專(zhuān)利名稱(chēng)：制作罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，尤指一種罩幕式只讀存儲(chǔ)器(maskROM)的埋藏位元線(xiàn)的制作方法。
為了避免此貫穿現(xiàn)象，習(xí)知方法有以一存儲(chǔ)單元貫穿(cell punchthrough，CPT)離子布植制程，植入離子來(lái)隔離每一個(gè)埋藏位元線(xiàn)，以避免埋藏位元線(xiàn)內(nèi)的不純物質(zhì)向外擴(kuò)散。請(qǐng)參照

圖1至圖2，圖1至圖2為習(xí)知制作罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn)20的方法示意圖。如圖1所示，一半導(dǎo)體基底10內(nèi)包含有一P型井12，首先于半導(dǎo)體基底10上進(jìn)行一熱氧化制程以形成一墊氧化層14，再于半導(dǎo)體基底10上形成一圖案化光阻層16，以定義一埋藏位元線(xiàn)20的圖案，然后進(jìn)行一離子有植制程18，以于未被圖案化光阻層16所覆蓋的P型井12中形成埋藏位元線(xiàn)20。其中，墊氧化層14的厚度約介于125至250埃之間；離子布植制程18所摻雜的雜質(zhì)為砷(arsenic)離子，劑量約介于1.5×1015至3×1015atoms/cm2之間，能量約介于40至80KeV之間。
接著如圖2所示，同樣的以圖案化光阻層16為一罩幕，進(jìn)行一存儲(chǔ)單元貫穿(CPT)離子布植制程22，以于P型井12中的埋藏位元線(xiàn)20周?chē)纬梢还猸h(huán)(halo)區(qū)域24。其中，離子布植制程22所摻雜的雜質(zhì)為硼(boron)離子，劑量約介于1.2×1013至1.5×1013atoms/cm2之間，能量約介于100至140KeV之間。此光環(huán)型離子布植制程22，可以于半導(dǎo)體基底10中形成一寬度較寬的側(cè)向擴(kuò)散區(qū)域24以包圍埋藏位元線(xiàn)20，用來(lái)隔離每一個(gè)埋藏位元線(xiàn)20。
習(xí)知利用CPT離子布植制程22以形成光環(huán)區(qū)域24包圍埋藏位元線(xiàn)20，雖然可以減少埋藏位元線(xiàn)20間的貫穿效應(yīng)，但是當(dāng)半導(dǎo)體元件的小型化趨勢(shì)使得存儲(chǔ)單元的尺寸縮小，位元線(xiàn)間的寬度也會(huì)縮小，造成其片電阻增加，鄰近位元線(xiàn)間的貫穿電壓(punch-through voltage)也會(huì)變得很低，已無(wú)法利用高濃度的離子布植與光環(huán)區(qū)域24來(lái)隔離埋藏位元線(xiàn)20。
因此，目前已有利用側(cè)壁子為罩幕以形成一輕摻雜漏極來(lái)避免貫穿現(xiàn)象的方法。請(qǐng)參照?qǐng)D3至圖4，圖3至圖4為習(xí)知制作罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn)的方法示意圖。如圖3所示，首先于一半導(dǎo)體基底30的P型井32上依序形成一墊氧化層34與一圖案化光阻層36，用以定義一埋藏位元線(xiàn)(未顯示)的圖案，再于半導(dǎo)體基底30上均勻形成一多晶硅層38，并填滿(mǎn)圖案化光阻層36之間。
接著如圖4所示，進(jìn)行一回蝕刻制程，去除部分多晶硅層38，以于圖案化光阻層36的側(cè)壁形成一側(cè)壁子40，然后進(jìn)行一離子布植制程42，植入磷離子，以于未被圖案化光阻層36與側(cè)壁子40覆蓋的P型井32中形成一N+摻雜區(qū)域44，并由于側(cè)壁子40的阻擋，使得側(cè)壁子40下的P型井32中形成一N-摻雜區(qū)域46，而N+摻雜區(qū)域44與N-摻雜區(qū)域46構(gòu)成罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn)。其中，離子布植制程42的劑量約為1×1015atoms/cm2，能量約介于50至100KeV之間。
習(xí)知利用側(cè)壁子為罩幕來(lái)形成N-摻雜區(qū)域的方法，主要是利用埋藏位元線(xiàn)兩端的較低濃度N-摻雜區(qū)域，來(lái)避免埋藏位元線(xiàn)間的離子貫穿現(xiàn)象。但是對(duì)于鄰近位元線(xiàn)間距目漸減小的半導(dǎo)體制程，如何在小通道尺寸的埋藏位元線(xiàn)之間制作寬度適當(dāng)?shù)膫?cè)壁子，仍是一大瓶頸。此外，習(xí)知亦有利用口袋型離子布植制程，以于埋藏位元線(xiàn)周?chē)纬梢豢诖蛽诫s區(qū)域來(lái)避免貫穿現(xiàn)象，但是由于口袋型離子布植需利用大角度離子布植，在光阻層較厚且位元線(xiàn)間距小的情況下，同樣面臨實(shí)施上的困難。
