CN1275322C - 只读存储器的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种只读存储器的制造方法，此方法是在基底上形成氮化硅堆栈层，接着，进行蚀刻工艺以定义氮化硅堆栈层，并保留底氧化层。然后，进行清洗工艺以清除蚀刻工艺所残留于定义过的氮化硅堆栈层侧壁与底氧化层表面的微粒，其后，进行离子植入工艺以于定义过的氮化硅堆栈层之间的基底内形成掺杂区。

Description

只读存储器的制造方法

技术领域

本发明是有关于一种内存的制造方法，且特别是有关于一种只读存储器(Read Only Memory，ROM)的制造方法。

背景技术

在只读存储器中，闪存具有可编程、可抹除、以及断电后仍可保存数据的优点，并且较之可抹除且可编程只读存储器更具有能够在电路内(in-circuit)进行电编程以及电移除的优势，因此已成为个人计算机和电子设备所广泛采用的一种只读存储器元件。

在公知氮化硅只读存储器(Nitride ROM)的工艺中，于蚀刻定义氧化硅/氮化硅/氧化硅堆栈层后，通常是进行埋入式漏极(buried drain，BD)的离子植入工艺，然而，先前的蚀刻工艺会在底部或是侧壁上形成或是残留微粒(particles)，此些微粒在埋入式漏极的离子植入工艺时相当于硬掩模(hard mask)，因而造成植入离子的分布不佳、后续形成之埋入式漏极氧化物的完整度(integrity)不佳，从而导致了元件的可靠度问题。

尚且，对于具浮置栅极的只读存储器而言，由于源极/漏极的植入工艺通常在蚀刻定义出栅极结构后进行，因此，前述微粒变成植入硬掩模的问题亦可能会产生，其结果同样会影响植入轮廓的完整性，进而产生元件可靠度的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种只读存储器的制造方法，能够避免埋入式漏极或是源极/漏极的植入工艺所植入的离子分布不佳的问题。

本发明的另一目的是提供一种只读存储器的制造方法，能够增进氮化硅只读存储器的埋入式漏极氧化层的完整度。

本发明提出一种只读存储器的制造方法，适用于氮化硅只读存储器的制造，此方法是于基底上形成氮化硅堆栈层，接着，于氮化硅堆栈层上形成图案化掩模层，再以图案化掩模层为掩模，进行蚀刻工艺以定义氮化硅堆栈层，并保留底氧化层。然后，进行清洗工艺，以清除蚀刻工艺所残留于定义过的氮化硅堆栈层侧壁与底氧化层表面的微粒。再以图案化掩模层为掩模进行离子植入工艺，以于定义过的氮化硅堆栈层之间的基底内形成掺杂区。

本发明提出另一种只读存储器的制造方法，适用于具浮置栅极的只读存储器的制造，此方法是在基底上依序形成图案化的条状介电层与图案化的条状导体层，接着，于基底上依序形成介电层与栅极导体层，再于栅极导体层上形成图案化掩模层，然后，以图案化掩模层为掩模，进行蚀刻工艺以定义栅极导体层、介电层、条状导体层与条状介电层以形成栅极结构，其后，进行清洗工艺，以清除蚀刻工艺所残留于栅极结构侧壁与基底表面的微粒，再于栅极结构两侧的基底中形成源极/漏极区。

由上述可知，本发明是在蚀刻工艺后施加一清洗工艺，因而能够将先前蚀刻步骤中所生成的微粒子完全清除，进而使得后续的离子植入工艺所形成的掺杂区能够具有较佳的分布与轮廓。

