[发明专利]闪存的制造方法、闪存储器及光罩掩膜版

说明书

本发明涉及闪存的制造方法，涉及半导体集成电路制造方法，在闪存的制造过程中，进行CRS工艺时，使用的光罩掩膜版，使进行CRS工艺后半导体衬底上的各场氧化层的第一部分区域内形成一凹槽，并凹槽上方用于在后续工艺中形成闪存的控制栅极，使半导体衬底上的各场氧化层的除第一部分区域之外的第二部分区域内不形成凹槽，以使控制栅极之间的场氧层不被刻蚀掉，后续栅间介质层生长就是平坦的,控制栅极的DEP也是平坦的，对于控制栅极的刻蚀更加容易，所以控制栅极间的均匀性也会更好，大大提高了闪存的性能。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造方法，尤其涉及一种闪存的制造方法、闪存储器及光罩掩膜版。

背景技术

在半导体集成电路中，闪存储器以其非挥发性(Non-Volatile)的特点在移动电话、数码相机等消费类电子产品和便携式系统中得到广泛应用。非挥发性存储技术主要有浮栅(floating gate)技术、分压栅(split gate)技术以及SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅-二氧化硅-氮化硅-二氧化硅-硅)技术，SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅/二氧化硅/氮化硅/二氧化硅/硅)型闪存储器由于工艺简单、操作电压低、数据可靠性高及易于集成到标准CMOS工艺中等优点而得到广泛应用。

常用的闪存结构包括由选择栅极和控制栅极两种栅极组成的栅极结构。其中选择栅极主要起到选择闪存单元的作用，控制栅极主要起到控制数据存储的作用。其中在控制栅极与基底之间还形成有悬浮栅极，悬浮栅极主要起到存储电荷的作用，悬浮栅极和控制栅极形成堆栈式栅极结构，一般堆栈式栅极结构从下至上包括隧穿介质层、悬浮栅极、栅间介质层和控制栅极。

通常，在一闪存储器包括多个控制栅极，控制栅极间的均匀性影响闪存储器的性能。

闪存储器的工作原理为：在闪存储器编程操作时，在漏极上加一第一电压，并在控制栅极上施加大于该第一电压的电压，控制栅极上的电压耦合至悬浮栅极，使漏极中的电子在控制栅极上的电压的驱动下，穿过隧穿介质层进入悬浮栅极；擦除操作时，在源极上施加一第二电压，第二电压大于控制栅极上的电压，悬浮栅极中的电子在第二电压的驱动下，穿过隧穿介质层进入源极中。如上所述，悬浮栅极上的电压是通过栅间介质层耦合控制栅极上的电压。控制栅极上的电压耦合至悬浮栅极的参数称为闪存的耦合率或电容耦合率Cp，

随着半导体器件工艺的发展，对闪存器件的性能要求越来越高。然而随着集成电路的集成度不断提高、器件尺寸的不断缩小，悬浮栅极的尺寸已经降至次微米以下，使控制栅极和悬浮栅极之间的正对面积减小，进而导致电容耦合率太小，严重影响了闪存储器的性能。

为了提高器件耦合率，业界通过引入凹槽氧化物刻蚀(CRS-Cell Recess OxideEtch)增加ONO层电容来实现。通过CRS工艺，暴露出悬浮栅极的侧壁，然后覆盖以ONO层，就能够在悬浮栅极表面积一定，通过增加的ONO与悬浮栅极侧壁的接触面积，增加ONO电容。请参阅图1，图1为现有技术中形成的闪存的一剖面示意图，图2为图1中CRS工艺使用的光罩版图示意图，如图1和图2所示，闪存的基本制作工艺是有源区刻蚀，浅槽隔离填充以及平坦化工艺，后续就是悬浮栅极的生长和化学机械平坦化。悬浮栅极形成后就是闪存的耦合电容形成工艺(即ONO层的形成)。如图2所示现有的光罩版图一般是通过将闪存区全部打开，然后利用刻蚀工艺将浅槽隔离的STI刻蚀下去，形成图1中一高度为H的凹槽，然后再进行栅间介质(一般都是ONO)的生长和控制栅极的生长工艺。通过此种方法增加了ONO与悬浮栅极侧壁的接触面积，进而提高了电容耦合率。然而，请参阅图3和图4，图3为现有技术中在图2的基础上增加控制栅极的光罩版图示意图，图4为以图3所示的版图制作闪存过程中沿控制栅极之间的与控制栅极平行的S3线的切面图。由于通过现有光罩版图，控制栅极之间的浅槽隔离被刻蚀掉，所以在控制栅极生长之前是有高度差,导致如图4所示在控制栅极生长后，表面也会是高低起伏的,对后续对控制栅极的刻蚀造成难度，所以控制栅极之间的均匀性较差，也即严重影响了控制栅极之间的均匀性。