自对准叠栅NORD闪存结构的制造方法与流程

本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种自对准叠栅nord闪存结构的制造方法。

背景技术：

1、随着半导体存储技术的不断发展，非易失性存储器在各类电子设备中的应用日益广泛。其中，nord闪存（nord flash）作为一种重要的存储器架构，因其特定的阵列结构和操作特性而备受业界关注。

2、在传统的nord闪存结构中，进行读取（read）操作时，通常需要由电荷泵（pump）电路向控制栅（control gate，cg）提供充电电压，该电压脉冲随后通过控制栅多晶硅（cgpoly）条传递至存储单元阵列（cell array）。然而，在实际应用中，读取操作的时间要求极高，通常处于纳秒（ns）量级。传统的控制栅多晶硅材料本身具有较高的电阻率，当电压脉冲在长距离的控制栅多晶硅条中传输时，过大的电阻会导致严重的阻容延迟（rc delay）效应。这种阻容延迟会显著拖慢信号的传输速率，进而严重降低存储器件的整体读取速度，成为制约nord闪存性能提升的瓶颈。

3、为了满足现代电子设备对高速存储器的需求，业界亟需一种能够有效降低控制栅电阻、从而提高读取速度的nord闪存结构及其制造工艺。然而，在现有的叠栅工艺中，直接对控制栅多晶硅进行金属硅化（silicide）处理面临着诸多工艺兼容性和结构自对准方面的挑战，难以在不增加额外复杂光刻步骤的前提下实现均匀且低阻的金属硅化物层。

4、因此，如何提供一种新的工艺制造方法，在实现自对准叠栅结构的同时，有效降低控制栅电阻以提升器件的读取速度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，以解决传统nord闪存结构中控制栅多晶硅电阻过大导致的阻容延迟严重、读取速度降低，以及现有叠栅工艺难以在不增加额外复杂光刻步骤的前提下实现均匀且低阻的金属硅化物层的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，包括：

3、步骤一、提供衬底，在所述衬底上依次形成耦合介质层和浮栅导电层，并形成隔离结构；

4、步骤二、在所述浮栅导电层上形成硬掩模层，并图案化形成沟槽；

5、步骤三、在所述沟槽内及所述硬掩模层上形成栅间隔离介质层；

6、步骤四、在所述栅间隔离介质层上形成控制栅导电层；

7、步骤五、对所述控制栅导电层进行自对准刻蚀，形成侧墙控制栅；

8、步骤六、在所述侧墙控制栅外侧形成侧墙结构，并刻蚀所述侧墙结构的顶端使所述侧墙控制栅的顶端裸露；

9、步骤七、在裸露的所述侧墙控制栅的顶端表面形成第一表面介质层，并以所述第一表面介质层、所述侧墙结构以及所述硬掩模层为掩膜对所述浮栅导电层进行自对准刻蚀；

10、步骤八、形成隧穿介质层以及字线导电层，并在所述字线导电层表面形成第二表面介质层；

11、步骤九、通过刻蚀工艺去除闪存区的所述硬掩模层及其下的所述浮栅导电层；

12、步骤十、去除所述侧墙控制栅顶部的所述第一表面介质层以及所述字线导电层顶部的所述第二表面介质层，并进行金属化处理以在所述侧墙控制栅和所述字线导电层顶部形成金属硅化物。

