專利名稱：罩幕式只讀存儲器的結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種只讀存儲器(Read Only Memory，ROM)的結構，且特別是有關于一種罩幕式只讀存儲器(Mask ROM)的結構。
一般罩幕式只讀存儲器的結構將復晶硅字線(Word Line，WL)橫跨于位線(Bit Line，BL)之上，而位于字線下方以及位線之間的區(qū)域則作為存儲單元的信道區(qū)。對部分制作工藝而言，只讀存儲器即以信道中離子植入與否，來儲存二階式位數(shù)據(jù)「0」或「1」。其中，植入離子到指定的信道區(qū)域的制作工藝又稱為編碼布植(CodeImplantation)制作工藝。
在公知的罩幕式只讀存儲器中，每一個存儲單元只能儲存單一個位數(shù)據(jù)，當只讀存儲器所需求的存儲容量愈來愈大時，相對的罩幕式只讀存儲器所需的場效晶體管也大幅增加，因而無法符合組件小型化與增加集成度的要求。而且，在組件小型化發(fā)展的過程中，也會因為制作工藝技術的進步速度而造成很大的限制，使得組件的集成度無法增加。
對于上述的問題，也有提出在一個存儲單元的信道區(qū)兩端個別決定是否進行植入(編碼)，以在一個存儲單元中儲存二位數(shù)據(jù)(1 cell 2bit)的方法，借此以增加組件的集成度。此種1存儲單元2位的儲存方式，其個別的植入濃度必須高于1存儲單元1位的植入濃度，以能夠達到控制存儲單元的目的。
上述1存儲單元2位的罩幕式只讀存儲器在對其中的一個存儲單元A進行控制時，對于存儲單元A必須在柵極施加高電壓，然而在內存中，與存儲單元A鄰接，并未進行控制的存儲單元B的漏極，與存儲單元A的漏極連接于同一條位線上，由于受到編碼區(qū)的高植入濃度影響，在存儲單元B的漏極上也會感應到電流，而造成存儲單元B產生柵極引發(fā)漏極漏電流(Gate Induce Drain Leakage，GIDL)的現(xiàn)象，進而產生組件可靠度(Reliability)的問題。
本發(fā)明的另一目的為提供一種罩幕式只讀存儲器的結構，借此由形成雙擴散源極/漏極(Double Diffused Source/Drain Region)，而能夠降低柵極引發(fā)漏極漏電流現(xiàn)象的發(fā)生。
本發(fā)明的又一目的為提供一種罩幕式只讀存儲器的結構，能夠提高1存儲單元2位的罩幕式只讀存儲器的操作裕度(Operation Window)以及降低第2位效應(Second Bit Effect)。
本發(fā)明提供一種罩幕式只讀存儲器的結構，此結構是由基底、柵極、第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)所組成的雙擴散源極/漏極區(qū)、信道區(qū)、編碼區(qū)、介電層與字線所構成。其中柵極位于基底上。雙擴散源極/漏極區(qū)位于柵極兩側的基底中，且第二摻雜區(qū)位于第一摻雜區(qū)外周的基底中。信道區(qū)位于雙擴散源極/漏極之間。編碼區(qū)位于信道區(qū)兩側接近雙擴散源極/漏極的基底中。介電層位于雙擴散源極/漏極區(qū)之上。字線位于介電層與柵極之上。
其中第二摻雜區(qū)與第一摻雜區(qū)的外周相接，且第一摻雜區(qū)的摻雜濃度高于第二摻雜區(qū)的摻雜濃度。
由上述的罩幕式只讀存儲器的結構，本發(fā)明能夠在每一個存儲單元里創(chuàng)造出兩個位，因此，可以在現(xiàn)有的制作工藝技術之下，達到組件小型化的目的，并提升組件的集成度。
而且，由于本發(fā)明的罩幕式只讀存儲器的結構借此形成雙擴散源極/漏極區(qū)，而能夠使高濃度的編碼植入?yún)^(qū)以雙擴散源極/漏極區(qū)加以緩沖，因此能夠有效的降低柵極引發(fā)漏極漏電流現(xiàn)象的發(fā)生。
并且，由于本發(fā)明的罩幕式只讀存儲器的結構能夠有效的降低柵極引發(fā)漏極漏電流，因此能夠提高1存儲單元2位的罩幕式只讀存儲器的操作裕度以及降低第2位效應。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明。
首先，請參照
