一种SONOS存储器及其制备方法技术

在本发明专利技术提供的一种SONOS存储器及其制备方法中，包括：衬底，所述衬底内具有浅槽隔离结构及有源区，所述浅槽隔离结构用于隔离所述有源区，至少部分所述浅槽隔离结构顶面的高度低于所述有源区顶面的高度，所述有源区顶面呈波浪形、锯齿形或方波形；ONO层，位于所述衬底上且顺形覆盖所述浅槽隔离结构及所述有源区；栅极多晶硅层，位于所述ONO层上。通过使部分所述浅槽隔离结构的高度低于所述有源区的高度使所述有源区的部分侧壁裸露，或增加所述有源区上表面的面积，以增加所述ONO层与所述有源区的有效接触面积，进而增强SONOS存储器存储电荷的能力，提高SONOS存储器的电压阈值。提高SONOS存储器的电压阈值。提高SONOS存储器的电压阈值。

【技术实现步骤摘要】
一种SONOS存储器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种SONOS存储器及其制备方法。

技术介绍

[0002]闪存(Flash memory)是基于可擦可编程只读存储器(EPROM)与电可擦可编程只读存储器(EEPROM)发展起来的一种非易失性存储器，他具有价格便宜、工艺相对简单、可方便快速的进行多次擦写的特点，自问世以来在便携式设备、嵌入式系统及汽车电子领域得到了广泛的应用。但由于具有浮栅结构的闪存存储器在读写和擦除的过程中需要高压操作，而COMS不需要高压操作；闪存存储器是具有浮栅和存储栅的双层多晶硅结构，而COMS为单层多晶硅结构，因此，闪存存储器与COMS器件之间的整合难度较大且工艺较为复杂。而SONOS(Silicon
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Oxide
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Nitride
‑
Oxide
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Silicon)技术可以很好的兼容COMS工艺，并且SONOS器件的单元尺寸小、操作电压低、价格便宜，在制造、使用和成本方面都极具竞争力。
[0003]SONOS存储器通过在存储栅极和漏极区间施加电压来实现电荷从漏极区到氮化硅层的遂穿，并被氮化硅层中的陷阱捕获，SONOS存储器存储电荷的能力，即阈值电压与存储栅中的ONO薄膜特性以及ONO薄膜与衬底有源区之间的有效面积密切相关，但现有工艺中ONO薄膜的工艺较为稳定，SONOS存储器的电压阈值较小。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种SONOS存储器及其制备方法，增加ONO层与有源区的有效接触面积，提高SONOS存储器的电压阈值。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种SONOS存储器，包括：
[0006]衬底，所述衬底内具有浅槽隔离结构及有源区，所述浅槽隔离结构用于隔离所述有源区，至少部分所述浅槽隔离结构顶面的高度低于所述有源区顶面的高度；
[0007]ONO层，位于所述衬底上且顺形覆盖所述浅槽隔离结构及所述有源区；
[0008]栅极多晶硅层，位于所述ONO层上。
[0009]可选的，所述有源区顶面呈波浪形、锯齿形或方波形。
[0010]可选的，所述浅槽隔离结构顶面与所述有源区顶面的高度差为
[0011]可选的，所述ONO层中靠近所述有源区的氧化层的厚度小于2nm。
[0012]可选的，所述栅极多晶硅层为选择栅和/或存储栅的栅极多晶硅层。
[0013]基于同一种专利技术构思，本专利技术还提供一种SONOS存储器的制备方法，包括：
[0014]提供衬底，所述衬底内具有浅槽隔离结构及有源区，所述浅槽隔离结构用于隔离所述有源区，所述浅槽隔离结构顶面的高度低于所述有源区顶面的高度；
[0015]在所述衬底上形成ONO层，所述ONO层顺形覆盖所述浅槽隔离结构及所述有源区；
[0016]在所述ONO层上形成栅极多晶硅层。
[0017]可选的，形成所述浅槽隔离结构及所述有源区的步骤包括：
[0018]在所述衬底内形成所述浅槽隔离结构；
[0019]对所述浅槽隔离结构两侧的所述衬底进行离子注入以形成所述有源区；
[0020]刻蚀以去除至少部分所述浅槽隔离结构的部分高度。
[0021]可选的，通过湿法刻蚀工艺刻蚀所述浅槽隔离结构。
[0022]可选的，刻蚀以去除至少部分所述浅槽隔离结构的部分高度之后，形成所述ONO层之前，还包括：
