CN104701320A

CN104701320A - 低栅极电阻的光罩式只读存储器的结构及制造方法

Info

Publication number: CN104701320A
Application number: CN201310670542.5A
Authority: CN
Inventors: 刘冬华; 石晶; 钱文生
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-06-10

Abstract

本发明公开了一种低栅极电阻的光罩式只读存储器的制造方法，步骤包括：1）用现有工艺在硅衬底有源区形成浅隔离槽，完成P阱注入和N型埋源漏注入，形成栅氧和多晶硅栅极；2）淀积二氧化硅介质层，回刻，形成栅极第一隔离侧墙；3）再次淀积二氧化硅介质层，回刻，去除多晶硅栅极上的二氧化硅介质层，在第一隔离侧墙边上形成第二隔离侧墙；4）进行硅金属化工艺，在多晶硅栅极上形成金属硅化物。本发明还公开了用上述方法形成的光罩式只读存储器的结构。本发明通过用介质层填充栅极间隙，将源漏覆盖住，使硅金属化工艺得以应用于光罩式只读存储器的制造，从而降低了栅极寄生电阻和电路RC延迟，提高了器件的读取速度，且不会出现源漏短路问题。

Description

低栅极电阻的光罩式只读存储器的结构及制造方法

技术领域

本发明属于集成电路制造领域，特别是涉及光罩式只读存储器的结构及其制造方法。

背景技术

只读存储器（Read-Only Memory）是一种只能读取资料的存储器。这种存储器的数据是在生产的时候写入的。在制造过程中，将资料以一特制光罩（mask）烧录于线路中，所以有时又称为“光罩式只读存储器”（mask ROM）。实际上它很像CD光盘的原理，在半导体的光刻工艺过程中写入了数据状态。

这种光罩式只读存储器的数据在写入后是不能更改的，所以数据不可能丢失，而且它的制造成本非常低，因此，在不需要数据更新的设备中，Mask ROM被非常广泛的使用。

但是，这种光罩式只读存储器在工艺上的缺点也是非常明显的。如图1所示，为了尽可能实现高的器件密度，器件的栅极和源漏都是长条形，一条一条相互间隔的。栅极和源漏极之间相互垂直。这种结构特征限制了在常规的工艺制造中无法采用目前深亚微米工艺中普遍采用的硅金属化工艺来降低器件的寄生电阻，否则会造成相邻源漏之间的短路。因此器件的栅极电阻和源漏电阻是非常大的，比通常常规CMOS器件的寄生电阻大上百倍。同时栅极和源漏都是长条形的，电流路径又窄又长，这大大限制了光罩式只读存储器的读取电流。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种低栅极电阻的光罩式只读存储器的制造方法，它可以降低光罩式只读存储器的栅极电阻。

为解决上述技术问题，本发明的低栅极电阻的光罩式只读存储器的制造方法，步骤包括：

1）用现有工艺在硅衬底有源区上形成浅隔离槽，完成P阱注入和N型埋源漏注入，并形成栅氧和多晶硅栅极；

2）淀积二氧化硅介质层，回刻，形成栅极第一隔离侧墙；

3）再次淀积二氧化硅介质层，回刻，去除多晶硅栅极之上的二氧化硅介质层，在栅极第一隔离侧墙边上形成栅极第二隔离侧墙；

4）进行硅金属化工艺，在多晶硅栅上形成金属硅化物。

本发明要解决的技术问题之二是提供用上述方法制造的低栅极电阻的光罩式只读存储器的结构，该光罩式只读存储器的栅极之间的间隙填充有二氧化硅介质层，栅极之上形成有金属硅化物。

本发明通过将栅极之间的间隙用介质层填满，覆盖住了源漏，保证了源漏硅在进行硅金属化工艺的时候不会发生反应出现源漏短路问题，这样就使硅金属化工艺能够应用于光罩式只读存储器的制造，从而大大降低了栅极的寄生电阻，进而降低了电路的RC延迟，提高了光罩式只读存储器的读取速度。

附图说明

图1是传统光罩式只读存储器俯视图。

图2是传统光罩式只读存储器剖面图（沿N型埋源漏方向）。

图3～图10是本发明实施例的光罩式只读存储器的制造工艺流程图。其中，图10又是本发明实施例的光罩式只读存储器的剖面图（沿N型埋源漏方向）。

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合附图，详述如下：

本发明的低栅极电阻的光罩式只读存储器，其制造工艺流程如下：

步骤1，在硅衬底有源区上形成浅隔离槽（STI），如图3所示，以隔离光罩式只读存储器区域与外围电路。也可以通过局部氧化（LOCOS）来实现隔离光罩式只读存储器区域与外围电路的隔离。

步骤2，在有源区进行P阱注入，形成P阱内的有源区，如图4所示（B图为本步骤完成后的俯视图）。

步骤3，进行N型埋源漏的注入，如图5所示（B图为本步骤完成之后的俯视图）。

该N形埋源漏为相互间隔的长条形，源漏之间的隔离由PN结的隔离来实现。源漏之间的距离为光罩式只读存储器的沟道长度。

注入杂质为As，注入剂量为1e15～5e16个/cm²，注入能量为60keV～120keV。

步骤4，形成栅氧，并淀积栅极多晶硅，然后进行多晶硅栅极刻蚀，形成光罩式只读存储器的多晶硅栅极，如图6所示。该多晶硅栅极为并行排列的长条形多晶硅，其方向与长条形的源漏相互交叉垂直。

步骤5，淀积厚度为600～1200埃米的二氧化硅介质层，然后回刻，形成栅极第一隔离侧墙，如图7所示。

步骤6，再次淀积厚度为1500～3000埃米的二氧化硅介质层，如图8所示。

步骤7，对步骤6淀积的二氧化硅介质层进行回刻，去除多晶硅栅之上的二氧化硅介质层，在栅极第一隔离侧墙边上形成栅极第二隔离侧墙，如图9所示。

步骤8，进行硅金属化工艺，在多晶硅栅上形成金属硅化物（生长金属硅化物时，会向下消耗一部分硅，消耗的金属和硅的比例大概是1:1），如图10所示。由于第二隔离侧墙填充了栅与栅之间的空隙，并覆盖住了源漏，因此，在进行硅金属化工艺的时候，源漏硅不会与金属反应形成金属硅化物。最终形成的光罩式只读存储器的结构如图10所示。

Claims

1.低栅极电阻的光罩式只读存储器的制造方法，其特征在于，步骤包括：

2）淀积二氧化硅介质层，回刻，形成栅极第一隔离侧墙；

4）进行硅金属化工艺，在多晶硅栅上形成金属硅化物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）淀积的二氧化硅介质层的厚度为600～1200埃米。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）淀积的二氧化硅介质层的厚度为1500～3000埃米。

4.用权利要求1的方法形成的低栅极电阻的光罩式只读存储器的结构，其特征在于，该光罩式只读存储器的栅极之间的间隙填充有二氧化硅介质层，栅极之上形成有金属硅化物。