CN1324690C - 氮化硅只读存储器的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种氮化硅只读存储器的制造方法，首先，在提供的基底上依次形成一第一氧化层与一氮化硅层；之后，图案化氮化硅层与第一氧化层，以形成一开口而暴露出部分基底；接着，进行一氧化过程，以在氮化硅层上形成一第二氧化硅层，并同时在开口所暴露的基底上形成一场氧化层；然后，图案化第二氧化层、氮化硅层与第一氧化层，以形成一氧化层-氮化硅层-氧化层的结构。

Description

氮化硅只读存储器的制造方法

技术领域

本发明是有关于一种只读存储器的制造方法，且特别是有关于一种闪存的氧化层-氮化硅层-氧化层结构与场氧化层的制造方法。

背景技术

闪存是一种电抹除式可编程只读存储器(EEPROM)，具有可写入、可抹除、以及断电后仍可保存数据的优点，是个人计算机和电子设备所广泛采用的一种内存组件。此外，闪存是非挥发性内存(Non-Volatile Memory；NVM)的一种，其具有非挥发性内存体积小、存取速度快、耗电量低的优点，且因其资料抹除(Erasing)时采用“一块一块”(Block by Block)抹除的方式，所以还具有操作速度快的优点。

典型的闪存是用掺杂的复晶硅制作浮置栅与控制栅。在进行程序化(Program)时，射入到浮置栅的电子会均匀分布于整个复晶硅浮置栅极层中。一旦复晶硅浮置栅极层下方的隧穿氧化层有缺陷存在，则容易造成元件的漏电，影响元件的可靠度。

目前已发展出一种氮化硅闪存的结构。当此元件在控制栅与源极区施加电压进行程序化时，信道区中接近漏极区的电子会射入到氮化硅层中。而且，由于氮化硅材质具有捕捉电子的特性，因此，射入到氮化硅层的电子并不会均匀分布于整个氮化硅层中，而是以高斯分布的方式集中于氮化硅层的局部区域上。由于射入氮化硅层的电子仅集中于局部的区域，因此，对于隧穿氧化层的缺陷敏感度较小，元件漏电的现象较不易发生。

图1A至图1D所示，是公知的一种氮化硅只读存储器的制造方法流程剖面图。

请参照图1A至图1B，首先，在所提供的基底100上依次形成垫氧化层102与氮化硅层104；之后，图案化垫氧化层102与氮化硅层104，暴露出部分基底100；接着，进行一热氧化过程，在暴露的基底100上形成场氧化层106；然后，去除垫氧化层102与氮化硅层104，只留下场氧化层106。

请参照图1C至图1D，在基底100上依次形成氧化层108与氮化硅层110；之后，进行一湿式氧化过程，以形成氧化层112；接着，图案化氧化层112、氮化硅层110及氧化层108，以形成氧化层108a-氮化硅层110a-氧化层112a结构，即形成氧化层-氮化硅层-氧化层结构(ONO Structure)。之后，可在氧化层-氮化硅层-氧化层结构之间进行离子植入，而形成埋入式位线，并在氧化硅介电层112a上形成复晶硅材质的控制栅极层。然而，公知形成氮化硅只读存储器的制造方法中，必须先形成场氧化层106之后，再形成氧化硅介电层112a，因此，工艺较为耗时、繁琐且成本较高。

发明内容

因此本发明的目的就是在于提供一种闪存的氧化层-氮化硅-氧化层结构与场氧化层的制造方法，以简化工艺。

本发明的另一目的就是利用将氧化硅介电层与场氧化层的工艺结合，以大幅缩减工艺步骤及其成本。

本发明提出一种氮化硅只读存储器的制造方法，首先，在提供的基底上依次形成一第一氧化层与一氮化硅层，以作为该氮化硅只读存储器的电荷储存区；之后，图案化氮化硅层与第一氧化层，以形成一开口，而暴露出部分基底；接着，进行一氧化过程，以在氮化硅层上形成一第二氧化层，并同时在开口所暴露的基底上形成一场氧化层；然后，图案化第二氧化层、氮化硅层与第一氧化层，以形成一氧化层-氮化硅层-氧化层的结构。

本发明利用将氧化硅介电层与场氧化层的工艺结合，可大幅缩减工艺步骤以简化工艺。

本发明利用将氧化硅介电层与场氧化层的工艺结合，可大幅缩减制造成本。

为使本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明：

附图说明

图1A至图1D是公知的一种以氮化硅只读存储器的制造方法流程剖面图：

图2A至图2C是本发明较佳实施例的氮化硅只读存储器的制造方法流程剖面图。

附图标记说明：

100、200：基底

102：垫氧化层

104：氮化硅层

106、206：场氧化层

108、208、112、212：氧化层

110、210：氮化硅层

211：开口

108a、208a：遂穿氧化层

110a、210a：氮化硅层

212a、212a：氧化硅介电层

具体实施方式

图2A至图2C，是本发明较佳实施例的以氮化硅为浮置栅极的只读存储器的制造方法流程剖面图。

请参照图2A，提供一基底200，在基底200上形成氧化层208，形成氧化层208的方法可以是热氧化法，而氧化层208的厚度可以在50埃至100埃。之后，在氧化层208上形成氮化硅层210，氮化硅层210的形成方法可以是化学气相沉积法，而氮化硅层210的厚度可以在120埃至180埃。接着，图案化氮化硅层210以及氧化层208，以形成一开口211而暴露出部分基底200。