而且，由于本发明经离子植入工艺所形成的掺杂区能够具有较佳的分布与轮廓，因此，所形成的埋入式漏极氧化层将具有较佳的侵入效应以及完整度。

并且，由于在进行清洗工艺的过程中尚保留掩模层未移除，因此能够保持氮化硅堆栈层或是栅极结构的厚度维持不变与其完整性。

附图说明

图1A至图1E所示为依照本发明一较佳实施例的一种只读存储器的制造流程的剖面示意图。

图2A至图2D所示为依照本发明另一较佳实施例的一种只读存储器的制造流程的剖面示意图。

100、200：基底

102、102a：底氧化层

104、104a：氮化硅层

106、106a：顶氧化层

108：氮化硅堆栈层

110、212：掩模层

112、214：微粒

114、216：清洗工艺

116、218：离子植入工艺

118：掺杂区

120：埋入式漏极氧化层

122：导体层

202：条状介电层

202a：穿隧氧化层

204：条状导体层

204a：浮置栅极

206：介电层

206a：多晶硅间介电层

208：栅极导体层

208a：控制栅极

210：栅极结构

220：源极/漏极区

具体实施方式

图1A至图1E所示为依照本发明一较佳实施例的一种只读存储器的制造流程的剖面示意图，且适于制造氮化硅只读存储器。

首先，请参照图1A，于基底100上沉积一氮化硅堆栈层108，其所构成的堆栈结构譬如是由一层底氧化层(bottom oxide layer)102、一层氮化硅层104与一层顶氧化层(top oxide layer)106所组成的氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO)复合层。其中底氧化层102例如是以热氧化法所形成、氮化硅层106例如是以化学气相沉积法所形成，而顶氧化层106是通过用湿氢/氧气(H₂/O₂ gas)去氧化部分氮化硅层104而形成。

接着，请参照图1B，定义顶氧化层106与氮化硅层104以形成数个作为氮化硅只读存储单元介电层的条状顶氧化层106a与条状氮化硅层104a，并暴露出部分底氧化层102。其中形成条状顶氧化层106a与条状氮化硅层104a的方法例如是在顶氧化层106上形成图案化的掩模层110，并以掩模层110为掩模，以各向异性蚀刻法移除部分的顶氧化层106与氮化硅层104。尚且，上述的定义氮化硅堆栈层108的工艺，亦可以是以蚀刻工艺定义顶氧化层106、氮化硅层104与底氧化层102至露出基底100为止。如前所述，在以各向异性蚀刻法定义顶氧化层106与氮化硅层104后，在顶氧化层106a与氮化硅层104a侧壁以及底氧化层102表面可能会产生微粒112，且此些微粒112相当于硬掩模，进而会影响后续的离子植入工艺。

接着，请参照图1C，对基底100进行一清洗工艺114，以将顶氧化层106a与氮化硅层104a侧壁以及底氧化层102表面的微粒112移除。其中此清洗工艺114例如是使用氨水过氧化氢混合液(Ammonia-Hydrogen perocide Mixture，APM)以进行清洗，由于本发明在定义顶氧化层106与氮化硅层104的蚀刻工艺后进行此清洗工艺114，因此，蚀刻工艺所产生、附着于晶圆表面的微粒子系能够被清洗工艺114完全的清除。

尚且，由于在进行清洗工艺114的过程中，尚保留有顶氧化层106a上的掩模层110，因此能够保护顶氧化层106a不被清洗液侵蚀，从而能够保持氮化硅堆栈层108的厚度不变与维持其完整性。

接着，请参照图1D，以掩模层110为掩模，进行一离子植入步骤116以于基底100中形成掺杂区118。由于所有的微粒子已被清洗步骤114完全清除，因此，植入的离子能够在基底100中形成具有较佳分布与轮廓的掺杂区118。

而且，假使在上述工艺中保留底氧化层102而未移除(请见图1B)，则亦可以将暴露出的底氧化层102移除，再进行后续工艺。

接着，请参照图1E，于掺杂区118表面形成一埋入式漏极氧化层120，并使底氧化层102变成底氧化层102a，其中形成此埋入式漏极氧化层120的方法例如是使用湿式氧化法，以于掺杂区118表面形成氧化绝缘层。而且，由于所形成的掺杂区118具有较佳的分布与轮廓，因此，此处所形成的埋入式漏极氧化层120将具有较佳的侵入效应(encroachment effect)与完整度。随后，于基底100上形成例如是多晶硅的导体层122，以作为氮化硅只读存储器的字符线。并且，由于后续形成氮化硅只读存储器元件的工艺为熟习此技艺者所周知，因此在此不再赘述。

