專利名稱：氮化硅存儲器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種存儲器件及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種氮化硅存儲器件(Nitride ROM，NROM)及其制造方法。
典型的閃存以摻雜的多晶硅制作浮柵與控制柵。在進(jìn)行程序化(Program)時，射入于浮柵的電子會均勻分布于整個多晶硅浮柵極層之中。一旦，多晶硅浮柵極層下方的隧穿氧化層有缺陷存在，則容易造成器件的漏電流，影響器件的可靠度。
目前已發(fā)展出一種氮化硅存儲器的結(jié)構(gòu)。當(dāng)此器件在字符線與埋入式源極/漏極施加電壓進(jìn)行程序化時，信道區(qū)中接近于埋入式源極/漏極區(qū)之處的電子會射入于氮化硅層之中，而且，由于氮化硅材質(zhì)具有捕捉電子的特性，因此，射入于氮化硅層之中的電子并不會均勻分布于整個氮化硅層之中，而是以高斯分布的方式集中于氮化硅層的局部區(qū)域上。由于射入于氮化硅層的電子僅集中于局部的區(qū)域，因此，對于隧穿氧化層其缺陷的敏感度較小，器件漏電流的現(xiàn)象較不易發(fā)生。


圖1A至圖1C所示，其繪示為公知一種氮化硅存儲器的制造流程剖面示意圖。
請參照圖1A，公知氮化硅存儲器件的制造方法首先在一基底100上形成一電荷捕捉層108，其中電荷捕捉層108由一氧化硅層102、一氮化硅層104與一氧化硅106層的所堆棧而成。接著，在電荷捕捉層108上形成一圖案化的光阻層110。之后，以光阻層110為一離子植入罩幕進(jìn)行一離子植入步驟，以在基底100中形成一埋入式源極/漏極112，其作為位線之用。緊接著，利用光阻層110為一蝕刻罩幕以圖案化電荷捕捉層108。
接著，請參照圖1B，在形成圖案化的電荷捕捉層108a之后，將光阻層110移除，而使圖案化的電荷捕捉層108a暴露出來。之后，在埋入式源極/漏極112上方的基底100表面形成一絕緣層114。
最后，請參照圖1C，在形成絕緣層114之后，以垂直于埋入式源極/漏極112的方向，于電荷捕捉層108a與絕緣層114上形成一字符線116。如此，即完成一氮化硅存儲器件的制作。
然而，公知氮化硅存儲器件，其字符線的寬度與形成于字符線底下的電荷捕捉層的寬度幾乎相等。因此，當(dāng)?shù)璐鎯ζ骷诟邷嘏c高電壓的條件下操作時，埋入式源極/漏極與字符線之間將易產(chǎn)生有漏電流的情形。再者，在器件高集成度的要求下，器件的線寬已盡可能得做到最小。因此，在現(xiàn)今微影制作工藝的限制下，要形成小于0.15微米的電荷捕捉層圖案或間距以解決上述漏電流的情形是相當(dāng)困難的。
本發(fā)明的另一目的就是在提供一種氮化硅存儲器件及其制造方法，利用現(xiàn)今微影制作工藝即可形成0.15微米以下的電荷捕捉層圖案或間距，以解決漏電流的情形。
本發(fā)明提出一種氮化硅存儲器件的制造方法，此方法首先在一基底上形成一電荷捕捉層，其中此電荷捕捉層例如是一第一氧化硅、一氮化硅層與一第二氧化硅層所堆棧而成。之后，在電荷捕捉層上形成一圖案化的光阻層，并且以此光阻層為一植入罩幕進(jìn)行一離子植入步驟，以在基底中形成一埋入式源極/漏極，其作為位線之用。接著，以等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法(PECVD)在光阻層的至少側(cè)表面形成不與電荷捕捉層反應(yīng)的一第一襯套層。并且以第一襯套層與光阻層為一蝕刻罩幕，圖案化電荷捕捉層的第二氧化硅層與氮化硅層，而形成一條狀電荷捕捉層。緊接著在將光阻層與第一襯套層移除之后，在埋入式源極/漏極上方的基底表面上形成一絕緣層。并且以垂直于埋入式源極/漏極的方向于條狀電荷捕捉層與絕緣層上形成一字符線。之后再以等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法于字符線的表面形成不與條狀電荷捕捉層反應(yīng)的一第二襯套層。接著以第二高分子層為一蝕刻罩幕圖案化條狀電荷捕捉層，而形成數(shù)個塊狀電荷捕捉層。然后，將第二襯套層移除，即完成一氮化硅存儲器件的制作。
本發(fā)明提出一種氮化硅存儲器件，此器件包括一基底、一塊狀電荷捕捉層、一埋入式源極/漏極、一絕緣層以及一字符線。其中，埋入式源極/漏極配置在基底中。絕緣層配置在埋入式源極/漏極上方的基底表面上。而塊狀電荷捕捉層配置在兩相鄰的埋入式源極/漏極間的基底表面上，其中塊狀電荷捕捉層例如是一第一氧化層、一氮化硅層與一第二氧化硅層所堆棧而成，且塊狀電荷捕捉層覆蓋住部分埋入式源極/漏極。另外，字符線則是以垂直于埋入式源極/漏極的方向，配置在塊狀電荷捕捉層上與絕緣層上。
本發(fā)明的氮化硅存儲器，由于其電荷捕捉層覆蓋住部分埋入式源極/漏極，而且字符線的縱向?qū)挾刃∮陔姾刹蹲綄拥耐驅(qū)挾取Ｒ虼水?dāng)器件于高溫高電壓操作條件下時，可避免字符線與埋入式源極/漏極之間產(chǎn)生漏電流。