13、优选地，在步骤一中，所述浮栅导电层的材料包括多晶硅。

14、优选地，在步骤二中，所述硬掩模层的材料包括氮化硅。

15、优选地，在步骤四中，所述控制栅导电层的材料包括多晶硅。

16、优选地，在步骤八中，所述字线导电层的材料包括多晶硅。

17、优选地，在步骤六中，所述侧墙结构包括第一侧墙氧化硅层以及位于所述第一侧墙氧化硅层上的侧墙氮化硅层。

18、优选地，在步骤六中，通过对所述侧墙控制栅进行首次快速热氧化处理形成所述第一侧墙氧化硅层，并通过沉积工艺形成所述侧墙氮化硅层。

19、优选地，在步骤六中，刻蚀所述侧墙结构的顶端包括：依次对位于顶端的所述侧墙氮化硅层和所述第一侧墙氧化硅层进行刻蚀。

20、优选地，在步骤七中，所述第一表面介质层为氧化硅层。

21、优选地，在步骤七中，通过对所述侧墙控制栅进行第二次快速热氧化处理形成所述氧化硅层。

22、优选地，在步骤七之后且在步骤八之前，还包括：对所述侧墙氮化硅层进行回退处理，使所述浮栅导电层形成擦除尖角。

23、优选地，在步骤八中，形成所述第二表面介质层包括：通过刻蚀工艺去除多余的所述字线导电层并进行回刻，以及进行热氧化处理以在所述字线导电层表面形成所述第二表面介质层。

24、优选地，在步骤十中，使所述侧墙控制栅与所述字线导电层之间形成高度差。

25、优选地，在步骤十中，通过干法刻蚀或湿法刻蚀去除所述侧墙控制栅顶部的所述第一表面介质层以及所述字线导电层顶部的所述第二表面介质层，以使所述侧墙控制栅和所述字线导电层均匀金属化。

26、如上所述，本公开的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，具有以下有益效果：

27、本公开通过自对准叠栅工艺制造方法，利用侧墙工艺自对准形成控制栅，无需额外的光刻掩膜步骤即可实现精确的图案转移，简化了工艺流程并提升了集成度；同时，通过侧墙结构保护与选择性回刻，在侧墙控制栅和字线导电层顶部预留了精确的金属化窗口，并在两者之间构建了安全的高度差以防止短路，最终在侧墙控制栅和字线导电层顶部均匀形成了低阻的金属硅化物层。该结构降低了控制栅的电阻，有效削减了读取操作中电压脉冲传递时的阻容延迟效应，从而提高了nord闪存器件的整体读取速度和动态响应性能。

1.一种自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于，至少包括：

2.根据权利要求1所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤一中，所述浮栅导电层的材料包括多晶硅。

3.根据权利要求1所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤二中，所述硬掩模层的材料包括氮化硅。

4.根据权利要求1所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤四中，所述控制栅导电层的材料包括多晶硅。

5.根据权利要求1所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤八中，所述字线导电层的材料包括多晶硅。

6.根据权利要求1所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤六中，所述侧墙结构包括第一侧墙氧化硅层以及位于所述第一侧墙氧化硅层上的侧墙氮化硅层。

7.根据权利要求6所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤六中，通过对所述侧墙控制栅进行首次快速热氧化处理形成所述第一侧墙氧化硅层，并通过沉积工艺形成所述侧墙氮化硅层。

8.根据权利要求6所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤六中，刻蚀所述侧墙结构的顶端包括：依次对位于顶端的所述侧墙氮化硅层和所述第一侧墙氧化硅层进行刻蚀。

9.根据权利要求1所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤七中，所述第一表面介质层为氧化硅层。

10.根据权利要求9所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤七中，通过对所述侧墙控制栅进行第二次快速热氧化处理形成所述氧化硅层。

11.根据权利要求6所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤七之后且在步骤八之前，还包括：对所述侧墙氮化硅层进行回退处理，使所述浮栅导电层形成擦除尖角。

12.根据权利要求1所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤八中，形成所述第二表面介质层包括：通过刻蚀工艺去除多余的所述字线导电层并进行回刻，以及进行热氧化处理以在所述字线导电层表面形成所述第二表面介质层。

13.根据权利要求1所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤十中，使所述侧墙控制栅与所述字线导电层之间形成高度差。

14.根据权利要求1所述的自对准叠栅nord闪存结构的制造方法，其特征在于：在步骤十中，通过干法刻蚀或湿法刻蚀去除所述侧墙控制栅顶部的所述第一表面介质层以及所述字线导电层顶部的所述第二表面介质层，以使所述侧墙控制栅和所述字线导电层均匀金属化。