[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

本发明提供了一种半导体结构的形成方法，由于通过对半导体衬底内的有源区的顶部拐角进行圆化处理，从而使形成在所述圆化处理后的所述有源区上的ONO堆叠结构的拐角的形状为圆弧，且所述有源区拐角上的隧穿氧化层厚度和其他区域的隧穿氧化层厚度基本相同，从而避免了在对相应的存储单元施加编程电压/擦除电压时，在有源区的拐角处发生尖端放电现象的问题，由此使得有源区的拐角处的电场强和其他正常区域相近，且在存储数据时有源区拐角处的隧穿介质层和有源区其他区域的隧穿介质层遇到基本相同的电子/空穴隧穿情况，避免造成该处存储单元的ONO叠层结构存储的电子/空穴容易丢失的问题，进而改善了最终形成的半导体存储器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

非易失性存储器作为计算机中必不可少的存储设备，对所处理的信息 起着重要的存储功能。SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅-氧化 层-氮化层-氧化层-硅)存储器具有单元尺寸小、存储保持性好、操作电压低、 与CMOS工艺兼容等特点。SONOS存储器使用半导体基底-隧穿氧化层- 氮化层-阻挡氧化层-多晶硅栅层(即SONOS)的栅极堆叠结构，是一种电荷 陷阱型存储器。其中，在形成SONOS存储器时，需要在SONOS存储区形 成ONO叠层结构。且SONOS存储器通常采用隧道热电子注入效应或隧穿 效应将电荷陷阱俘获，从而引起器件单元阈值电压的改变，达到数据存储 的效果。

随着SONOS存储器尺寸不断缩减，ONO叠层结构与半导体衬底内形 成的有源区的接触面积不断缩小，因此，造成每个存储单元存储的电子或 空穴也越来越少。为了扩大或保持相当窗口，增大ONO叠层结构与有源区 的接触面积成为有效方法。由于在现有工艺条件下，由于在有源区的拐角 处隧穿氧化层厚度较薄，造成在存储数据时，在电子/空穴隧穿时损伤较大， 且另外由于有源区的拐角处的曲率半径小，导致在对相应的存储单元施加编程电压/擦除电压时，有源区的拐角处会发生尖端放电现象，即此处电场 强于正常区域，使该存储单元的ONO叠层结构存储的电子/空穴容易丢失， 从而造成SONOS存储器可靠性问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体结构的形成方法，以解决由于在有 源区的拐角处隧穿氧化层厚度较薄，使该存储单元的ONO叠层结构存储的 电子/空穴容易丢失，从而影响器件可靠性的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包 括：

提供一半导体衬底，所述半导体衬底中设置有至少一个浅沟槽和被所 述浅沟槽限定的有源区，所述有源区顶面上形成有衬垫氧化层和硬掩膜层， 所述硬掩膜层的线宽小于所述有源区的线宽；

通过第一热氧化工艺，在所述浅沟槽的内壁上形成第一线性氧化层；

湿法去除所述第一线性氧化层以及被所述硬掩膜层暴露出的所述衬垫 氧化层，以暴露出所述浅沟槽和所述有源区的顶部拐角；

通过第二热氧化工艺，在所述浅沟槽的内壁以及所述有源区的顶部拐 角上形成第二线性氧化层，且使得所述有源区的顶部拐角呈圆角；

形成填充于所述浅沟槽中的浅沟槽隔离结构并去除所述硬掩膜层，所 述浅沟槽隔离结构的顶面低于所述有源区的顶面；

形成ONO叠层，所述ONO叠层至少覆盖在所述有源区的上方，且包 括依次层叠的隧穿氧化层、氮化层和阻挡氧化层。

可选的，所述提供具有所述有源区、浅沟槽和硬掩膜层的半导体衬底 的步骤可以包括：

提供一半导体衬底，并在所述半导体衬底上依次形成衬垫氧化层、硬 掩膜层和图案化的光刻胶层；

以所述光刻胶层为掩膜，依次刻蚀所述硬掩膜层、衬垫氧化层和部分 厚度的所述半导体衬底，以形成所述浅沟槽；