[发明专利]去除侧壁ONO结构中阻挡氧化层残留的工艺方法

说明书

本发明公开了一种去除侧壁ONO结构中阻挡氧化层残留的工艺方法，包括：步骤S1，提供半导体基底，其表面形成有隧穿氧化层和氮化硅层；步骤S2，生长第一阻挡氧化层；步骤S3，涂抗反射涂层和光刻胶；步骤S4，显影打开非SONOS存储区域；步骤S5，干法刻蚀去除非SONOS存储区域顶部的第一阻挡氧化层；步骤S6，去除SONOS存储区域的光刻胶和抗反射涂层；步骤S7，湿法刻蚀去除非SONOS存储区域的氮化硅层；步骤S8，生长第二阻挡氧化层。本发明的阻挡氧化层采用两次工艺生长而成，通过工艺优化有效解决了非SONOS存储区域ONO结构刻蚀过程中侧壁阻挡氧化层残留问题，可以扩大刻蚀窗口，有效避免侧壁刻蚀带来的ONO侧钻问题，减少器件漏电，提高器件的可靠性。

技术领域

本发明属于微电子及半导体集成电路制造领域，具体涉及一种去除侧壁ONO结构中阻挡氧化层残留的工艺方法。

背景技术

现有的SONOS(Polysilicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅/二氧化硅/氮化)闪存器件件因具备良好的等比例缩小特性和抗辐照特性而成为目前主要的闪存类型之一。

SONOS闪存器件的存储单元是由控制多晶硅栅和沟道衬底之间的ONO叠层结构组成，其中ONO结构由两层二氧化硅层(底部和顶部)和中间氮化硅层的三明治结构构成，三个层次自下而上分别作为隧穿氧化层、氮化硅层和阻挡氧化层。

在SONOS闪存器件的存储单元形成过程中，非SONOS存储区域的ONO叠层结构必须要去除，具体流程如图1A至图1F所示，主要如下：

步骤1，提供半导体基底100，所述半导体基底100表面已形成ON叠层，如图1A所示，半导体基底100上的ON叠层包括隧穿氧化层101和氮化硅层102；

步骤2，在所述ON叠层表面采用ISSG生长阻挡氧化层103，如图1B所示，所述阻挡氧化层103和氮化硅层102、隧穿氧化层101共同构成ONO叠层结构；

步骤3，在所述阻挡氧化层103表面涂抗反射涂层104和光刻胶105，并打开非SONOS存储区域，如图1C所示；

步骤4，利用干法刻蚀去除非SONOS存储区域的ONO叠层结构中顶部的阻挡氧化层103，如图1D所示；

步骤5，去除SONOS存储区域的ONO叠层结构上的光刻胶105和抗反射涂层104，如图1E所示；

步骤6，湿法刻蚀去除非SONOS存储区域的氮化硅层102，如图1F所示。

由于电性和可靠性等要求，SONOS存储单元的ONO叠层结构中阻挡氧化层103的厚度为45埃～50埃，同时SONOS存储单元以外的非SONOS区域内浅槽隔离的氧化物顶面与有源区顶面(即半导体基底100顶面)之间的距离Stepheight为250埃～300埃，在非SONOS存储区域的阻挡氧化层103去除过程中，由于干法刻蚀为各向异性刻蚀，且Stepheight远大于阻挡氧化层103的厚度(Stepheight是阻挡氧化层103厚度的6倍)，故刻蚀侧壁上阻挡氧化层103时无法刻蚀干净，容易导致侧壁的阻挡氧化层103有残留，如图2所示，即使降低刻蚀偏压使侧壁进行横向刻蚀，阻挡氧化层103的厚度较厚也会导致一次刻蚀下来发生ONO侧钻问题，这会影响器件的电性和可靠性，给量产造成损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种去除侧壁ONO结构中阻挡氧化层残留的工艺方法，可以解决ONO结构刻蚀过程中侧壁的阻挡氧化层有残留的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的去除侧壁ONO结构中阻挡氧化层残留的工艺方法，包括如下步骤：

步骤S1，提供半导体基底，所述半导体基底依次形成有隧穿氧化层和氮化硅层；

步骤S2，生长第一阻挡氧化层，所述第一阻挡氧化层与氮化硅层、隧穿氧化层构成ONO结构；