本发明除了应用于氮化硅只读存储器之外，亦可以应用于其它类型的只读存储器，例如是具有浮置栅极的只读存储器。请参照图2A至图2D，图2A至图2D所示为本发明另一较佳实施例的一种只读存储器的制造流程的剖面示意图，且适于制造具浮置栅极的只读存储器。

首先，请参照图2A，于基底200上依序形成多条平行的图案化的条状介电层202与图案化的条状导体层204，接着，再于基底200上依序形成介电层206与栅极导体层208。其中条状介电层202与条状导体层204的形成方法例如是在基底上依序形成一层热氧化层(未绘示)与一层导体材料层(未绘示)，再定义导体材料层与热氧化层以形成。

接着，请参照图2B，定义栅极导体层208、介电层206、条状导体层204与条状介电层202，以形成由控制栅极208a、多晶硅间介电层206a、浮置栅极204a与穿隧氧化层202a所组成栅极结构210。其中形成栅极结构210的方法例如是在栅极导体层208上形成图案化的掩模层212，并以掩模层212为掩模，以各向异性蚀刻法移除部分的栅极导体层208、介电层206、条状导体层204与条状介电层202。同样的，在以各向异性蚀刻法定义出栅极结构210后，在栅极结构210的侧壁以及基底200表面可能会产生微粒214，且此些微粒214相当于硬掩模而会影响后续的离子植入工艺。

接着，请参照图2C，对基底200进行一清洗工艺216，以将栅极结构210侧壁以及基底200表面的微粒214移除。其中此清洗工艺216是使用例如是氨水过氧化氢混合液(Ammonia-Hydrogen perocideMixture，APM)以进行清洗。由于本发明在定义栅极结构210的各向异性蚀刻工艺后进行此清洗工艺216，因此，附着于基底200表面的微粒子214能够被完全的清除。

同样的，由于在进行清洗工艺216的过程中，尚保留有控制栅极208a上的掩模层212，因而能够保持栅极结构210的厚度不变与维持其完整性。

接着，请参照图2D，以掩模层212为掩模，进行一离子植入步骤218，以于栅极结构210两侧的基底200中形成源极/漏极区220，由于所有的微粒子已被清洗步骤216完全清除，因此，植入的离子能够在基底200中形成具有较佳分布与轮廓的掺杂区(源极/漏极区220)。由于后续形成只读存储器元件的工艺为熟习此技艺者所周知，因此在此不再赘述。

综上所述，可知：

1.对氮化硅只读存储器而言，本发明在定义氮化硅堆栈层的工艺后施加一清洗工艺，因而能够将先前蚀刻步骤中，生成于氮化硅堆栈层侧壁以及底氧化层表面(或是基底表面)的微粒子完全清除，进而使得后续的离子植入工艺所形成的掺杂区能够具有较佳的分布与轮廓。

2.由于本发明所形成的掺杂区能够具有较佳的分布与轮廓，因此，后续形成的埋入式漏极氧化层将具有较佳的侵入效应，并能够增进埋入式漏极氧化层的完整度。

3.对具浮置栅的只读存储器而言，本发明在定义栅极结构的工艺后施加一清洗工艺，因而能够将先前蚀刻步骤所生成于栅极侧壁以及基底表面的微粒子完全清除，而同样能够使得后续的掺杂区(源极/漏极区)具有较佳的分布与轮廓。

4.由于本发明在进行清洗工艺的过程中，尚保留有顶氧化层或控制栅极上的掩模层，因此能够保护顶氧化层或控制栅极不被清洗液侵蚀，从而能够保持氮化硅堆栈层或栅极结构的厚度维持不变与其完整性。

