保护栅极结构的侧壁，尤其是避免干法刻蚀所造成的栅极结构的侧壁底部损伤，另外通过湿法刻蚀能够对干法刻蚀所造成绝缘层的离子损伤进行修复，该结构栅极结构底部特征尺寸大于或等于有源区的顶部特征尺寸，有利于对沟道电子控制。

可选地，在露出所述栅极结构的部分侧壁之后，所述方法还包括：对漏出的所述部分侧壁进行湿法清洗，以进一步地对回蚀刻所造成栅极结构侧壁的离子损伤进行修复。

可选地，所述绝缘层上形成多个栅极结构，包括：在所述绝缘层上依次形成浮置栅极结构层和硬掩膜层；刻蚀所述浮置栅极结构层和硬掩膜层，形成多个栅极结构。

可选地，所述刻蚀阻挡层的厚度的取值区间为1nm至10nm，利用氧化层的高选择比能够保护住栅极结构的侧壁。

可选地，所述刻蚀阻挡层和所述氧化层为衬垫氧化层，衬垫氧化层能够修复干法刻蚀所造成的损伤，另外还能对栅极结构构成保护，避免后续的干法刻蚀对侧壁造成损伤。

可选地，所述衬垫氧化层为氧化硅或氮化硅，又或者是氮氧化硅。

可选地，所述方法还包括：对所述半导体衬底进行离子注入，以在所述栅极结构两侧的衬底内形成有源区和漏极区。