[0023]刻蚀所述有源区的顶面，以使所述有源区的顶面呈波浪形、锯齿形或方波形。
[0024]可选的，其特征在于，通过湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺刻蚀所述有源区。
[0025]本专利技术提供的一种SONOS存储器及其制备方法，包括：衬底，所述衬底内具有浅槽隔离结构及有源区，所述浅槽隔离结构用于隔离所述有源区，至少部分所述浅槽隔离结构顶面的高度低于所述有源区顶面的高度；ONO层，位于所述衬底上且顺形覆盖所述浅槽隔离结构及所述有源区；栅极多晶硅层，位于所述ONO层上。通过降低所述浅槽隔离结构的高度使所述有源区的侧壁裸露，增加所述ONO层与所述有源区的有效接触面积，增强SONOS存储器存储电荷的能力，进而提高SONOS存储器的电压阈值。
[0026]此外，使所述有源区的顶面呈波浪形、锯齿形或方波形，增加所述有源区上表面的表面积，增加所述ONO层与所述有源区的有效接触面积，以进一步提高SONO存储器的电压阈值。
附图说明
[0027]图1为一种SONOS存储器的结构示意图；
[0028]图2为图1中SONOS存储器的扫描电镜形貌图；
[0029]图3为本专利技术实施例一提供的一种SONOS存储器的制备方法的流程图；
[0030]图4a～4d为本专利技术实施一例提供的一种SONOS存储器的制备方法的相应步骤对应的结构示意图；
[0031]图5为图4d中的SONOS存储器的扫描电镜形貌图；
[0032]图6为图1中的SONOS存储器与图4d中的SONOS存储器电压阈值的对比图；
[0033]图7a～7b为本专利技术实施例二提供的一种SONOS存储器的制备方法的相应步骤对应的结构示意图；
[0034]其中，附图说明为：
[0035]100、200
‑
衬底；a、A
‑
有源区；102、202
‑
浅槽隔离结构；104、204
‑
ONO层；106、208
‑
栅极多晶硅层。
具体实施方式
[0036]图1为一种SONOS存储器的结构示意图，如图1所示，所述SONOS存储器包括：衬底100，所述衬底100内具有浅槽隔离结构102及有源区a，所述浅槽隔离结构102用于隔离所述有源区a，所述有源区a的顶面与所述浅槽隔离结构102的顶面平齐；ONO层104，所述ONO层104覆盖所述浅槽隔离结构102及所述有源区a；栅极多晶硅层106，位于所述ONO层104上。对于所述SONOS存储器，电压阈值与所述ONO层104特性以及所述ONO层104与所述有源区a之间的有效接触面积正相关。
[0037]图2为图1中SONOS存储器的扫描电镜形貌图，如图3所示，所述ONO层104与所述有
源区a之间的有效接触面积仅为所述有源区a的上表面，所述ONO层104与所述有源区a之间的有效接触面积较小，所述SONOS存储器的电压阈值也相应较小。
[0038]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0039]在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SONOS存储器，其特征在于，包括：衬底，所述衬底内具有浅槽隔离结构及有源区，所述浅槽隔离结构用于隔离所述有源区，至少部分所述浅槽隔离结构顶面的高度低于所述有源区顶面的高度；ONO层，位于所述衬底上且顺形覆盖所述浅槽隔离结构及所述有源区；栅极多晶硅层，位于所述ONO层上。2.如权利要求1所述的一种SONOS存储器，其特征在于，所述有源区顶面呈波浪形、锯齿形或方波形。3.如权利要求1所述的一种SONOS存储器，其特征在于，所述浅槽隔离结构顶面与所述有源区顶面的高度差为4.如权利要求1所述的一种SONOS存储器，其特征在于，所述ONO层中靠近所述有源区的氧化层的厚度小于2nm。5.如权利要求1所述的一种SONOS存储器，其特征在于，所述栅极多晶硅层为选择栅和/或存储栅的栅极多晶硅层。6.一种SONOS存储器的制备方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底内具有浅槽隔离结构及有源区，所述浅槽隔离结构用于隔离所述有源区，所述浅槽隔离结...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟海涛，蔡彬，章晶，黄冠群，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：