Claims (15)

1.一种只读存储器的制造方法，适于制造一氮化硅只读存储器，其特征是，该方法包括：

于一基底上形成一氮化硅堆栈层；

于该氮化硅堆栈层上形成一图案化掩模层；

以该图案化掩模层为掩模，进行一蚀刻工艺以定义该氮化硅堆栈层；

进行一清洗工艺，以清除该蚀刻工艺所残留于定义过的该氮化硅堆栈层侧壁与该底氧化层表面的微粒；以及

以该图案化掩模层为掩模，进行一离子植入工艺，以于定义过的该氮化硅堆栈层之间的该基底内形成一掺杂区。

2.如权利要求1所述的只读存储器的制造方法，其特征是，该清洗工艺包括使用氨水过氧化氢混合液以进行清洗。

3.如权利要求1所述的只读存储器的制造方法，其特征是，于该掺杂区表面形成该埋入式漏极氧化层的方法包括使用一湿氧化法。

4.如权利要求1所述的只读存储器的制造方法，其特征是，该氮化硅堆栈层是由一底氧化层、一氮化硅层与一顶氧化层依序堆栈形成。

5.如权利要求4所述的只读存储器的制造方法，其特征是，进行该蚀刻工艺以定义该氮化硅堆栈层的步骤包括蚀刻至露出该底氧化层表面。

6.如权利要求4所述的只读存储器的制造方法，其特征是，于进行该离子植入工艺，以于定义过的该氮化硅堆栈层之间的该基底内形成该掺杂区之后，更包括去除部分该底氧化层以露出该基底。

7.如权利要求1所述的只读存储器的制造方法，其特征是，进行该蚀刻工艺以定义该氮化硅堆栈层的步骤包括蚀刻至露出该基底。

8.如权利要求1所述的只读存储器的制造方法，其特征是，该蚀刻工艺包括各向异性蚀刻法。

9.如权利要求1所述的只读存储器的制造方法，其特征是，于进行该离子植入工艺，以于定义过的该氮化硅堆栈层之间的该基底内形成该掺杂区之后更包括下列步骤：

移除该图案化掩模层；

于该掺杂区表面形成一埋入式漏极氧化层；以及

于该基底上形成一图案化导体层，以作为该氮化硅只读存储器的字符线。

10.如权利要求9所述的只读存储器的制造方法，其特征是，该图案化导体层的材质包括多晶硅。

11.一种只读存储器的制造方法，适于制造具浮置栅极的只读存储器，其特征是，该方法包括：

于一基底上依序形成图案化的一条状介电层与图案化的一条状导体层；

于该基底上依序形成一介电层与一栅极导体层；

于该栅极导体层上形成一图案化掩模层；

以该图案化掩模层为掩模，进行一蚀刻工艺以定义该栅极导体层、该介电层、该条状导体层与该条状介电层以形成一栅极结构；

进行一清洗工艺，以清除该蚀刻工艺所残留于该栅极结构侧壁与该基底表面的微粒；以及

于该栅极结构两侧的该基底中形成一源极/漏极区。

12.如权利要求11所述的只读存储器的制造方法，其特征是，该清洗工艺包括使用氨水过氧化氢混合液以进行清洗。

13.如权利要求11所述的只读存储器的制造方法，其特征是，形成图案化的该条状介电层与图案化的该条状导体层的步骤包括：

于该基底上依序形成一热氧化层与一导体材料层；以及

定义该导体材料层与该热氧化层，以于该基底上形成图案化的该条状介电层与图案化的该条状导体层。

14.如权利要求11所述的只读存储器的制造方法，其特征是，该蚀刻工艺包括各向异性蚀刻法。

15.如权利要求11所述的只读存储器的制造方法，其特征是，于该栅极结构两侧的该基底中形成该源极/漏极区的方法包括以该图案化掩模层为掩模，对该基底进行一离子植入工艺。

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