專利名稱：掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種只讀存儲(chǔ)器(Read Only Memory，ROM)的制造方法，且特別是涉及一種掩膜式只讀存儲(chǔ)器(Mask ROM)的制造方法。
一般掩膜式只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)是將復(fù)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(chǔ)胞的信道區(qū)。對(duì)部分工藝而言，掩膜式只讀存儲(chǔ)器即以信道中離子注入與否，來儲(chǔ)存二進(jìn)制數(shù)據(jù)「0」或「1」。其中，注入離子到指定的信道區(qū)域的工藝又稱為編碼注入(Coding Implantation)工藝。
在目前提高元件集成度的趨勢(shì)下，會(huì)依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則縮小元件的尺寸，為了適應(yīng)上述因元件縮小所產(chǎn)生的短信道效應(yīng)問題，埋入式位線必須采用淺接面(Shallow junction)或是超淺接面(Ultra shallowjunction)，并輔以口袋離子注入(Pocket Implant)的方法而形成。然而，淺接面或超淺接面的源極/漏極區(qū)固然能改善因元件縮小所產(chǎn)生的短信道效應(yīng)問題，但由于埋入式位線的深度/接面較淺，將會(huì)導(dǎo)致埋入式位線的阻值升高。
因此，本發(fā)明的目的為提供一種掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，能夠避免因元件縮小所產(chǎn)生的短信道效應(yīng)。
本發(fā)明的另一目的為提供一種掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，能夠避免因淺接面的源極/漏極區(qū)所造成的電阻值上升。
本發(fā)明提出一種掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，此方法提供一基底，再于基底上形成摻雜導(dǎo)體層。接著，圖案化此摻雜導(dǎo)體層以形成多個(gè)條狀摻雜導(dǎo)體層，再以熱氧化法于基底與條狀摻雜導(dǎo)體層上形成介電層，并同時(shí)于條狀摻雜導(dǎo)體層下方的基底中形成多個(gè)擴(kuò)散區(qū)。然后，于介電層上形成圖案化的導(dǎo)體層。
如上所述，由于本發(fā)明的源極/漏極區(qū)為經(jīng)由條狀摻雜導(dǎo)體層中的離子擴(kuò)散而于基底所形成的擴(kuò)散區(qū)，因此所形成的源極/漏極區(qū)能夠具備較淺的接面，因而能夠避免因元件縮小所造成的短信道效應(yīng)。
而且，由于本發(fā)明的位線為設(shè)置于基底上方的條狀摻雜導(dǎo)體層所形成的升起式位線，因此具備有足夠的厚度而能夠避免因淺接面所造成的電阻值上升。
尚且，由于柵極介電層(亦即是形成于基底表面部分的介電層)與條狀摻雜導(dǎo)體層上的絕緣層是于同一步驟中一起形成，因此能夠省略一道于條狀摻雜導(dǎo)體層上形成絕緣層的工藝。
圖中符號(hào)說明100基底102摻雜導(dǎo)體層104掩膜層106條狀摻雜導(dǎo)體層
108介電層110擴(kuò)散區(qū)112、128導(dǎo)體層(字線)120、124傾斜角注入工藝122、126口袋離子注入?yún)^(qū)首先，請(qǐng)參照

圖1A，提供一基底100，此基底100例如是半導(dǎo)體硅基底。接著，于基底100上形成摻雜導(dǎo)體層102。其中摻雜導(dǎo)體層102的材質(zhì)例如是摻雜離子的多晶硅，形成此摻雜導(dǎo)體層102的方法例如是以臨場(chǎng)摻雜離子的方式，利用化學(xué)氣相沉積法于基底100上形成一層摻雜多晶硅層。其中所摻雜的離子例如是磷離子，所摻雜的劑量例如是0.5*1019至0.5*10211/cm3左右。摻雜的離子亦可以使用砷離子，所摻雜的劑量例如是0.5*1019至0.5*10211/cm3左右。然后，在此摻雜導(dǎo)體層102上形成圖案化的掩膜層104。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1B，以掩膜層104為掩膜，去除部分的摻雜導(dǎo)體層102至露出基底100表面，再去除掩膜層104，以形成多條互相平行的條狀摻雜導(dǎo)體層106。其中去除摻雜導(dǎo)體層102的方法例如是使用非等向性蝕刻法。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1C，進(jìn)行一熱氧化工藝，以于基底100上與條狀摻雜導(dǎo)體層106上形成一層介電層108，并于進(jìn)行熱氧化工藝的同時(shí)，使條狀摻雜導(dǎo)體層106中所摻雜的離子擴(kuò)散至基底100中，以形成具有較淺接面的擴(kuò)散區(qū)110。其中基底100表面部分的介電層108用以作為柵極介電層，并且位于條狀摻雜導(dǎo)體層106表面部分的介電層108則能夠作為與后續(xù)導(dǎo)體層隔離的絕緣層。而具有較淺接面的擴(kuò)散區(qū)110用以作為掩膜式只讀存儲(chǔ)器的源極/漏極區(qū)，且位于其上方的條狀摻雜導(dǎo)體層106則用以作為升起式位線。