圖1A，提供一基底100，在此基底100上依序形成一層柵極介電層102、一層導體層104以及一層頂蓋層106。其中，柵極介電層102的材質包括氧化硅，形成柵極介電層102的方法例如是熱氧化法(Thermal Oxidation)。導體層104的材質包括復晶硅，形成導體層104的方法例如是化學氣相沉積法(Chemical VaporDeposition，CVD)。頂蓋層106的材質包括氮化硅，形成頂蓋層106的方法例如是化學氣相沉積法。
接著，請參照圖1B，利用微影及蝕刻技術，圖案化頂蓋層106、導體層104與柵極介電層102以形成復數(shù)個具有頂蓋層106a的導體條狀物104a與柵極介電層102a。然后，進行一回火制作工藝，使導體條狀物104a的結構較為致密?；鼗鹬谱鞴に嚨臏囟壤缡?00℃至1100℃左右。
之后，進行摻質植入制作工藝108，利用具有頂蓋層106a的導體條狀物104a為罩幕，于導體條狀物104a之間的基底100中形成摻雜區(qū)110，其中摻質植入制作工藝108所使用的摻質例如是N型摻質的砷離子或磷離子，并且摻質為砷離子時的植入能量例如是10～50Kev左右，且植入劑量例如是0.5*1015～2*10151/cm3左右。
接著，請參照圖1C，續(xù)以具有頂蓋層106a的導體條狀物104a為罩幕進行摻質植入制作工藝112，以于導體條狀物104a之間的基底100中形成摻雜區(qū)114，其中摻質植入制作工藝112所使用的摻質例如是N型摻質的砷離子，植入能量例如是20～100Kev左右，且植入劑量為0.5*1015～2*10151/cm3左右，或是N型摻質的磷離子，植入能量例如是10～50Kev左右，且植入劑量為0.5*1015～2*10151/cm3左右。由于在摻質植入制作工藝112所使用的植入能量大于摻質植入制作工藝108，因此摻雜區(qū)114會位于摻雜區(qū)110的下方。
接著進行一快速回火制作工藝(Rapid Thermal Anneal，RTA)，以使摻質均勻分布于基底100中，并使摻雜區(qū)110與摻雜區(qū)114形成一雙擴散源極/漏極區(qū)116，并定義雙擴散源極/漏極區(qū)116之間為信道區(qū)118。
由于本發(fā)明所預定形成的罩幕式只讀存儲器為1存儲單元2位的儲存形式，因此將信道區(qū)118與雙擴散源極/漏極區(qū)116之間的交界處定義為編碼區(qū)120。
接著，請參照圖1D，于具有頂蓋層106a的導體條狀物104a之間填入介電層122，并且此介電層122的表面至少低于頂蓋層106a的表面。其中此介電層122的材質例如是氧化硅，其形成的方法例如是在基底100上覆蓋一層材料層，再進行一回蝕制作工藝，以使材料層的表面至少低于頂蓋層106a的表面以形成此介電層122。
接著，請參照圖1E，移除頂蓋層106a以暴露導體條狀物104a的表面。其中移除頂蓋層106a的方法例如是干式蝕刻法或濕式蝕刻法。然后，于基底100上形成一層導體層124。此導體層124的材質例如是復晶硅。之后，圖案化導體層124并同時圖案化導體條狀物104a以形成字線以與門極。
接著，請參照圖1F，于基底100上形成一層圖案化的光阻層126作為編碼罩幕，此圖案化的光阻層126中具有開口128。然后，對一側的編碼區(qū)120(例如是同為信道區(qū)118右側的編碼區(qū))進行一傾斜角離子植入制作工藝130，以于基底100的編碼區(qū)120中形成編碼摻雜區(qū)132，以將預定的程序代碼編入只讀存儲器中。其中傾斜角離子植入制作工藝130所使用的摻質例如為P型摻質的硼離子，植入能量例如是80～180Kev左右，且植入劑量為0.5*1014～5*10141/cm3左右，傾斜角例如是15度至60度。也可以是P型摻質的BF2離子，植入能量例如是15～50Kev左右，且植入劑量為0.5*1014～5*10141/cm3左右，傾斜角例如是15度至60度。
接著請參照圖1G，移除圖案化光阻層126后，于基底100上形成另一層圖案化的光阻層134作為編碼罩幕，此圖案化的光阻層134中具有開口136。然后，對另一側的編碼區(qū)120(例如是同為信道區(qū)118左側的編碼區(qū))進行一傾斜角離子植入制作工藝138，以于基底100的編碼區(qū)120中植入離子以形成編碼摻雜區(qū)140，以將預定的程序代碼編入只讀存儲器中。傾斜角離子植入制作工藝138所使用的摻質例如為P型摻質的硼離子，植入能量例如是80～180Kev左右，且植入劑量為0.5*1014～5*10141/cm3左右，傾斜角例如是15度至60度。亦可以是P型摻質的BF2離子，植入能量例如是15～50Kev左右，且植入劑量為0.5*1014～5*10141/cm3左右，傾斜角例如是15度至60度。
