[发明专利]提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，更具体地说，本发明涉及一种提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法。

背景技术

闪存(Flash memory)是一种重要的半导体产品，在数据存储、通讯、消费电子等诸多方面有着广泛的应用，为不断满足市场对高集成度、低成本的要求，闪存的制造工艺水平的提升也不断升级换代，在器件结构上表现为关键尺寸的缩小，同时也要求减薄多晶硅层的厚度以满足浮栅耦合系数的要求。

这样，由于多晶硅层的厚度的减小，由此就预先降低了作为用于隔开各个浮栅晶体管的浅槽隔离区的浅槽隔离台柱的预算高度。

而且，另一方面，由于器件特征尺寸逐渐变小，浅槽隔离台柱的顶部边缘也更容易被相关工艺侵蚀缩小，这两方面的情况都会导致浅槽隔离台柱的高度可能不够，从而有可能造成在后续的蚀刻工艺中有源区边缘凹陷的问题。图2示意性地示出了由于隔离台柱高度不够导致在后续工艺后有源区边缘凹陷的实例。有源区A1和有源区A2之间是隔离区A3(以浅槽隔离台柱)，由于隔离区A3高度不够，从而在有源区A1和有源区A2顶端虚线圈所示的位置存在边缘凹陷。

因此，希望能够提供一种防止浅槽隔离台柱的预算高度随着器件特征尺寸的缩小而逐渐变小并防止有源区边缘凹陷的问题的技术方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够有效防止浅槽隔离台柱的预算高度随着器件特征尺寸的缩小而逐渐变小并防止有源区边缘凹陷的问题的提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法。

根据现有技术，比较容易考虑到的方法是直接把氮化硅硬掩模层加厚，以补偿减薄的多晶硅层，维持总的厚度。但实际上并不可行，因为氮化硅可以被光线射入，上下表面的光线随着厚度的变化会产生相干或者相消的干涉效果，所以后续的光刻工艺对氮化硅硬掩模层有特定的厚度要求，以消除驻波效应。

由此，为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法，其包括：叠层形成步骤，用于在半导体衬底上依次形成浮栅氧化层、浮栅多晶硅层、附加氧化物层、附加多晶硅层以及硬掩膜层；浅槽隔离区形成步骤，用于利用硬掩膜层刻蚀形成浅槽隔离区；浅槽隔离台柱形成步骤，用于执行垫衬氧化层生长，氧化硅介质层回填，化学机械研磨以实现平坦化，并且在通过蚀刻去除氮化硅硬掩膜层后，进行多晶硅蚀刻，去除附加多晶硅层。其中，由于多晶硅层不透光，增加的附加多晶硅层与下面的附加氧化层不影响后续的光刻工艺。

优选地，在上述提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法中，所述硬掩膜层是氮化硅层。

优选地，在上述提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法中，在所述浅槽隔离区形成步骤中，首先对硬掩膜层进行光刻以形成与浅槽隔离区相对应的图案，利用形成图案的硬掩膜层和光刻胶对半导体衬底、浮栅氧化层、浮栅多晶硅层、附加氧化物层、以及附加多晶硅层进行刻蚀以形成与浅槽隔离区相对应的凹槽，随后在所述凹槽中填充隔离物从而形成浅槽隔离区。

优选地，在上述提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法中，隔离物是氧化硅。

优选地，在上述提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法中，在浅槽隔离区形成步骤中，在所述凹槽中填充隔离物之后进行化学机械研磨。

优选地，在上述提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法中，在所述浅槽隔离台柱形成步骤中，利用热磷酸来湿法去除硬掩膜层。

优选地，在上述提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法中，在去除附加多晶硅层的步骤中，采用各向同性的干法蚀刻。

在根据本发明的提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法中，在原本较厚的多晶硅层中插入一个附加氧化物层，从而将原本较厚的多晶硅层一分为二成浮栅多晶硅层和附加多晶硅层，由此利用原本较厚的多晶硅层提高了浅槽隔离台柱的预算高度，同时在浅槽隔离台柱形成好之后利用材料之间的选择比去除上层的附加多晶硅层，而留下满足具有小厚度的浮栅多晶硅层，以满足器件特征尺寸的缩小的要求，由此既满足了台柱的高度，又实现了最终厚度比较薄的浮栅。

由此，本发明提供了一种能够有效防止浅槽隔离台柱的预算高度随着器件特征尺寸的缩小而逐渐变小、并能够有效防止有源区边缘凹陷的问题的提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据现有技术的提高浅槽隔离台柱高度的浮栅制备方法的流程图。