一种存储器的制作方法、电路以及其应用与流程

1.本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种存储器的制作方法、电路以及其应用。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，集成电路的技术节点也越来越小，在对存储的密度要求越来越高的同时对存储器可靠性要求却并没有降低。
3.因此在存储器生产的过程中，由于生产的技术节点越来越小，存储器存储单元的控制栅极与旁边的漏端的钨接触孔距离也是越来越近，两者本身的击穿电压会下降，抗缺陷的能力也有所降低，此外由于存储器需要擦写的特性，在存储器操作时两者之间的偏压差并不会降低。综合二者，随着技术节点的减小，在存储器操作时存储单元控制栅极多晶硅层与旁边的漏端的钨接触孔更容易被击穿或者被工艺所产生的的缺陷所影响。
4.此外在传统的生产工艺中，引出漏端的钨接触孔是直接做在二氧化硅材质的介电层(ild)中的，二氧化硅材质介电性能(k～3.9)较低，并且在实际生产中容易产生的缺陷。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供一种存储器的制作方法、电路以及其应用，有效的提高了存储器的稳定性和可靠性。
6.本发明解决技术问题采用如下技术方案：
7.一种存储器的制作方法，包括在硅衬底上制作规格位置相互匹配的多晶硅层、栅极多晶硅层、多晶硅侧壁、金属硅化物层和栅极金属硅化物层的步骤，以及对应器件的离子注入步骤，还包括接触孔及其侧壁保护层的制作步骤，具体包括：
8.在完成前述步骤的存储器晶圆上按顺序依次沉积生成氮氧化硅薄膜和氮化硅薄膜；
9.在氮化硅薄膜外侧继续沉积二氧化硅形成中间介电层，并对其进行表面平整化和降厚操作；
10.采用预制的接触孔光罩执行光刻后，刻蚀形成接触孔直至其与所述氮氧化硅薄膜表面连通；
11.全覆盖沉积生成第二氮化硅薄膜，采用空白刻蚀去除中间介电层表面的第二氮化硅薄膜并延伸所述接触孔底面直至其与所述金属硅化物层表面连通；
12.向接触孔中填充金属，并去除附存在中间介电层表面的金属即可。
13.优选地，所述氮氧化硅薄膜的厚度为所述氮化硅薄膜的厚度为所述氮化硅薄膜的厚度为所述中间介电层在降厚前的厚度为降厚后的厚度为
14.优选地，所述平整化和降厚操作均采用化学机械研磨工艺，所述刻蚀为干法刻蚀。
15.优选地，所述接触孔直径为85
±
20纳米。
16.优选地，在全覆盖沉积生成第二氮化硅薄膜后，所述接触孔侧壁的第二氮化硅薄
膜厚度为
17.优选地，采用空白刻蚀后接触孔侧壁的第二氮化硅薄膜厚度为包含第二氮化硅薄膜的接触孔直径为73
±
20纳米。
18.优选地，所述金属层沟道和通孔中填充的金属为钨金属，并采用化学机械研磨工艺去除附存在中间介电层表面的钨金属。
19.本发明还提供一种存储器电路，包括硅衬底以及设置在其上的多晶硅层、栅极多晶硅层、多晶硅侧壁、金属硅化物层和栅极金属硅化物层，还包括位于栅极多晶硅层和金属硅化物层间的接触孔，所述接触孔内侧壁上设置有侧壁保护层，所述侧壁保护层通过如前述的存储器的制作方法中的步骤制备而成。
20.本发明还提供一种芯片，所述芯片包括如前述的nor闪存电路。
21.本发明还提供一种电子装置，所述电子装置包括如前述的芯片。
22.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
23.本发明通过在钨接触孔侧壁设置由氮化硅组成的侧壁保护层，可以有效地增加存储单元控制栅极多晶硅层与旁边的漏端的钨接触孔的击穿电压，同时对二氧化硅材质的介电层(ild)中的原始缺陷产生包裹，增加了抗缺陷的能力，减少了存储器在后续实际使用过程中的失效几率，从而提高了存储器的可靠性；
24.本发明的制作方法有效的融合了现有的工艺流程，其制作成本低、周期短、灵活度好且效率高，同时由于氮化硅介电性能(k～6.5)和缺陷情况较好，进一步提高了存储器电路的电性能、产品可靠性和良率。
25.关于本发明相对于现有技术，其他突出的实质性特点和显著的进步在实施例部分进一步详细介绍。
附图说明
26.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
27.图1为本实施例制作完成后的带侧壁保护层的存储器结构示意图；
28.图2为制作好多晶硅层、栅极多晶硅层、多晶硅侧壁、金属硅化物以及对应的器件的离子注入工艺的存储器的晶圆结构示意图；
29.图3为沉积氮氧化硅薄膜后的晶圆结构示意图；
30.图4为沉积氮化硅薄膜后的晶圆结构示意图；
31.图5为沉积二氧化硅形成中间介电层后的晶圆结构示意图；
32.图6为刻蚀接触孔后的晶圆结构示意图；
33.图7为沉积第二氮化硅薄膜后的晶圆结构示意图；
34.图8为空白刻蚀后的晶圆结构示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.需要说明的是，在说明书及权利要求书当中使用了某些名称来指称特定组件。应当理解，本领域普通技术人员可能会用不同名称来指称同一个组件。本技术说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的实质性差异作为区分组件的准则。如在本技术说明书和权利要求书中所使用的“包含”或“包括”为一开放式用语，其应解释为“包含但不限定于”或“包括但不限定于”。具体实施方式部分所描述的实施例为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围。