由于掩膜式只讀存儲(chǔ)器的源極/漏極區(qū)為具有較淺接面的擴(kuò)散區(qū)110，因此即使不進(jìn)行口袋離子注入，亦能夠避免因元件縮小所造成的短信道效應(yīng)。并且，由于設(shè)置于基底100上方的條狀摻雜導(dǎo)體層106系作為升起式位線，因此位線能夠具備有足夠的厚度，進(jìn)而能夠避免因淺接面的源極/漏極區(qū)所造成的電阻值上升。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1D，在介電層108上形成圖案化的導(dǎo)體層112以作為字線。其中導(dǎo)體層112的材質(zhì)例如是多晶硅或是多晶硅化金屬，形成此圖案化導(dǎo)體層112的方法，例如是在基底100上形成一層導(dǎo)體材料層(未圖標(biāo))，再經(jīng)由光刻工藝圖案化此導(dǎo)體材料層以形成導(dǎo)體層112。
本發(fā)明經(jīng)上述實(shí)施例所形成的掩膜式只讀存儲(chǔ)器，由于所形成的源極/漏極區(qū)(擴(kuò)散區(qū))具有較淺的接面，因此不需進(jìn)行口袋離子注入即可以防止短信道效應(yīng)的發(fā)生。然而，亦可以于形成擴(kuò)散區(qū)110之后進(jìn)行口袋離子注入工藝，以強(qiáng)化元件防止短信道效應(yīng)的能力。其工藝請(qǐng)參照?qǐng)D2A至圖2C。
首先，請(qǐng)參照?qǐng)D2A，圖2A是接續(xù)圖1C的步驟。對(duì)條狀摻雜導(dǎo)體層106的一側(cè)進(jìn)行一傾斜角離子注入工藝120，以于擴(kuò)散區(qū)110的一側(cè)形成口袋離子注入?yún)^(qū)122，其中于傾斜角離子注入工藝120中所使用的離子，為與擴(kuò)散區(qū)110具有相同摻雜型態(tài)的離子，且離子的注入濃度小于擴(kuò)散區(qū)110的濃度。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2B，對(duì)條狀摻雜導(dǎo)體層106的另一側(cè)進(jìn)行另一傾斜角離子注入工藝124，以于擴(kuò)散區(qū)110的另一側(cè)形成口袋離子注入?yún)^(qū)126，其中于傾斜角離子注入工藝124中所使用的離子，為與擴(kuò)散區(qū)110具有相同摻雜型態(tài)的離子，且離子的注入濃度小于擴(kuò)散區(qū)110的濃度。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2C，在介電層108上形成圖案化的導(dǎo)體層128以作為字線。其中導(dǎo)體層128的材質(zhì)例如是多晶硅或是多晶硅化金屬，形成此圖案化導(dǎo)體層128的方法例如是在基底100上形成一層導(dǎo)體材料層(未圖標(biāo))，再經(jīng)由光刻工藝圖案化此導(dǎo)體材料層以形成導(dǎo)體層128。
在上述較佳實(shí)施例中，介電層108為由熱氧化法所形成的氧化硅層，然而介電層108的材質(zhì)并不限定于此，亦可以采用氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化硅-氮化硅-氧化硅堆棧層、氮化硅-氮化硅-氮化硅堆棧層、氮化硅-氮化硅-氧化硅堆棧層、氧化硅-氧化硅-氮化硅堆棧層等其它的材質(zhì)，以例如是化學(xué)氣相沉積法的方式形成。至于使條狀摻雜導(dǎo)體層106中的離子擴(kuò)散的熱制程，則可以合并于使介電層結(jié)構(gòu)致密化的回火工藝一起進(jìn)行。
綜上所述，由于本發(fā)明的源極/漏極區(qū)為條狀摻雜導(dǎo)體層中的離子擴(kuò)散而于基底所形成的擴(kuò)散區(qū)，因此所形成的源極/漏極區(qū)能夠具備較淺的接面，進(jìn)而能夠避免因元件縮小所造成的短信道效應(yīng)。
而且，由于本發(fā)明的位為設(shè)置于基底上方的條狀摻雜導(dǎo)體層所形成的升起式位線，因此位線能夠具備有足夠的厚度，進(jìn)而能夠避免因淺接面的源極/漏極區(qū)所造成的電阻值上升。
尚且，由于柵極介電層與條狀摻雜導(dǎo)體層上的絕緣層是于同一步驟中一起形成，因此能夠省略一道于條狀摻雜導(dǎo)體層上形成絕緣層的工藝。
此外，亦可以在源極/漏極區(qū)(擴(kuò)散區(qū))的兩側(cè)形成口袋離子注入?yún)^(qū)，更進(jìn)一步的加強(qiáng)元件防止短信道效應(yīng)的能力。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書并結(jié)合說明書及附圖所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，該方法包括提供一基底；于該基底上形成一摻雜導(dǎo)體層；圖案化該摻雜導(dǎo)體層，以形成多個(gè)條狀摻雜導(dǎo)體層；以熱氧化法于該基底與該些條狀摻雜導(dǎo)體層上形成一介電層，并同時(shí)于該些條狀摻雜導(dǎo)體層下方的該基底中形成多個(gè)擴(kuò)散區(qū)；以及于該介電層上形成一圖案化導(dǎo)體層。