本發(fā)明的氮化硅存儲器件的制造方法，由于其利用等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法以在光阻層與柵極結(jié)構(gòu)的表面，形成用來作為蝕刻罩幕的襯套層。因此，可克服現(xiàn)今微影制作工藝的限制，而能輕易的形成0.15微米以下的電荷捕捉層圖案，借以避免漏電流的情形。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明。
圖1A至圖1C為公知一種氮化硅存儲器件的制造流程剖面示意圖；圖2是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的氮化硅存儲器件的上視圖；圖3A至圖3I是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的氮化硅存儲器件的制造流程剖面示意圖，其為圖2中由I-I’與由II-II’的剖面示意圖；圖4是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的氮化硅存儲器件的完整結(jié)構(gòu)的上視圖。標(biāo)號說明100、200基底102、102a、106、106a、202、206、202a、202b、206a、206b氧化硅層104、104a、204、204a、204b氮化硅層108、108a、208、208a、208b電荷捕捉層110、210光阻層112、216埋入式源極/漏極(位線)116、220字符線114、224絕緣層212底部抗反射層214離子植入步驟218、222襯套層請參照圖2與圖3A，圖3A為圖2中由I-I’的剖面示意圖。首先在一基底200上形成一電荷捕捉層208，其中電荷捕捉層例如是一氧化硅層202、一氮化硅層204與一氧化硅層206(ONO)所堆棧而成。接著，在電荷捕捉層208上形成一圖案化的光阻層210。另，于光阻層210的底層還包括形成有一底部抗反射層(BARC)212。
之后，請參照圖2與圖3B，圖3B為圖2中由I-I’的剖面示意圖。在形成光阻層210之后，以光阻層210為一離子植入罩幕進(jìn)行一離子植入步驟214，以在基底200中形成一埋入式源極/漏極216。其作為位線之用。
然后，請參照圖2與圖3C，圖3C為圖2中由I-I’的剖面示意圖。在形成埋入式源極/漏極216之后，于光阻層210與底部抗反射層212的表面形成不與電荷捕捉層208反應(yīng)的一第一襯套層218。
其中，第一襯套層218的材質(zhì)例如是高分子材料。且形成第一襯套層218的方法例如是一等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法(PECVD)。此等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法的一反應(yīng)氣體主成分例如是二氟甲烷(CH2F2)，或者是二氟甲烷(CH2F2)與八氟丁烯(C4F8)的混合氣體，或者是二氟甲烷(CH2F2)與三氟甲烷(CHF3)的混合氣體。另外，進(jìn)行此等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法的一壓力例如是介于1～100mTorr之間。且其功率例如是介于500～2000W之間。再者，進(jìn)行此等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法的一自我偏壓值例如為介于0～-400V之間，且沉積速率例如是介于600～6000埃/分鐘之間。此外，此等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法的反應(yīng)氣體中尚可選擇性的加入氬氣(Ar)、一氧化碳(CO)、氧氣(O2)以及氮?dú)?N2)等等。
接著，請參照圖3D，圖3D為圖2中由I-I’的剖面示意圖。在形成第一襯套層218之后，以第一襯套層218為一蝕刻罩幕，圖案化電荷捕捉層208的氧化硅層206與氮化硅層204，而形成條狀的氧化硅層206a與氮化硅層204a，其為一條狀的電荷捕捉層208a。
之后，請參照圖3E，圖3E為圖2中由I-I’的剖面示意圖。將光阻層214、底部抗反射層212以及第一襯套層218移除，以使條狀電荷捕捉層208a暴露出來。其中，由于光阻層214、底部抗反射層212以及第一襯套層218皆為有機(jī)材質(zhì)，因此移除光阻層214、底部抗反射層212以及第一襯套層218僅需單一去除步驟即可將其移除。緊接著，于埋入式源極/漏極216上方的基底200表面形成一絕緣層224。其中，絕緣層224例如是一場氧化隔離層。
然后，請參照圖3F，圖3F為圖2中由I-I’的剖面示意圖。以垂直于埋入式源極/漏極216的方向，于條狀電荷捕捉層208a與絕緣層224上形成一字符線220。其中字符線220的材質(zhì)例如是多晶硅。
