[发明专利]制作快闪存储器的方法

说明书

技术领域

本发明提供一种制作快闪存储器的方法，尤指一种可以提高栅极耦合值的快闪存储器制作方法。

背景技术

快闪存储器具有可重复抹除与读写的特性，加上传输快速、低耗电，所以应用层面非常广泛，已成为许多信息、通讯及消费性电子产品中的必要元件。为了提供轻巧及高品质的电子元件产品，提升快闪存储器的元件集成度与品质便成为当前信息产业与存储器制造业发展的重点。

一般而言，在快闪存储器的结构中，利用绝缘浅沟槽结构来隔离各存储单元元件，以隔绝快闪存储器中相邻存储单元元件。然而，由于快闪存储器中存储单元元件的集成度日渐提高，使得绝缘浅沟槽结构的传统制作方法与品质皆面临考验，无法有效隔绝相邻存储单元，容易发生短路或漏电流而影响快闪存储器的操作效能。请参考图1至图6，图1至图6为已知制作一快闪存储器10的工艺示意图。首先如图1所示，提供硅基底12，然后依序在硅基底12上形成薄氧化层14、第一多晶硅层16与掩模层18。随后进行光刻暨蚀刻工艺，移除部分掩模层18、第一多晶硅层16、氧化层14以及硅基底12，而在硅基底12表面形成多个浅沟槽20。

然后如图2所示，在浅沟槽20表面形成衬垫层(liner)22，然后进行高密度等离子体(high density plasma，HDP)沉积工艺，在硅基底12上形成HDP氧化层24，填入浅沟槽20内，以用来当作绝缘浅沟槽结构的绝缘材料。由于现行快闪存储器10的集成度较高，亦即浅沟槽20的高宽比(aspectratio)亦较高，且HDP沉积工艺所形成的氧化材料填洞能力(gap-fill ability)较差，所以HDP氧化层24无法完全填满浅沟槽20，容易在浅沟槽20的上部形成如图2所示的孔隙26。接着，在HDP沉积工艺之后，另进行烧结(sinter)工艺，以使原来结构较为松散的HDP氧化层24致密化。

然后如图3所示，进行研磨工艺，移除高于掩模层18表面的HDP氧化层24，并使孔隙26暴露出来。请参考图4，接着移除掩模层18，使HDP氧化层24高于第一多晶硅层16以及硅基底12的表面，以完成绝缘浅沟槽结构28的制作。由于硅基底12上的掩模层18被移除了，因此相邻绝缘浅沟槽结构28之间皆具有凹陷区域30。

请参考图5，在硅基底12上沉积第二多晶硅层32，覆盖于第一多晶硅层16以及绝缘浅沟槽结构28上，并填入凹陷区域30以及孔隙26内。然后如图6所示，以绝缘浅沟槽结构24当作停止层而进行化学机械抛光工艺，移除高于绝缘浅沟槽结构24上表面的第二多晶硅层32。在凹陷区域30中剩下的第二多晶硅层32与第一多晶硅层16即共同形成浮置栅极34。然而，由于在孔隙26中仍然填满有第二多晶硅层32，和浮置栅极34的距离非常接近，因此很容易造成相邻浮置栅极34和孔隙26内第二多晶硅层32之间发生横向漏电流或有源区域短路等问题，严重影响快闪存储器10的操作效能和可信赖性。

因此，如何改善已知快闪存储器的工艺方法或结构，以提供操作性能佳且具有高可信赖性的快闪存储器，仍为业界亟待的重要议题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种快闪存储器的制作方法，其在浅沟槽中填入具有不同蚀刻率的氧化层，以解决上述已知的快闪存储器工艺方法所造成漏电流及有源区域短路的问题。

根据本发明的权利要求，提供一种制作快闪存储器的方法，首先提供表面包含掩模层的基底，移除部分掩模层以及基底以形成多个浅沟槽，然后在基底上形成第一氧化层以填入浅沟槽中，再移除部分高于掩模层表面的第一氧化层。在第一氧化层和掩模层上形成第二氧化层，且第二氧化层与第一氧化层具有不相同的蚀刻率，随后移除高于掩模层表面的第二氧化层，使第一与第二氧化层在各浅沟槽中形成绝缘浅沟槽结构。接着移除掩模层，使相邻绝缘浅沟槽结构之间分别具有凹陷区域，最后在凹陷区域内填入第一导电层，以形成设于各凹陷区域内的浮置栅极。

由于本发明方法将第二氧化层填入第一氧化层中的孔隙内，可以避免已知方法中因多晶硅层或其他导电材料填入孔隙而产生的漏电流与有源区域短路等问题，可以提高快闪存储器的品质和可信赖性。

附图说明

图1至图6为已知制作快闪存储器的工艺示意图。

图7至图16为本发明制作快闪存储器的方法的工艺示意图。

附图标记说明

10  快闪存储器     12  硅基底

14  薄氧化层       16  第一多晶硅层

18  掩模层         20  浅沟槽

22  衬垫层         24  HDP氧化层