為達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，首先提供一半導(dǎo)體基底，其上涂布有一光阻層，接著圖案化該光阻層，以形成一線(xiàn)寬L的埋藏位元線(xiàn)光阻圖案，并進(jìn)行一第一離子布植制程，以于未被該埋藏位元線(xiàn)光阻圖案所覆蓋的該半導(dǎo)體基底中形成一摻雜區(qū)域，然后進(jìn)行一半導(dǎo)體制程，縮小該埋藏位元線(xiàn)光阻圖案的線(xiàn)寬L至線(xiàn)寬L′，并進(jìn)行一第二離子布植制程，以于未被該縮小的埋藏位元線(xiàn)光阻圖案所覆蓋的該半導(dǎo)體基底中形成一輕摻雜漏極(lightly doped drain，LDD)區(qū)域，其中該輕摻雜漏極區(qū)域與該摻雜區(qū)域構(gòu)成該罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn)，最后去除該埋藏位元線(xiàn)光阻圖案。
本發(fā)明利用該輕摻雜漏極與該摻雜區(qū)域所構(gòu)成的摻雜區(qū)域，來(lái)當(dāng)作罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn)，不但可以有效的降低埋藏位元線(xiàn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，減少熱載子效應(yīng)，其兩側(cè)的輕摻雜漏極更可以提高貫穿電壓以避免埋藏位元線(xiàn)發(fā)生離子貫穿現(xiàn)象，且本發(fā)明方法是先將埋藏位元線(xiàn)的通道臨界尺寸為加寬之后，再縮小為制程所需的尺寸，因此并沒(méi)有元件小型化的限制，適合高積集度的半導(dǎo)體制程或未來(lái)超高密度存儲(chǔ)器的需求。
圖示的符號(hào)說(shuō)明10半導(dǎo)體晶片12P型井14墊氧化層 16圖案化光阻層18離子布植制程 20埋藏位元線(xiàn)22離子布植制程 24光環(huán)區(qū)域30半導(dǎo)體基底32P型井34墊氧化層 36圖案化光阻層38多晶硅層 40側(cè)壁子42離子布植制程 44N+摻雜區(qū)域46N-摻雜區(qū)域 50半導(dǎo)體基體52P型井54墊氧化層56埋藏位元線(xiàn)光阻圖案 58離子布植制程60摻雜區(qū)域 62埋藏位元線(xiàn)光阻圖案64離子布植制程 66輕摻雜漏極68埋藏位元線(xiàn) 70柵氧化層72字元線(xiàn)接著如圖6所示，進(jìn)行一削光阻(descum)制程，先將半導(dǎo)體基底50置于一等離子氣壓艙(未顯示)中，并通入C2F6、氧氣與氦氣當(dāng)作反應(yīng)氣體，進(jìn)行一等離子干蝕刻制程，去除埋藏位元線(xiàn)光阻圖案56二垂直側(cè)邊上的一預(yù)定厚度，以縮小埋藏位元線(xiàn)光阻圖案56的線(xiàn)寬L至線(xiàn)寬L′，并進(jìn)行一離子布植制程64，以于未被縮小的埋藏位元線(xiàn)光阻圖案62所覆蓋的P型井52中形成一輕摻雜漏極(lightly doped drain，LDD)區(qū)域66。其中，該預(yù)定厚度約為0.005至0.05微米，本實(shí)施例中最佳為0.3微米以使得縮小后的埋藏位元線(xiàn)光阻圖案62的線(xiàn)寬L′約為0.25微米。離子布植制程64所摻雜的雜質(zhì)與離子布植制程58所摻雜的雜質(zhì)相同，例如為砷離子，且劑量與能量均較離子布植制程58的劑量與能量低。輕摻雜漏極區(qū)域66與摻雜區(qū)域60構(gòu)成罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn)68。
另外，削光阻制程也可以是一紫外光照射制程，利用一波長(zhǎng)介于360至420奈米(nm)之間，最佳為365奈米，能量介于1400至40000毫焦耳/平方公分(mJ/cm2)的紫外光照射半導(dǎo)體基底50，將埋藏位元線(xiàn)光阻圖案56內(nèi)的光阻溶劑或有機(jī)物質(zhì)揮發(fā)掉，以固化(curing)埋藏位元線(xiàn)光阻圖案56，經(jīng)過(guò)紫外光照射的埋藏位元線(xiàn)光阻圖案56的重量會(huì)減輕約20％，體積約縮小10％。此外，亦可以利用一溫度約介于70至250℃的加熱固化(curing)制程來(lái)加熱半導(dǎo)體基底50，以達(dá)到縮小埋藏位元線(xiàn)光阻圖案56的相同目的。