2.如權(quán)利要求1所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該摻雜導(dǎo)體層的材質(zhì)包括摻雜一離子的多晶硅。
3.如權(quán)利要求1所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于形成該摻雜導(dǎo)體層的方法包括于化學(xué)氣相沉積工藝中，臨場(chǎng)摻雜一離子以進(jìn)行沉積。
4.如權(quán)利要求3所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所摻雜的該離子包括磷離子。
5.如權(quán)利要求4所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該離子的摻雜劑量為0.5*1019至0.5*10211/cm3左右。
6.如權(quán)利要求3所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所摻雜的該離子包括砷離子。
7.如權(quán)利要求6所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該離子的摻雜劑量為0.5*1019至0.5*10211/cm3左右。
8.如權(quán)利要求1所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于于形成該些擴(kuò)散區(qū)后，還包括進(jìn)行一口袋離子注入工藝。
9.一種掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，該方法包括提供一基底；于該基底上形成一摻雜導(dǎo)體層；圖案化該摻雜導(dǎo)體層，以形成多個(gè)條狀摻雜導(dǎo)體層；于該基底與該些條狀摻雜導(dǎo)體層上形成一介電層；進(jìn)行一回火工藝，以于該些條狀摻雜導(dǎo)體層下方的該基底中形成多個(gè)擴(kuò)散區(qū)；以及于該介電層上形成一圖案化導(dǎo)體層。
10.如權(quán)利要求9所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該摻雜導(dǎo)體層的材質(zhì)包括摻雜一離子的多晶硅。
11.如權(quán)利要求9所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于形成該摻雜導(dǎo)體層的方法包括于化學(xué)氣相沉積工藝中，臨場(chǎng)摻雜一離子以進(jìn)行沉積。
12.如權(quán)利要求11所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所摻雜的該離子包括磷離子。
13.如權(quán)利要求12所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該離子的摻雜劑量為0.5*1019至0.5*10211/cm3左右。
14.如權(quán)利要求11所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所摻雜的該離子包括砷離子。
15.如權(quán)利要求14所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該離子的摻雜劑量為0.5*1019至0.5*10211/cm3左右。
16.如權(quán)利要求9所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該介電層的材質(zhì)包括選自氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化硅-氮化硅-氧化硅堆棧層、氮化硅-氮化硅-氮化硅堆棧層、氮化硅-氮化硅-氧化硅堆棧層、氧化硅-氧化硅-氮化硅堆棧層所組的族群其中之一。
17.如權(quán)利要求9所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于形成該介電層的方法包括化學(xué)氣相沉積法。
18.如權(quán)利要求9所述的掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于于形成該些擴(kuò)散區(qū)后，還包括進(jìn)行一口袋離子注入工藝。
全文摘要
一種掩膜式只讀存儲(chǔ)器的制造方法，此方法提供一基底，再于基底上形成摻雜導(dǎo)體層。接著，圖案化此摻雜導(dǎo)體層以形成多個(gè)條狀摻雜導(dǎo)體層，再以熱氧化法于基底與條狀摻雜導(dǎo)體層上形成介電層，并同時(shí)于條狀摻雜導(dǎo)體層下方的基底中形成多個(gè)擴(kuò)散區(qū)。然后，于介電層上形成圖案化的導(dǎo)體層。
文檔編號(hào)H01L21/70GK1464548SQ0212323
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月13日
發(fā)明者范左鴻, 葉彥宏, 詹光陽, 劉慕義 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司