上述說明為本發(fā)明的罩幕式只讀存儲器的制造方法，接著請繼續(xù)參照圖1G，以說明本發(fā)明的罩幕式只讀存儲器的結構。本發(fā)明的罩幕式只讀存儲器的結構是由基底100、柵極、雙摻雜源極/漏極區(qū)116、信道區(qū)118、編碼區(qū)120、介電層122、字線所構成。其中
基底100為P型的半導體基底，其材質例如是硅。
柵極位于基底100上，其中柵極的材質例如是復晶硅，并且此柵極為圖案化的導體條狀物104a所形成。
雙摻雜源極/漏極區(qū)116由摻雜區(qū)110以及摻雜區(qū)114所形成，并且摻雜區(qū)110以及摻雜區(qū)114例如是植入砷的N型摻雜區(qū)。其中摻雜區(qū)110位于柵極兩側的基底100中。摻雜區(qū)114位于摻雜區(qū)110外周的基底100中，并與摻雜區(qū)110的外周相接，也即是，摻雜區(qū)110以及第二摻雜區(qū)114具有不同的摻雜深度，并且摻雜區(qū)114的摻雜濃度小于摻雜區(qū)110的摻雜濃度。
信道區(qū)118位于雙擴散源極/漏極區(qū)116之間的基底100中。
編碼區(qū)120位于信道區(qū)118兩側與雙擴散源極/漏極116的交界處的基底100中。
介電層122位于雙擴散源極/漏極116之上，其中介電層122的材質例如是氧化硅。
字線位于介電層122與柵極之上，其中字線為圖案化的導體層124所形成。尚且，在柵極與基底100之間更具備一柵極介電層102，其中此柵極介電層102的材質例如是氧化硅，其厚度例如是20至100埃。
接著，請參照圖2，圖2所繪示為在單擴散源極/漏極區(qū)的罩幕式只讀存儲器中，對一個儲存兩位數(shù)據(jù)的存儲單元進行操作的電壓對電流特性圖，其中橫軸為電壓(伏特)，縱軸為電流的對數(shù)值(log I)，并且此存儲單元(未圖標)的一側已進行編碼植入。當由存儲單元中的未離子植入側進行讀取時定義為向前讀取(Forward Reading)，所讀取到為關閉(Off)的狀態(tài)，反之由存儲單元的離子植入側進行讀取時定義為向后讀取(Reverse Reading)，所讀取到為導通(On)的狀態(tài)。
由圖2中可得知，單擴散源極/漏極區(qū)模式的漏極引發(fā)漏電流值介于向前讀取電流值與向后讀取電流值之間，因而可能會發(fā)生將漏極引發(fā)漏電流值誤判為向前讀取電流值，為了避免上述情形，操作電流值要高于漏極引發(fā)漏電流值，然而此也造成了組件操作裕度較低(圖2中的間距W1)的問題。
接著請參照圖3，圖3所繪示為在具有雙擴散源極/漏極區(qū)的罩幕式只讀存儲器中，對一個儲存兩位數(shù)據(jù)的存儲單元進行操作的電壓對電流特性圖，圖中的橫軸與縱軸與圖2相同，并且于圖3中存儲單元的程序化位置與操作也與圖2相同。由圖3中可知，雙擴散源極/漏極區(qū)模式的漏極引發(fā)漏電流值小于向后讀取電流值，因此并不容易發(fā)生誤判的情形，而具有相當高的操作裕度(也即是，圖3中的間距W2約大于圖2中的間距100倍)。尚且，由圖2與圖3的比較，圖3中未植入讀取電流值(亦即是表示1存儲單元1位狀態(tài))與向前讀取電流值的間距S2小于圖2中的間距S1，由此可以得知本發(fā)明具有較小的第2位效應。
綜上所述，由本發(fā)明較佳實施例可知，本發(fā)明具有下述優(yōu)點由上述的罩幕式只讀存儲器的結構，本發(fā)明能夠在每一個存儲單元里創(chuàng)造出兩個位，因此，可以在現(xiàn)有的制作工藝技術之下，達到組件小型化的目的，提升組件的集成度。
而且，由于本發(fā)明的罩幕式只讀存儲器的結構通過形成雙擴散源極/漏極區(qū)，而使得高濃度的編碼植入能夠通過雙擴散源極/漏極區(qū)中濃度較低的外周摻雜區(qū)加以緩沖，因此能夠有效的降低柵極引發(fā)漏極漏電流現(xiàn)象的發(fā)生。
并且，由于本發(fā)明的罩幕式只讀存儲器的結構能夠有效的降低柵極引發(fā)漏極漏電流，因此能夠提高1存儲單元2位的罩幕式只讀存儲器的操作裕度以及降低第2位效應。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定為準。
權利要求