接著，請參照圖3G，圖3G為圖2中由II-II’的剖面示意圖。在形成字符線220之后，于字符線220的表面形成不與條狀電荷捕捉層208a反應(yīng)的一第二襯套層222。其中，第二襯套層222的材質(zhì)例如是高分子材料層。而形成第二襯套層222的方法例如是等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法，而以等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法形成第二襯套層222的詳細(xì)說明與先前形成第一襯套層218的方法相同，在此不再贅述。
之后，請參照圖3H，圖3H為圖2中由II-II’的剖面示意圖。在形成第二襯套層222之后，以第二襯套層222為一蝕刻罩幕，圖案化條狀氧化硅層206a與氮化硅層204a，以形成復(fù)數(shù)個塊狀氧化硅層206b與氮化硅層204b，其為塊狀的電荷捕捉層208b。
接著，請參照圖3I，圖3I為圖2中由II-II’的剖面示意圖。將第二襯套層222移除，以形成一氮化硅存儲器件。
圖4所示，其繪示為依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的氮化硅存儲器件的完整結(jié)構(gòu)上視圖。
請參照圖4，在基底200上形成有復(fù)數(shù)條位線216以及與復(fù)數(shù)條位線216垂直的復(fù)數(shù)條字符線220。其中，于位線216上方的基底表面200配置有一絕緣層(未繪示)，且于兩相鄰位線216之間的字符線220底下，形成有一塊狀電荷捕捉層208b。其中，字符線220的縱向?qū)挾刃∮趬K狀電荷捕捉層208b的同向?qū)挾?。而且，塊狀電荷捕捉層208b覆蓋住部分的位線216。
本發(fā)明的氮化硅存儲器件，由于其字符線220的縱向?qū)挾刃∮趬K狀電荷捕捉層208b的同向?qū)挾?。而且，其塊狀電荷捕捉層208b覆蓋住部分位線216。因此，當(dāng)器件于高溫高電壓的操作條件下時，字符線220與位線216之間便不會產(chǎn)生漏電流的情形。再者，本發(fā)明利用特殊的方法可克服現(xiàn)今微影制作工藝的限制，借此以解決漏電流的情形，意即本發(fā)明利用等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法于光阻層210與字符線220的表面形成作為蝕刻罩幕的襯套層218、222，而形成間距小于0.15微米的塊狀電荷捕捉層208b圖案，以使塊狀電荷捕捉層208b能覆蓋住部分位線216，借此以避免上述漏電流的情形。
綜合以上所述，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的氮化硅存儲器于高溫高電壓操作條件下時，可避免字符線與位線之間產(chǎn)生漏電流。
2、本發(fā)明的氮化硅存儲器件的制造方法，可克服現(xiàn)今微影制作工藝的限制，而能輕易的形成小于0.15微米間距的電荷捕捉層圖案，借此以防止漏電流的情形。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)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(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于包括在一基底上形成一電荷捕捉層；在該電荷捕捉層上形成圖案化的一光阻層；以該光阻層為一離子植入罩幕進(jìn)行一離子植入步驟，以在該基底中形成一埋入式源極/漏極；在該光阻層的至少側(cè)表面形成不與該電荷捕捉層反應(yīng)的一第一襯套層；以該第一襯套層與該光阻層為一蝕刻罩幕圖案化該電荷捕捉層，以形成一條狀電荷捕捉層；移除該第一襯套層與該光阻層；在該埋入式源極/漏極的上方的該基底表面形成一絕緣層；以垂直于該埋入式源極/漏極的方向，在該條狀電荷捕捉層與該絕緣層上形成一字符線；在該字符線的表面形成不與該條狀電荷捕捉層反應(yīng)的一第二襯套層；以該第二襯套層為一蝕刻罩幕圖案化該條狀電荷捕捉層，以形成復(fù)數(shù)個塊狀電荷捕捉層；移除該第二襯套層。
2.權(quán)利要求1所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該第一襯套層與該第二襯套層分別為一高分子材料層。
3.權(quán)利要求1所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該電荷捕捉層包括由一第一氧化硅、一氮化硅層與一第二氧化硅層所堆棧而成。
4.權(quán)利要求3所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中圖案化該電荷捕捉層的該步驟包括僅圖案化該第二氧化硅與該氮化硅層。
