[发明专利]一种带SONOS结构的晶体管及其制造方法

摘要

本发明提供了一种带SONOS结构的晶体管的制造方法，具体包括：提供半导体衬底，半导体衬底包括选择管阱和存储管阱；在选择管阱的上表面沉积氧化物层；在存储管阱的上表面沉积ONO存储层；在选择管阱与存储管阱邻接部分的上方沉积隔离墙；沉积覆盖氧化物层、ONO存储层和隔离墙的多晶硅，蚀刻多晶硅，保留沉积在隔离墙两侧的多晶硅，以形成选择管栅极和存储管栅极，以及去除选择管栅极、隔离墙、存储管栅极之外的半导体衬底表面的氧化物层和ONO层。本发明还提供了一种根据上述方法制造的带SONOS结构的晶体管。本发明所提供的晶体管及其制造方法能够有效减小晶体管栅极之间的体积，并且能够适应于不同的工作电压要求。

主权项

1.一种带SONOS结构的晶体管的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括选择管阱和存储管阱；

在所述选择管阱的上表面沉积氧化物层；

在所述存储管阱的上表面沉积ONO存储层；

在所述选择管阱与存储管阱邻接部分的上方沉积隔离墙；

沉积覆盖所述氧化物层、所述ONO存储层和所述隔离墙的多晶硅，蚀刻所述多晶硅，保留沉积在所述隔离墙两侧的多晶硅，以形成选择管栅极和存储管栅极，以及

去除所述选择管栅极、所述隔离墙、所述存储管栅极之外的半导体衬底表面的所述氧化物层和所述ONO层。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，沉积所述隔离墙包括：沉积覆盖所述氧化物层和所述ONO存储层的隔离介质层；

采用第一光掩膜版以及预先设定的曝光量X1蚀刻部分所述存储管阱上方的所述隔离介质层，保留所述选择管阱上方以及邻接选择管阱的部分所述存储管阱上方的所述隔离介质层；

采用第二光掩膜版以及预先设定的曝光量Y1蚀刻部分所述选择管阱上方的所述隔离介质层，保留所述选择管阱和所述存储管阱邻接部分上方的所述隔离介质层，以形成所述隔离墙，其中，

所述曝光量X1和所述曝光量Y1根据所述隔离墙的宽度调整。

3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述形成氧化物层包括：

在所述半导体衬底表面沉积氧化物层；

采用所述第一光掩膜版以及预先设定的曝光量X2蚀刻所述存储管阱区域上表面的氧化物层，以保留所述选择管阱区域上表面的氧化物层，其中，

所述曝光量X2大于所述曝光量X1以蚀刻全部所述存储管阱区域上表面的所述氧化物层。

4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，还进一步包括：

采用所述第一光掩膜版，对所述存储管阱进行浅沟道离子注入以形成浅沟道掺杂。

5.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述在存储管阱上表面形成ONO存储层包括：

沉积覆盖所述氧化物层和所述半导体衬底存储管阱区域上表面的ONO存储层；

采用第二光掩膜版以及预先设定的曝光量Y2蚀刻所述选择管阱区域上方的ONO存储层，以保留所述存储管阱区域上表面的ONO存储层，其中，

所述曝光量Y2大于所述曝光量Y1以蚀刻全部所述选择管阱区域上方的所述ONO存储层。

6.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述在存储管阱上表面形成ONO存储层包括：

沉积覆盖所述氧化物层和所述半导体衬底存储管阱区域上表面的ONO存储层；其中，

所述隔离介质层沉积在所述ONO存储层上表面；

采用第二光掩膜版以及预先设定的曝光量Y1一并蚀刻部分所述选择管阱上方的所述隔离介质层以及所述ONO存储层，以保留所述存储管阱上表面以及邻接所述存储管阱的部分选择管阱上方的所述ONO存储层。

7.如权利要求5或6所述的制造方法，其特征在于，沉积覆盖所述氧化物层和所述半导体衬底存储管阱区域上表面的ONO存储层具体包括：

依次沉积第一氧化层、氮化层和第二氧化层。

8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，通过执行离子注入以形成所述选择管阱和所述存储管阱。

9.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述隔离墙为介电材质，所述隔离墙的宽度根据所述选择管和所述存储管的工作电压设定。

10.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述介电材质为氮化硅。

11.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述半导体衬底为N型掺杂，所述选择管阱和所述存储管阱为P型掺杂。

12.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述半导体衬底为P型掺杂，所述选择管阱和所述存储管阱为N型掺杂。

13.一种带SONOS结构的晶体管，其特征在于，所述晶体管具有：

半导体衬底，所述半导体衬底包括选择管阱和存储管阱；

在所述选择管阱上方形成有选择管栅极，所述选择管栅极与所述衬底的选择管阱上表面之间有氧化物层；

在所述存储管阱上方形成有存储管栅极，所述存储管栅极与所述衬底的存储管阱上表面之间有ONO存储层；

所述氧化物层与所述ONO存储层相互邻接，在所述氧化物层与所述ONO存储层邻接处上表面形成有隔离墙结构，以将所述选择管栅极与所述存储管栅极相互隔离，所述隔离墙的形成独立于所述ONO存储层的形成。

14.如权利要求13所述的晶体管，其特征在于，所述ONO存储层具体包括第一氧化层、氮化层和第二氧化层。

15.如权利要求13所述的晶体管，其特征在于，所述隔离墙为介电材质，所述隔离墙的宽度取决于所述选择管和所述存储管的工作电压。

16.如权利要求15所述的晶体管，其特征在于，所述介电材质为氮化硅。

17.如权利要求13所述的晶体管，其特征在于，所述选择管栅极与所述存储管栅极关于所述隔离墙对称。

18.如权利要求13所述的晶体管，其特征在于，所述半导体衬底为N型掺杂，所述选择管有源区和所述存储管有源区为P型掺杂。

19.如权利要求13所述的晶体管，其特征在于，所述半导体衬底为P型掺杂，所述选择管有源区和所述存储管有源区为N型掺杂。