1.一種罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于該結構包括一基底；一柵極，位于該基底上；一雙擴散源極/漏極區(qū)，位于柵極兩側的該基底中，其中該雙擴散源極/漏極區(qū)由位于不同深度，且具有不同摻雜濃度的一第一摻雜區(qū)與一第二摻雜區(qū)所構成；一信道區(qū)，位于該雙擴散源極/漏極區(qū)之間的該基底中；一編碼區(qū)，位于該信道區(qū)兩側與該雙擴散源極/漏極區(qū)交界的該基底中；一介電層，位于該雙擴散源極/漏極區(qū)之上；一字線，位于該介電層與該柵極之上。
2.如權利要求1所述的罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于其中該第二摻雜區(qū)位于該第一摻雜區(qū)外周的該基底中，且該第二摻雜區(qū)與該第一摻雜區(qū)的外周相接。
3.如權利要求1所述的罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于其中該第一摻雜區(qū)的摻雜濃度高于該第二摻雜區(qū)的摻雜濃度。
4.如權利要求1所述的罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于其中該雙擴散源極/漏極區(qū)包括植入砷的N型摻雜區(qū)。
5.如權利要求1所述的罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于其中該雙擴散源極/漏極區(qū)包括植入磷的N型摻雜區(qū)。
6.如權利要求1所述的罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于其中該柵極與該基底之間還包括一柵極介電層。
7.一種罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于該結構包括一基底；一柵極，位于該基底上；一第一摻雜區(qū)，位于該柵極兩側的該基底中；一第二摻雜區(qū)，位于該第一摻雜區(qū)外周的該基底中，其中該第二摻雜區(qū)與該第一摻雜區(qū)的外周相接，且該第二摻雜區(qū)的摻雜濃度小于該第一摻雜區(qū)的摻雜濃度；一信道區(qū)，位于該第一摻雜區(qū)之間的該基底中；一編碼區(qū)，位于該信道區(qū)兩側與該第一摻雜區(qū)的交界處；一介電層，位于該第一摻雜區(qū)之上；一字線，位于該介電層與該柵極之上。
8.如權利要求7所述的罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于其中該第一摻雜區(qū)包括植入砷的N型摻雜區(qū)。
9.如權利要求7所述的罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于其中該第一摻雜區(qū)包括植入磷的N型摻雜區(qū)。
10.如權利要求7所述的罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于其中該第二摻雜區(qū)包括植入砷的N型摻雜區(qū)。
11.如權利要求7所述的罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于其中該第二摻雜區(qū)包括植入磷的N型摻雜區(qū)。
12.如權利要求7所述的罩幕式只讀存儲器的結構，其特征在于其中該柵極與該基底之間還包括一柵極介電層。
全文摘要
一種罩幕式只讀存儲器的結構，此結構由基底、柵極、第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)所組成的雙擴散源極/漏極區(qū)、信道區(qū)、編碼區(qū)、介電層、與字線所構成。其中柵極位于基底上。雙擴散源極/漏極區(qū)位于柵極兩側的基底中，且第二摻雜區(qū)位于第一摻雜區(qū)外周的基底中。信道區(qū)位于雙擴散源極/漏極區(qū)之間的基底中。編碼區(qū)位于信道區(qū)兩側與雙擴散源極/漏極區(qū)交界的基底中。介電層位于雙擴散源極/漏極區(qū)之上。且字線位于介電層與柵極之上。
文檔編號H01L27/112GK1459866SQ0212006
公開日2003年12月3日 申請日期2002年5月21日 優(yōu)先權日2002年5月21日
發(fā)明者范左鴻, 劉慕義, 詹光陽, 葉彥宏, 盧道政 申請人:旺宏電子股份有限公司