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經濟部f央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 本發明偽有關一種靜態隨機存取記億《(SRAM)裝置及 其裂造方法，待別針對具有其中之金屬佈線層經由與遇邊 部份内的接觸孔同時形成的單元陣列部份内之接觸孔而被 連接到霄源細線之一種結構的SRAM裝置及其製造方法。 在半導體記慊饉裝置的領域中，依記憧體容量的戡黏 而言，SRAM装置通常被認為是次於動態随機存取記憧醱 (DRAM)装置。然而，由於它的高處理速度與製造上的籣單 性，SRAM記憶體装置己經被赛泛地使用於小型至中型容麗 的裝置中。SRAM記億體箪元主要由兩組正反器霣路組成， 此等正反器電路包括有兩個傳送電晶體、^灌動電晶體u 及兩個負載裝置L也就是說，霣阻或MOS霣晶體）。在此 ,被儲存的倍息是以正反器的输入舆输出端之間的霣壓差 ，也就是節黏累積霣荷，而保存。此電荷經由負載裝置由 霍源線補充。因此，SRAH記億腥裝置不像DRAM装置般需要 恢愎之功能。 SRAM單元可使用空乏型NMOS電晶腥當做該單元的負載 裝置，但由於此法的高電功率消耗，目前己不用此法。取 而代之地，消耗較少電功率並且能容易地被製造，具有高 霣阻的複晶矽已被*泛地使用。然而，由於對記億饅容量 之與日俱增的霈求，複晶矽的高電阻值逐漸降低了負載霄 流與洩漏電流之間的差距，因此降低了記慊體装置的製造 良品率。為了解決此間題，一種採用PMOS薄膜電晶匾（TFT)_ 為負戰装置的CMOS型SRAM單元被採用。 第1画是傅統的SRAM單元的線路匾，顯示一餹採用 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公嫠） I---- n I —1 I 一-----5, 訂 J- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 _B7_ 五、發明説明（2 ) PMOS TFT作為負載霉阻器的完整的CMOS SRAM單元。該CMOS SRAM單元包含有一 NM0S第一傳送霣晶龌·^,其形成於該單 元一側，具有連接至字.組線的閘棰與連接至第一位元線的 汲極；一形成於該單元另一側的NM0S第二傳送電晶黼Τ», 其具有連接到字組線的閘極與連接到第二位元線的汲極； 一NM0S第一驅動電晶體T3,其汲極連接至第一傳送18晶體 的源棰，其源極接地（Vss),並且其閘極連接至第二傅送 霣晶體T*的源極；一 NM0S第二驅動霄晶《Ί\,其汲棰連接 到第二傅送霣晶體Τ8,其源棰接地並且其閛棰連接到第一 傳送霄晶醱^的源極；一PM0S第一TFT Τβ,其汲極連接到 NM0S第一驅動電晶flf Τ3的汲棰，其源極連接到霣源棰（V。。) ,其閘極達接到NM0S第一驅動霣晶體！^的閘極以及NM0S第 二傳送霣晶鼸1^的源極；以及一 PM0S第二TFT Τβ,其汲槿 連接至NM0S第二驅動霣晶體Τ«的汲極，其源極連接至電葱 線，其闊極連接到NM0S第二驅動霣晶體Τ«的閘極以及NM0S 第一傳送轚晶體1\的源極。 在此，為了有低霣流消耗及待命狀態時穩定的資料記 憧能力，酋做PMOS TFT的通道用的複晶矽層通常以薄的厚 度形成。同樣的，電源線V。。在預定的位置被連接到金屬 佈線層，以承載記億匾裝置的電源供應，而且通常由與上 述複晶矽層相同的傳導曆所組成。然而，當如此薄的複晶 矽層被使用時，由於提供固定的霣力至PMOS TFT的通道與 整個記億匾單元的霄源線有一樣薄的厚度，連接《源線以 及金靥佈線層是困難的。也就是說，當電源線經由接觭孔 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 被連接到金屬佈線層時，由於單元陣列部份與遇邊霣路部 份之間的階狀差，被很薄地形成的霣源線不可避免地在接 軀孔形成的遇程中被蝕刻了。逭間題將參考第2A與2B園， 予以較詳细地描述。 第2A園是顯示經由接梅孔連接電源線與金腸佈線層的 傅统方法之配置圔，且第2B画是沿著第2A臞的A-A'線切割 的播截面画。 參看第2A圃，參考數宇1^0¾示形成霣源禅的光軍樣式 ,參考數字12表示形成金羼佈線層的光單搛式，參考數宇 14和14 ^分別表示藉以連接金屬佈線層至霣源線的第 觴孔以及蒱以連接金靨佈線層至基體的第二。 