如圖7所示，去除縮小后埋藏位元線(xiàn)光阻圖案62與墊氧化層54，再于半導(dǎo)體基底50上依序形成一柵氧化層70與一多晶硅層(未顯示)，圖案化該多晶硅層以形成一多晶硅柵極，用來(lái)當(dāng)作mask ROM的字元線(xiàn)70，完成本發(fā)明mask ROM的制作。其中，柵氧化層70的厚度約介于90至150埃之間。
簡(jiǎn)言之，本發(fā)明方法是先于半導(dǎo)體基底50上形成一寬度較制程需求為寬的埋藏位元線(xiàn)光阻圖案56，例如為0.25微米加寬至0.28微米，用來(lái)定義埋藏位元線(xiàn)68通道的臨界尺寸(channel CD)，接著進(jìn)行離子布植制程58以于P型井52中形成摻雜區(qū)域60，然后利用該削光阻制程、該紫外光照射制程，或該熱處理制程，將埋藏位元線(xiàn)光阻圖案56的兩垂直側(cè)邊縮小該預(yù)定寬度，使得圖案化光阻層56的寬度為0.25微米，再進(jìn)行離子布植64以形成輕摻雜漏極區(qū)域66，而摻雜區(qū)域60與輕摻雜漏極區(qū)域66構(gòu)成本發(fā)明的埋藏位元線(xiàn)。
相較于習(xí)知技術(shù)，本發(fā)明的特征在于利用該輕摻雜漏極與該摻雜區(qū)域所構(gòu)成的摻雜區(qū)域，來(lái)當(dāng)作罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn)，不但可以有效的降低埋藏位元線(xiàn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，減少熱載子效應(yīng)，其兩側(cè)的輕摻雜漏極更可以提高貫穿電壓以避免埋藏位元線(xiàn)發(fā)生離子貫穿現(xiàn)象，且本發(fā)明方法是先將埋藏位元線(xiàn)的通道臨界尺寸加寬之后，再縮小為制程所需的尺寸，因此并沒(méi)有元件小型化的限制，適合高積集度的半導(dǎo)體制程。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專(zhuān)利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種制作罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn)的方法，其特征是該方法包含有下列步驟提供一半導(dǎo)體基底，其上涂布有一光阻層；圖案化該光阻層，以形成一線(xiàn)寬L的埋藏位元線(xiàn)光阻圖案；進(jìn)行一第一離子布植制程，以于未被該埋藏位元線(xiàn)光阻圖案所覆蓋的該半導(dǎo)體基底中植入一摻雜區(qū)域；進(jìn)行一半導(dǎo)體制程，縮小該埋藏位元線(xiàn)光阻圖案的線(xiàn)寬L至線(xiàn)寬L′；進(jìn)行一第二離子布植制程，以于未被該縮小的埋藏位元線(xiàn)光阻圖案所覆蓋的該半導(dǎo)體基底中形成一輕摻雜漏極區(qū)域，其中該輕摻雜漏極區(qū)域與該摻雜區(qū)域構(gòu)成該罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn)；以及去除該埋藏位元線(xiàn)光阻圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該半導(dǎo)體制程為一紫外光照射制程。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是該紫外光照射制程利用一360至420nm紫外光。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該半導(dǎo)體制程為一加熱固化制程。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征是該加熱固化制程的制程溫度約為70℃至250℃。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該半導(dǎo)體制程為一削光阻制程。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是該埋藏位元線(xiàn)光阻圖案具有兩垂直側(cè)邊，該削光阻制程包含有下列步驟將該半導(dǎo)體基底置于一等離子氣壓艙中；以及進(jìn)行一干蝕刻制程，以去除該埋藏位元線(xiàn)光阻圖案兩垂直側(cè)邊上的一預(yù)定厚度。