控制NAND闪存元胞区有效场高度的工艺方法与流程

控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法
技术领域
1.本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法。


背景技术：

2.随着移动终端的大量普及，存储器市场需求得到大幅度提升。nand flash以其大容量和体积小、写入和擦除的速度极快的优点，在目前的存储器市场占据着越来越重要的地位。
3.随着器件尺寸的缩小，nand器件块区的字线间距的尺寸也在减小，ono氧化层与浮置栅极的有效接触面积也相对减少，为了保证单元阈值电压的大小、存储器阵列的编程和读取速度，需要尽可能降低有效场高度(efh)，即增大ono氧化层与浮置栅极的接触面积，同时为了避免控制栅极与有源区的耦合干扰问题，有效场高度又不能过低，所以精确控制有效场的高度和形貌尤为重要。


技术实现要素：

4.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
5.本发明要解决的技术问题是提供一种用于nand闪存元胞区制作工艺(nand cell open)中能控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，包括以下步骤；
7.s1，按现有工艺形成有源区、浮栅以及sti氧化层；
8.s2，执行第一次刻蚀，去除部分sti氧化层；
9.s3，执行第二次刻蚀，再次去除部分sti氧化层，使sti氧化层降低到指定高度；
10.s4，量测沟槽内sti氧化层厚度；
11.s5，确定执行第三次刻蚀使sti氧化层达到设计厚度所需要工艺时间；
12.s6，执行第三次刻蚀，使sti氧化层达到设计厚度。
13.可选择的，进一步改进所述控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，第一次刻蚀和第二次刻蚀采用不同的刻蚀工艺，第二次刻蚀能形成剩余sti氧化层顶部为平面的形貌。
14.可选择的，进一步改进所述控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，第一次刻蚀和第二次刻蚀采用不同的刻蚀工艺，第一次刻蚀和第三次刻蚀采用相同的刻蚀工艺。
15.可选择的，进一步改进所述控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，执行步骤s3时，剩余sti氧化层顶部为平面。
16.可选择的，进一步改进所述控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，第一次刻蚀采用湿法刻蚀，第二次刻蚀采用干法刻蚀，第三次刻蚀采用湿法刻蚀，第二次刻蚀能形成剩余sti氧化层顶部为平面的形貌。。
17.可选择的，进一步改进所述控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，sti氧化层指定高度为sti氧化层原有厚度的2/3。
18.可选择的，进一步改进所述控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，实施步骤s5时，通过先进工艺控制系统(apc)确定执行第三次刻蚀使sti氧化层达到设计厚度所需要工艺时间。
19.可选择的，进一步改进所述控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，其特征在于：其能用于22nm、20nm或16nm以下nand闪存制作工艺。
20.本发明工原理如下：
21.本发明将nand flash cell open sti oxide刻蚀工艺划分为三步，执行不同的刻蚀工艺，其中第一次刻蚀目的是初步降低有效场高度(efh)高度，第二次刻蚀进一步降低有效场高度(efh)高度并使有效场高度(efh)形成可测量的形貌，经过第一次刻蚀和第二次刻蚀使有效场高度降低到初始sti氧化层的2/3，形成对有效场高度(efh)粗控。执行第三次刻蚀前，通过先进工艺控制系统(apc)确定达到设计高度采用的工艺时间，再执行第三次刻蚀，从而达到最终的有效场高度目标值。
22.本发明能精确保证有效场高度(efh),有效增大ono氧化层与浮栅(fg)的接触面积，同时保证控制栅极(cg)与有源区(aa)的距离，从而提高数据擦写速率，减少cg与aa的耦合作用。
附图说明
23.本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
24.图1是本发明流程示意图。
25.图2是本发明中间结构形貌示意图一。
26.图3是本发明中间结构形貌示意图二。
27.图4是本发明中间结构形貌示意图三。
具体实施方式
28.以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例
是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
29.第一实施例；
30.如图1所示，本发明提供一种控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，包括以下步骤；
31.s1，按现有工艺形成有源区、浮栅以及sti氧化层；
32.s2，执行第一次刻蚀，去除部分sti氧化层，中间形貌参考图2所示；
33.s3，执行第二次刻蚀，再次去除部分sti氧化层，使sti氧化层降低到指定高度，中间形貌参考图3所示；
34.s4，量测沟槽内sti氧化层厚度；
35.s5，确定执行第三次刻蚀使sti氧化层达到设计厚度所需要工艺时间；
36.s6，执行第三次刻蚀，使sti氧化层达到设计厚度，最终形貌参考图4所示。
37.此外，还应当理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的元件、参数、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、参数、组件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、参数、组件、区域、层或部分与另一个元件、参数、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离根据本发明的示例性实施例的教导的情况下，以下所讨论的第一元件、参数、组件、区域、层或部分也可以被称作第二元件、参数、组件、区域、层或部分。
38.第二实施例；
39.本发明提供一种控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，包括以下步骤；
40.s1，按现有工艺形成有源区、浮栅以及sti氧化层；
41.s2，执行第一次刻蚀，去除部分sti氧化层，中间形貌参考图2所示；
42.s3，执行第二次刻蚀，再次去除部分sti氧化层，使sti氧化层降低到指定高度，中间形貌参考图3所示；
43.s4，量测沟槽内sti氧化层厚度；
44.s5，确定执行第三次刻蚀使sti氧化层达到设计厚度所需要工艺时间；
45.s6，执行第三次刻蚀，使sti氧化层达到设计厚度，最终形貌参考图4所示。
46.其中，第一次刻蚀和第二次刻蚀采用不同的刻蚀工艺，第二次刻蚀能形成剩余sti氧化层顶部为平面的形貌。
47.这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
48.第三实施例；
49.本发明提供一种控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，包括以下步骤；
50.s1，按现有工艺形成有源区、浮栅以及sti氧化层；
51.s2，执行第一次刻蚀，去除部分sti氧化层，中间形貌参考图2所示；
52.s3，执行第二次刻蚀，再次去除部分sti氧化层，使sti氧化层降低到指定高度，中
间形貌参考图3所示；
53.s4，量测沟槽内sti氧化层厚度；
54.s5，确定执行第三次刻蚀使sti氧化层达到设计厚度所需要工艺时间；
55.s6，执行第三次刻蚀，使sti氧化层达到设计厚度，最终形貌参考图4所示。
56.其中，第一次刻蚀和第二次刻蚀采用不同的刻蚀工艺，第一次刻蚀和第三次刻蚀采用相同的刻蚀工艺。
57.第四实施例；
58.本发明提供一种控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，包括以下步骤；
59.s1，按现有工艺形成有源区、浮栅以及sti氧化层；
60.s2，执行第一次湿法刻蚀，去除部分sti氧化层，中间形貌参考图2所示；
61.s3，执行干法刻蚀，再次去除部分sti氧化层，使sti氧化层降低到指定高度，指定高度为sti氧化层原有厚度的2/3，中间形貌参考图3所示；
62.s4，量测沟槽内sti氧化层厚度；
63.s5通过先进工艺控制系统(apc)确定执行第二次湿法刻蚀使sti氧化层达到设计厚度所需要工艺时间；
64.s4，执行第二次湿法刻蚀，使sti氧化层达到设计厚度，最终形貌参考图4所示。
65.6.如权利要求1所述控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，其特征在于：sti氧化层指定高度为sti氧化层原有厚度的2/3。
66.本发明上述第一实施例～第四实施例任意一项所述控制nand闪存元胞区有效场高度的工艺方法，能用于22nm、20nm或16nm以下nand闪存制作工艺。
67.除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。
68.以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。