參看第2B圈，參考數字20表示半導醱基體，參考#宇 22和26分別表示第一和第二絶緣層，參考數字24表示在記 億腥裝置的單元陣列部份内形成的霣源線，而參考數字28 和28’分別表示出現在單元陣列部份和週邊電路部份内的 金屬佈線層的蝕刻樣式。 依照以上的結構，由於第一和第二接觴孔14和14’通 常同時地被形成，也躭是說，經由相同的蝕刻程序，由非 S叫-SiSr虐臟 ㈣㈣g + SEfife 刻了，逭是因為在諸接觸孔形成於其上之諸部份間的階狀 差，也就是在單元陣列部份和週邊電路部份之間的階狀差 而造成。因此，當形成金羼佈線層的金屬層被沈積時，金 屬佈線層28與電源線24即被不良地連接。 作為解決上述問題的方法，第一和第二接觸孔可各別 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、tT 經濟部中央揉準局員工消费合作杜印製 A7 B7_ 五、發明説明（4 ) 地被形成。然而，這方法使製造程序棰度地複雜化。 另一種被建議的方法為藉著首先在接觸孔將被形成的 基腥内形成—j；活性靥,霣源線和金屬佈線脣谀此被間接 地連^_5^這方法將參考第3A和3B匾予以描述。 第3A画是顯示經由一 P活性層以連接電葱線和金羼佈 線層的傳統方法之配置圓，第3B圓是沿著第3A圖的B-B’線 切割的播截面匾。在此，相同的元件被以與第2A及2B圈中 相同的參考數字指示，惟在第3A圈中，參考數字16表示形 成P +活性層的光罩樣式以及參考數字15和15’分別表示連 接1^活性層16至霣源線和金靨佈線層的接梅孔，並且在第 38圓中，參考數字21表示一場氣化物層以及參考數字27表 示形成於基鼸表面的「活性層。 依照以上的結構，霣源線和金屬佈線層可經由p|活性 層被連接。然而，為了連接兩傾接觸孔，額外增加的佈設 面積是必須的，因此增加了晶片面積。 為了解決上述問題，本發明之一目的是提供一靜態随 機存取記憶《裝置，其具有一级衝層，可避免當不同的接 , _Ί""丨丨丨_ _ «6孔被同時地形成時，S拄刻深度不同所導致的通度彼JI__ 〇 本發明的另一傾目的是提供一用以製造上述靜態随機 存取記憶體裝置的方法。 為遽成本發明的第一艏目的，一靜態随機存取記億鳢 裝置被提供，其包含有：分割成一單元陣列部份和一遇邊 霣路部份的一半導龌基讎；一第一绝緣層，用以將形成於 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I- In Is ml 1^1 1^1 ^ -- - - - - - - -- - - —>—^1--aJi -i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 基體上的諸裝置绝錄於一薄膜霣晶匾；一傳導靥，形成於 單元陣列部份内的第一绝緣靥上，以供應霄力；一缓衝層 ，形成於單元陣列部份内的傅導層上；一第二绝線層，形 成於單元陣列部份内的缓衝靥上和遇邊電路部份的第一絶 緣層上；一第一金靥佈線樣式，形成於第二绝綠層上，並 且經由穿透第二絶線層與缓衝層而形成的一第一接觸孔連 接至傳導靥，因此暴露出單元陣列部份内的傳導層；以及 一第二金羼佈線樣式，形成於第二絶緣層上並且經由穿透 第二絶緣層與第一絶緣層而形成的第二接觸孔連接至基體 ，因此暴露出週邊電路部份内的半導體基醴。 依照本發明的一較佳實施例，第二絶緣層是雙重層， 包含有一下HTO層與一上BPSG層；而且缓衝層是由例如矽 氮化物的材料所組成，其相對於第一和第二绝錄層的蝕刻 分離性很高，其厚度為500至1000A。 相同地，傅導層以300至500A的厚度形成是較合宜的 〇 為達成本發明的第二值目的，一種製造靜態隨檐存取 記億髏装置的方法被提供，其包含有下列步思：（a)在一 半導基醱上形成一第一绝緣層；（b)在第一絶緣層上形成 一傳導層與一缓衝層；（c)完成該傳導與缓衡層的光軍樣 式；（d)在傳導層舆缓衝履被完成樣式後，在半導鼉基的 整値表面上形成一第二绝緣層；（e)藉由蝕刻該絶緣層， 形成一第一接觸孔以暴露缓衝層，並且藉由独刻第二絶緣 層與第一絶緣層，形成一第二接《孔以条露基體；（f)藉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） —^----^----^-裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 五、發明説明（6 ) A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 箸蝕刻被第一接觸孔所暴露的级衝層，暴露傳導層的一部 份；（g)在傅導層的一部份被暴露後，藉著沈積一傳導性 材料在半導《基體的整値表面上，並且完成被沈積的傳導 性材料之光罩樣式，形成一經由第一接«孔而被連接至傳 導層的第一金靨佈線樣式，並且形成一經由第二接觸孔而 被連接到基體的第二金靨佈線樣式。 