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是線(xiàn)寬L與線(xiàn)寬L′之間的差值介于0.005至0.3微米之間。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該第一離子布植制程所摻雜的雜質(zhì)為3A或5A族元素，劑量介于1×1015至1×1016atoms/cm之間，能量約介于50至100KeV之間。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該第二離子布植制程所摻雜的雜質(zhì)與該第一離子布植制程所摻雜的雜質(zhì)相同，且該第二離子布植制程的劑量與能量較該第一離子布植制程的劑量與能量低。
11.一種于一半導(dǎo)體基底上制作一埋藏式位元線(xiàn)的方法，其特征是該方法包含有下列步驟于該半導(dǎo)體基底上形成一圖案化光阻層；進(jìn)行一第一離子布植制程，以于未被該圖案化光阻層所覆蓋的該半導(dǎo)體基底中形成一源極/漏極；進(jìn)行一削光阻制程，使得該圖案化光阻層的寬度縮小一預(yù)定距離；在該削光阻制程之后，進(jìn)行一第二離子布植制程，以于未被該圖案化光阻層所覆蓋的該半導(dǎo)體基底中形成一輕摻雜漏極；以及去除該圖案化光阻層。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征是該削光阻制程包含有下列步驟將該半導(dǎo)體基底置于一等離子氣壓艙中；以及進(jìn)行一干蝕刻制程，以去除該圖案化光阻層兩垂直側(cè)邊上的一預(yù)定厚度。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征是該削光阻制程為一紫外光照射制程。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征是該紫外光照射制程利用一360至420nm紫外光。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征是該削光阻制程為一加熱固化制程。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征是該加熱固化制程的制程溫度為70℃至250℃。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征是該預(yù)定距離介于0.005至0.3微米之間。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征是該第一離子布植制程所摻雜的雜質(zhì)為3A或5A族元素，劑量約介于1×1015至1×1016atoms/cm2之間，能量介于50至100KeV之間。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征是該第二離子布植制程所摻雜的雜質(zhì)與該第一離子布植制程所摻雜的雜質(zhì)相同，且該第二離子布植制程的劑量與能量較該第一離子布植制程的劑量與能量低。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種制作罩幕式只讀存儲(chǔ)器(maskROM)的埋藏位元線(xiàn)的方法；首先在一半導(dǎo)體基底上形成一圖案化光阻層,并于未被該圖案化光阻層所覆蓋的該半導(dǎo)體基底中形成一摻雜區(qū)域,接著進(jìn)行一半導(dǎo)體制程,以縮小該圖案化光阻層,再于未被該縮小的圖案化光阻層所覆蓋的該半導(dǎo)體基底中形成一輕摻雜漏極區(qū)域,其中該輕摻雜漏極區(qū)域與該摻雜區(qū)域構(gòu)成該罩幕式只讀存儲(chǔ)器的埋藏位元線(xiàn),最后去除該縮小的圖案化光阻層；本發(fā)明不但可以有效的降低埋藏位元線(xiàn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,減少熱載子效應(yīng),其兩側(cè)的輕摻雜漏極更可以提高貫穿電壓以避免埋藏位元線(xiàn)發(fā)生離子貫穿現(xiàn)象,且本發(fā)明并沒(méi)有元件小型化的限制,適合高積集度的半導(dǎo)體制程。
文檔編號(hào)H01L21/74GK1423324SQ0214362
公開(kāi)日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2002年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月5日
發(fā)明者吳沂庭 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司