接着，请参照图2B，进行一氧化过程，以在氮化硅层210上形成氧化层212，并同时在开口211所暴露的基底200上形成场氧化层206。而此氧化过程可以是湿式氧化法，而此湿式氧化法可以在温度摄氏850度至摄氏1050度下；通入流速为5L/min至30L/min的氧气、流速为2L/min至20L/min的氢气与流速为0L/min至30L/min的氮气；进行80分钟至120分钟。氧化层212与场氧化层206的形成速率比可以是1∶35至1∶45，而氧化层212的厚度可以在75埃至105埃，氮化硅层210的厚度可以在35埃至65埃，而形成闪存的氧化层-氮化硅层-氧化层结构。

由于在氮化硅材质上氧化形成厚度为100埃的氧化层时，硅基底相当于可长出厚度为3500埃至4500埃的氧化层，即在氮化硅与在硅基底进行氧化过程所形成氧化层的速率比为1∶35至1∶45，且以此形成速率比在氮化硅与硅基底分别所形成的氧化层厚度皆符合需求，因此，利用在氮化硅层210上形成氧化层212的同时，可在开口212所暴露的基底200上形成场氧化层206，而大幅简化闪存氧化层-氮化硅层-氧化层结构的工艺并降低成本。

然后，请参照图2C，图案化氧化层212、氮化硅层210以及氧化层208，以形成氧化层208a-氮化硅层2 10a-氧化层212a的结构。之后，在氧化层-氮化硅层-氧化层之间植入离子，以形成埋入式位线，并在氧化硅介电层212a上形成复晶硅材质的控制栅极层，即完成闪存的制作。

综合以上所述，本发明具有下列优点：

1.本发明利用将氧化硅介电层与场氧化层的工艺结合，可大幅缩减工艺步骤已简化工艺

2.本发明利用将氧化硅介电层与场氧化层的工艺结合，可大幅缩减制造成本。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉该项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作少许的更动与润饰，并未脱离本发明的保护范围，而本发明的保护范围应当以权利要求书所限定的为准。

Claims (10)

1.一种氮化硅只读存储器的制造方法，其特征在于：该方法至少包括下列步骤：

提供一基底；

在该基底上形成一第一氧化层；

在该第一氧化层上形成一氮化硅层，以作为该氮化硅只读存储器的电荷储存区；

图案化该氮化硅层与该第一氧化层，以形成一开口，该开口暴露出部分该基底；

在该氮化硅层上形成一第二氧化层，并同时在该开口所暴露的该基底上形成一场氧化层；

图案化该第二氧化层、该氮化硅层与该第一氧化层，以形成一氧化层-氮化硅层-氧化层的结构。

2.根据权利要求1所述的氮化硅只读存储器的制造方法，其特征在于：该第二氧化层与该场氧化层形成的速率比为1∶35至1∶45。

3.根据权利要求1所述的氮化硅只读存储器的制造方法，其特征在于：在该氮化硅层上形成该第二氧化层，并同时在该开口所暴露的该基底上形成该场氧化层的方法包括一氧化过程。

4.根据权利要求3所述的氮化硅只读存储器的制造方法，其特征在于：该氧化过程的方法包括湿式氧化法。

5.根据权利要求4所述的氮化硅只读存储器的制造方法，其特征在于：该湿式氧化法是通入流速为5L/min至30L/min的氧气、流速为2L/min至20L/min的氢气与流速为0L/min至30L/min的氮气。

6.根据权利要求4所述的氮化硅只读存储器的制造方法，其特征在于：该湿式氧化法的温度为摄氏850度至摄氏1050度。

7.根据权利要求4所述的氮化硅只读存储器的制造方法，其特征在于：进行该湿式氧化法的时间为80分钟至120分钟。

8.根据权利要求1所述的氮化硅只读存储器的制造方法，其特征在于：该第二氧化层的厚度为75埃至105埃。

9.根据权利要求1所述的氮化硅只读存储器的制造方法，其特征在于：该第二氧化硅层形成前的该氮化硅层的厚度为120埃至180埃。

10.根据权利要求1所述的氮化硅只读存储器的制造方法，其特征在于：该第一氧化层的厚度为50埃至100埃。

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