依本發明的一較佳實施例，在步»(e)中第一及第二 絶緣層的独刻程序中，該緩衝靥避免了傅導靥被蝕刻。另 一方面，該缓衝層由矽氮化物形成，第一绝绨層由HTO製 造而且第二絶線層由HTO和BPSG所製造。又第一接《孔形 成於箪元陣列部份内而且第二接觸孔形成於遇邊霣路部份 内是較合宜的，而且傅導層被用作為一薄膜電晶鼸的通道 及一電源線是較佳的。 -依本發明，具有不同深度JliSUBL孔·可簏孤成厢不致# ..一★.一 .一，· I IIPIIMI 11 度蝕刻。 本發明的上述目的及優黏，將可由參看附圖所作下列 較佳實施例之詳细説明而更明白，其中： 第1圔是常見的利用PMOS TFT為負載霄阻器的CMOS SRAH單元的線路園； 第2A圈是顯示經由接觸孔以連接霣源線和金靨佈線靥 的傳统方法之配置臞； 第2B臞是沿著第2A團的A-A’線切割的垂直截面圏； 第3A鼸是顯示經由P活性層以連接霣源線和金颶佈線 層的傅统方法之配置圃； 請 先 閱 讀 背 it 之 t 装 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 10 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 _B7__ 五、發明説明（7 ) 第3B圖是沿著第3A_的B-B’線切剌的垂直截面匾； 第4圈是顯示依循本發明的靜態随機存取記馆匾裝置 之結構的横截面；以及 第5A到5E圈是依序顯示用以製造依循本發明之靜態隨 機存取記憶黼裝置之方法的画面。 參看第4團，參考數字50表示一半導體基體，參考數 字52表示供隔绝下層装置與薄膜霣晶饉（TFT)的一第一絶 * v 線層，參考數字54表示用以提供固定《力至單元的一傅導 層，參考數字56表示為了預防傅導層54在接觸孔形成遇程 中被蝕刻而形成的一缓衝層；參考數字58表示一第二绝緣 層，其像用以隔離傳導層54並且将在下靥的結構所導致的 不平坦表ir(小階梯）加以平坦化；而參考數字64舆64’ •«V—..................... ................... 分別表示金屬佈線層的第一和第二光罩樣式，其分別形成 於單元陣列和週邊電路部份，而且經由第一和第二接觸孔 。和}1* (見第50圃），被連接至傳導層54。在此由於在 SRAM裝置中，傳導層54既被當做TFT通道又被酋做電源線 ，它以很薄的厚度被形成。 在此，缓衝層56是由蝕刻分離性風鉢於·塞二班篇 緣層52和58很高的材料所製成，藉以避免傅導靥54在第一 _____.. —« !!>«—、......s-_„ -M . -................... 和第二接觸孔^和^形成的過程中被蝕刻。第一絶緣靥52 V.、. ..........' ----—.......... ........ 由高溫氧化物（ΗΤ0)製造，第二絶緣層58由ΗΤ0與硼磷矽玻 璃（BPSG)製造，而且缓衝層56由蝕刻分離性相對於ΗΤ0與 BPSG層很高的矽氰化物製造是較佳的。 依本發明的結構，由於缓衝層是由蝕刻分離性相對於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼装· *?τ 11 m 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印裂 A7 __B7__ 五、發明説明（8 ) 在接《孔形成過程中被蝕刻的層匾很高的材料所製造，因 此缓衝層就作用如同蝕刻防止層，即使當接腾孔在單元陣 列部份中與遇邊《路部份中同時地被形成，薄的傳導層也 不會被蝕刻。於是細電源線及金屬佈線《可經由第一接》 孔被連接。 