37.实施例1
38.如图1
‑
8所示，本实施例提供的一种存储器的制作方法，参考图1，包括在硅衬底上1制作规格位置相互匹配的多晶硅层2、栅极多晶硅层3、多晶硅侧壁4、金属硅化物层5和栅极金属硅化物层6的步骤，以及对应器件的离子注入步骤，其中离子注入步骤可以参考本技术人之前申请专利中所公开的零阈值电压管离子注入过程所包括的曝光显影、离子注入、灰化、清洗步骤，因此在本实施例中对于与现有技术中相同的步骤以及参数就不做过多的叙述，本领域人员可以根据需要自行选择，在本实施例中只对本发明调整创新设计的内容作出了详细的介绍；
39.请参照图2本实施例在完成前述多晶硅层2、栅极多晶硅层3、多晶硅侧壁4、金属硅化物层5和栅极金属硅化物层6制备步骤以及对应器件的离子注入步骤，继续在晶圆上制备接触孔以及位于接触孔7内侧壁的侧壁保护层，具体步骤包括：
40.请参考图3，首先沉积氮氧化硅(sion)薄膜8，该氮氧化硅薄膜8的厚度为其中等于10
‑
10
米，即纳米的十分之一，该氮氧化硅薄膜8主要用于拦截后续刻蚀操作过程中的离子击穿冲击，防止影响覆盖在其下方已制备好的各器件；
41.请参考图4，继续在氮氧化硅薄膜8外沉积厚度为的氮化硅薄膜9；
42.请参考图5，在氮化硅薄膜9外侧继续沉积二氧化硅形成中间介电层10，中间介电层10厚度为并对其进行表面平整化和降厚操作，具体为使用化学机械研磨工艺使中间介电层10表面平整化同时将中间介电层(ild)10的厚度降低至ld)10的厚度降低至此处降低厚度能够有效降低后续工艺复杂度，提高了制备效率；
43.采用预制的接触孔光罩执行光刻后，此处光刻(photoetching)是通过一系列生产步骤，将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺，在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留的是特征图形部分，一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序，在这里不做赘述；
44.请参考图6，采用干法刻蚀形成接触孔7直至其与所述氮氧化硅薄膜8表面连通，此时接触孔7直径为85
±
20纳米，此处的干法刻蚀主要指是把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体，等离子体通过光刻胶中开出的窗口，与硅片发生物理或化学反应(或这两种反应)，从而去掉曝露的表面材料，其具有非常好的方向性，可获得接近垂直的刻蚀轮廓，干法刻蚀主要分成三种：金属刻蚀、介质刻蚀、和硅刻蚀，介质刻蚀是用于介质材料的刻蚀，如二氧化硅，接触孔和通孔结构的制作需要刻蚀介质，而具有高深宽比(窗口的深与宽的比值)
的窗口刻蚀具有一定的挑战性；硅刻蚀(包括多晶硅)应用于需要去除硅的场合，如刻蚀多晶硅晶体管栅和硅槽电容；金属刻蚀主要是在金属层上去掉铝合金复合层，制作出互连线；此处干法刻蚀主要是介质刻蚀，即为中间介电层10的刻蚀以及氮化硅薄膜9的刻蚀，具体刻蚀气体参数本领域人员根据需要进行配比，不做赘述；
45.请参考图7，全覆盖沉积生成第二氮化硅薄膜11，此时氮氧化硅薄膜8表面以及接触孔7底面和侧壁均形成了第二氮化硅薄膜11；采用空白刻蚀去除中间介电层10表面的第二氮化硅薄膜11并延伸所述接触孔7底面直至其与所述金属硅化物层5表面连通；
46.请参考图8，此处的空白刻蚀即为在无需前置光罩和光刻下直接进行刻蚀，可以将接触孔7直接刻蚀到金属硅化物层5,同时中间介电层10表面的第二氮化硅薄膜11也会被刻蚀掉,同时接触孔7侧壁的第二氮化硅薄膜11厚度会减少为包含第二氮化硅薄膜11的接触孔7直径为73
±
20纳米；
47.请参考图1，向接触孔7中填充金属12，并中间介电层10表面的金属12即可；在本实施例中接触孔7中填充的金属12为钨，同时中间介电层10表面也会被多余的钨金属12所覆盖，此时采用化学机械研磨(cmp)工艺去除附存在中间介电层表面的金属钨12即可。
48.实施例2
49.请参考图1，本实施提供一种存储器电路，包括硅衬底1以及设置在其上的多晶硅层2、栅极多晶硅层3、多晶硅侧壁4、金属硅化物层5和栅极金属硅化物层6，还包括位于栅极多晶硅层3和金属硅化物层5间的接触孔7，所述接触孔7内侧壁上设置有侧壁保护层71，所述侧壁保护层71通过如实施例1所述的存储器的制作方法中的步骤制备而成。
50.实施例3
51.本实施例提供一种芯片，包括如实施例2所述的存储器电路。
52.实施例4
53.本实施例提供一种电子装置，包括如实施例3所述的芯片。
54.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
55.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。