5.權(quán)利要求1所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中形成該第一襯套層與該第二襯套層的方法包括一等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法。
6.權(quán)利要求5所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法所使用的一反應(yīng)氣體的主要成分包括二氟甲烷(CH2F2)。
7.權(quán)利要求5所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法所使用的一反應(yīng)氣體的主要成分包括二氟甲烷(CH2F2)與八氟丁烯(C4F8)的混合氣體。
8.權(quán)利要求5所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法所使用的一反應(yīng)氣體的主要成分包括二氟甲烷(CH2F2)與三氟甲烷(CHF3)的混合氣體。
9.權(quán)利要求5所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法所使用的一選擇性添加氣體包括氬氣、一氧化碳、氧氣與氮?dú)狻?br> 10.權(quán)利要求5所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法的一反應(yīng)壓力介于1～100mTorr之間。
11.權(quán)利要求5所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該等離子體化學(xué)氣相沉積法的一功率介于500～2000W之間。
12.權(quán)利要求5所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該等離子體化學(xué)氣相沉積法的一自我偏壓介于0～-400V之間。
13.權(quán)利要求5所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該第一襯套層與該第二襯套層的一沉積速率介于600～6000埃/分鐘之間。
14.權(quán)利要求1所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該光阻層的底部還包括形成有一底部抗反射層。
15.權(quán)利要求1所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該字符線的材質(zhì)包括多晶硅。
16.權(quán)利要求1所述的氮化硅存儲器件的制造方法，其特征在于其中該絕緣層包括一場氧化隔離層。
17.一種氮化硅存儲器件，其特征在于包括一基底；一埋入式源極/漏極，配置在該基底中；一絕緣層，配置在該埋入式源極/漏極上方的該基底上；一塊狀電荷捕捉層，該塊狀電荷捕捉層配置在兩相鄰的該埋入式源極/漏極間的該基底表面上，且該塊狀電荷捕捉層覆蓋住部分該埋入式源極/漏極；一字符線，以垂直于該埋入式源極/漏極的方向，配置在該塊狀電荷捕捉層上與該絕緣層上。
18.權(quán)利要求17所述的氮化硅存儲器件，其特征在于其中該塊狀電荷捕捉層包括一第一氧化硅、一氮化硅層與一第二氧化硅所堆棧而成。
19.權(quán)利要求17所述的氮化硅存儲器件，其特征在于其中還包括一隧穿氧化層，配置在該基底的表面上，且該塊狀電荷捕捉層配置在該隧穿氧化層上。
20.權(quán)利要求19所述的氮化硅存儲器件，其特征在于其中該塊狀電荷捕捉層為一氮化硅層與一氧化硅層。
21.權(quán)利要求17所述的氮化硅存儲器件，其特征在于其中該字符線的縱向?qū)挾刃∮谠搲K狀電荷捕捉層的同向?qū)挾取?br> 全文摘要
一種氮化硅存儲器件及其制造方法，此方法首先在一基底上依序形成一電荷捕捉層以及一光阻層。接著以光阻層為一離子植入罩幕，以在基底中形成一位線。之后在光阻層的至少側(cè)表面形成不與電荷捕捉層反應(yīng)一第一襯套層，并以第一襯套層與光阻層為一蝕刻罩幕圖案化電荷捕捉層，而形成一條狀電荷捕捉層。在將第一襯套層與光阻層移除后，于位線上方的基底表面形成一絕緣層，并且以垂直于位線的方向于條狀電荷捕捉層與絕緣層上形成一字符線。之后于字符線的表面形成不與條狀電荷捕捉層反應(yīng)一第二襯套層。然后以第二襯套層為一蝕刻罩幕圖案化條狀電荷捕捉層，以形成數(shù)個塊狀電荷捕捉層。之后將第二襯套層移除。
文檔編號H01L21/8239GK1464560SQ0212288
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月17日
發(fā)明者鐘嘉麒 申請人:旺宏電子股份有限公司