第5A至5E匯依序地是依本發明而製造靜態隨機存取記 億腰裝置之方法的表示圖。 第5A圖顯示形成傅導層54與缓衝層56的步班。用以隔 絶較低曆體與薄膜電晶體的第一絶綠層52藉著沈積矽氧化 物，例如HTO,而形成。然後，用以形成TFT通道及電源線 的傳導層54藉由沈積比如複晶矽的傳導性材料在第一绝錁 層52之上而形成。接下來，離子被佈植在傳導層54的通道 區域（未獪示出）以形成TFT通道。而後缓銜層56在傳導 層54之上，以蝕刻分離性相對於HTO與BPSG層很大的一種 绝緣材料形成。在此，缓衝層56的厚度為500至1000A並 且可由矽«化物所形成。 第5BID顯示完成傳導曆54的樣式之步篇。傳導層54被 完成樣式以形成TFT通道舆電源線。在此，缓衝層56同時 地被完成樣式是較合宜的。 第5C圔顯示形成第二绝续層58的步驟。用於隔绝傳導 靥54並且将由在下層的結構造成的不平坦表面平坦化的第 二绝線層58,藉著依序地沈積绝綠材料，例如ΗΤ0與BPSG ，而被形成於傳導層54所完成樣式所生成结構之上。 在此，ΗΤ0是用以避免BPSG的珊和磷被擴散到傅導層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •Λ 12 9 9 經濟部中央樣準局頁工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（9 ) 54的側面。 第5D圖顯示形成第一和第二接觸孔匕和|18的步嫌。光 阻劑被沈積在第二絶緣層58形成之後所生成结構的整e表 面上，並且一光阻劑樣式（未飨示出）利用形成接梅孔的 光罩樣式而形成。第二絶揉層58然後利用光阻劑樣式作為 蝕刻光軍，被選擇性地漉蝕刻至一部份的厚度，而後針對 第二绝緣層5 8的剩餘厚度和週邊電路部份内的第一絶緣 52,執行乾蝕刻。結果，用以暴露記億體的單元陣列部份 内的缓蔺層56的第一接觸孔ht和用以暴露週邊電路部份内 的基«的第二接觸孔{^被同時地形成於基體上。因此，雷 第一和第二接觴孔匕和11»形成時，以蝕刻分離性相對於_ 一和第二絶緣層52和58很大的材料形成的缓衝層56,即避 免了在其下面的傳導層54被蝕刻。 第5E圖顯示了用以形成金臑佈線層的第一和第二樣式 64和64’的步驟。首先，傳導靥54藉由蝕刻暴露在第一接 觸孔内的缓衝層56而被暴霉，而後金屬層藉著沈積一傳 導性材料而被形成於先前生成之給構的整値表面上。其次 ，藉由對沈積的傳導性材料完成樣式，連接到傳導層54的 第一樣式64和連接至基匾50的第二樣式64’邸被形成。 依照上述的本發明中較佳實施例的製造方法，當諸接 觸孔由同時被形成至彼此不同之深度時，因為蝕刻置不同 而導致的過小的蝕刻邊限的問題即可被解決。因此，在記 億鳢匾元區域内用以連接電源線與金屬佈線靥的接»孔， 和在週邊霣路部份内用以連接基體與金靨層的接觸孔，卽 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Μ規格（210X297公嫠） 丨I I I I I —AI I I. I 訂 T— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 A7 B7 五、發明説明（10 ) 可同時地被形成。 本發明不受限於上面所述之特別實施例，並且對於熟 悉此技S者將知本發明可有進一步之修正與改進。 (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 訂. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 元件標號對照 10 ....11源線光罩樣式 27 ....活性層 12 ....金屬佈線層光罩樣式 28 ....箪元陣列部份金屬佈 14 ....第一接觸孔 線層蝕刻樣式 14, ....第二接觭孔 28' ....週邊電路部份金鼷佈 15 ....接嫌孔 線層蝕刻樣式 15, ....接觴孔 50 ....半導腥基體 16 ....P +活性層光罩樣式 52 ....第一絶纗靥 20 ....半導髏基鳢 54 ....傳導層 21 ....場氣化物層 56 ....缓衝靥 22 ....第一絶緣層 58 ....第二絶線層 24 ...»爾源線 64 ....金属佈線層第一樣式 26 ....第二絶綠層 64' ....金屬佈線層第二樣式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 14

Claims (1)

1. 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A8 B8 ____§_ 六、申請專利範圍 1· 一種靜態隨機存取記億《裝置，其包含有： —半導臞基臁，其披分割成一單元陣列部份舆一 週邊霣路部份； 一第一绝緣層，用以將形成於該基齷上的裝置隔 绝於一薄膜霣晶釀； 一傅導層，形成在該單元陣列部份内的該第一絶 錄層上，用以供應電力； 一緩衝層，形成於該單元陣列部份内的該傳導層 上； 一第二绝緣層，形成於該單元陣列部份内的缓衝 層上以及該遇邊霣路部份的該第一绝緣層上； 一第一金靥佈線樣式，形成於該第二絶嫌層上並 且經由穿透該第二绝鐮靥與該缓衝靥而形成的一第一 接觸孔連接到該傳導層，因此暴露該單元陣列部份内 的該傅導暦；以及 一第二金靨佈線櫬式，形成於該第二绝錁靥上並 且經由穿透該第二絶鏟層與該第一绝续層形成的一第 二接觸孔連接到該基龌，因此暴露該週邊霄路部份内 的該半導醱基釀》 2. 如申請專利範圍第1項之靜態隨機存取記嫌臞裝置， 其中該第二絶緣層是一種包括一下方HTO層與一上方 BPSG靥的雙重層。 3. 如申請專利範匾第1項之靜態随機存取記值腰裝置， 其中該缓衝層是由相對於該第一和第二絶緣靥，其蝕 本紙張尺度逋用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本萸) 訂； 15 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 刻分皤性很高的一種材料所形成。 4. 如申誚專利範園第3項之靜態随檐存取記值饑裝置， 其中該缓衝層是由矽氰化物所形成。 5. 如申請專利範園第1項之靜態隨機存取記憧膿裝置， 其中該缓衝靥是以500至1000A的厚度而形成。 6. 如申請專利範園第1項之靜態随機存取記億體裝置， 其中該傳導廢是以300至500 A的厚度而形成。 7. —種用以製造靜態》機存取記億龌装置之方法，其包 含以下步a: (a) 在一半導艟基«上形成一第一绝狳層； (b) 在該第一絶纗靥上形成一傅導靥與一缓衝層； (c) 將該等傳導與缓衝《加以形成樣式； (d) 在該等傅導與缓衝層形成樣式之後，在該半導臁 層基髓的轚餹表面上形成一第二绝緣層； (e) 藉由蝕刻該绝錁靥形成用以暴露該缓衝靥之一第 一接觸孔，並且藉由蝕刻該绝緣層與第一絶綠層 形成用以暴露該基疆之一第二接觸孔； (f) 藉由蝕刻由該第一接觸孔暴S的级衝層，暴露該 傳導層的一部份；以及 U)在該傳導層的一部份被暴露之後，藉由沈積一傳 導性材料於該半導釀基鼸的整值表面上，以及將 該沈稹的傳導性材料形成樣式，形成經由該第一 接觸孔而連接到該傅導靥之一第一金屬佈線樣式 並且形成經由該第二接皤孔連接到該基體之一第 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > Λ4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. 16 A8 B8 C8 D8 七、申請專利範圍 二金羼佈線樣式。 8. 如申請專利範困第7項之製造靜態隨機存取記億《装 置的方法，其中該缓衝層在該步驟（e)内該第一和第 二絶緣層的蝕刻程序中避免該傳導層被蝕刻。 9. 如申請專利範圍第7項之製造靜態随機存取記值讎装 置的方法，其中該缓衢靥是由矽氪化物所形成。 10. 如申讅專利範圍第7項之製造靜態随機存取記德II装 置的方法，其中該第一绝緣層由ΗΤ0製成並且該第二 絶緣靥由ΗΤ0與BPSG製成。 11. 如申請專利範圍第7項之製迪靜態隨機存取記德黼裝 置的方法，其中該第一接«孔被形成於單元陣列部份 内並且該第二接觭孔被形成於週邊《路部份内。 12. 如申請專利範圍第7項之製造靜態随機存取記德體裝 置的方法，其中該傳導層是當做一薄膜鬣晶體的通道 與一電源線。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局Λ工消费合作社印装 本紙張尺度遑用中國國家揉準（CNS > Α4说格（210X297公釐） 17