專利名稱：快閃存儲胞及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種非揮發(fā)性存儲體(Non-Volatile Memory，NVM)元件，且特別是有關(guān)于一種快閃存儲胞及其制造方法。
背景技術(shù)：
快閃存儲體元件由于具有可多次進行資料的存入、讀取、抹除等動作，且存入的資料在斷電后也不會消失的優(yōu)點，所以已成為個人電腦和電子設(shè)備所廣泛采用的一種非揮發(fā)性存儲體元件。
典型的快閃存儲體元件是以摻雜的多晶硅制作浮置閘極(Floating Gate)與控制閘極(Control Gate)。而且，控制閘極是直接設(shè)置在浮置閘極上，浮置閘極與控制閘極之間以介電層相隔，浮置閘極與基底間以穿隧氧化層(Tunnel Oxide)相隔，而形成所謂堆疊閘極快閃存儲胞。
請參照圖1所繪示的公知堆疊閘極式快閃存儲胞(Stack Gate FlashMemory Cell)的結(jié)構(gòu)示意圖(美國專利US6214668)。公知的快閃存儲體是由p型基底100、深n型井區(qū)102、p型口袋摻雜區(qū)104、堆疊閘極結(jié)構(gòu)106、源極區(qū)108、汲極區(qū)110、間隙壁112、內(nèi)層介電層114、接觸窗116與導(dǎo)線118(位元線)所構(gòu)成。堆疊閘極結(jié)構(gòu)106是由穿隧氧化層120、浮置閘極122、閘間介電層124、控制閘極126與頂蓋層128所構(gòu)成。深n型井區(qū)102位于p型基底100中。堆疊閘極結(jié)構(gòu)106位于p型基底100上。源極區(qū)108與汲極區(qū)110位于堆疊閘極結(jié)構(gòu)106兩側(cè)的p型基底100中。間隙壁112是位于堆疊閘極結(jié)構(gòu)106的側(cè)壁上。p型口袋摻雜區(qū)104位于深n型井區(qū)102中，且從汲極區(qū)110延伸至堆疊閘極結(jié)構(gòu)106下方。內(nèi)層介電層114位于p型基底100上。接觸窗116穿過內(nèi)層介電層114與p型基底100使汲極區(qū)110與p型口袋摻雜區(qū)104短路連接在一起。導(dǎo)線118位于內(nèi)層介電層114上，并與接觸窗116電性連接。
在上述圖1所示的快閃存儲胞中，導(dǎo)線118(位元線)經(jīng)由接觸窗116連接導(dǎo)電型態(tài)不同汲極區(qū)110與p型口袋摻雜區(qū)104。由于接觸窗116與汲極區(qū)110、p型口袋摻雜區(qū)104的接觸不好，因此在操作此存儲胞時(特別是在對存儲胞進行讀取操作時)會造成汲極區(qū)110與p型口袋摻雜區(qū)104的電阻值變大或不穩(wěn)定，造成元件操作速度變慢，而影響元件效能。
此外，在形成接觸窗116時，需要蝕刻內(nèi)層介電層114與p型基底100，以形成貫穿內(nèi)層介電層114與汲極區(qū)110的接觸窗開口。由于，此接觸窗開口的高寬比很大，且需要蝕刻兩種不同材質(zhì)(氧化硅與硅)，因此要控制接觸窗開口的深度是很困難的，而增加了制作過程的困難度。而且，在后段制作過程中，因為存儲胞區(qū)的接觸窗與周邊電路區(qū)的接觸窗必須要分開形成，所以也會增加后段制作過程的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種快閃存儲胞及其制造方法，可以降低位元線與汲極區(qū)、p型口袋摻雜區(qū)的接觸電阻值，而能夠提升快閃存儲體元件效能。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種快閃存儲胞及其制造方法，可以增加制作過程裕度，并減少制作過程步驟、制作過程成本及時間。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種快閃存儲胞，此存儲胞是由第一導(dǎo)電型基底、設(shè)置于第一導(dǎo)電型基底中的第二導(dǎo)電型井區(qū)、設(shè)置于第一導(dǎo)電型基底上的堆疊閘極結(jié)構(gòu)，此堆疊閘極結(jié)構(gòu)由第一導(dǎo)電型基底起依序為穿隧氧化層、浮置閘極、閘間介電層、控制閘極與頂蓋層、分別設(shè)置于堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一導(dǎo)電型基底中的源極區(qū)與汲極區(qū)、設(shè)置于第二導(dǎo)電型井區(qū)中，且從汲極區(qū)延伸至堆疊閘極結(jié)構(gòu)下方并與源極區(qū)相鄰的第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)、貫穿汲極區(qū)與第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)的接面的接觸窗與設(shè)置于接觸窗與汲極區(qū)、第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)之間的金屬硅化物層所構(gòu)成。
所述的快閃存儲胞，其中該第一導(dǎo)電型基底包括p型基底。
所述的快閃存儲胞，其中該第二導(dǎo)電型第一井區(qū)包括深n型井區(qū)。
所述的快閃存儲胞，其中該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)包括p型口袋摻雜區(qū)。
所述的快閃存儲胞，其中包括一第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)，設(shè)置于該接觸窗底部。
所述的快閃存儲胞，其中該源極區(qū)與該汲極區(qū)是摻雜n型離子。
所述的快閃存儲胞，其中該汲極區(qū)與該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)是以一電性短路連接一起。
本發(fā)明將第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)與汲極區(qū)短路連接在一起，就可便于快閃存儲胞的讀取操作，而且在接觸窗與第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)、汲極區(qū)之間設(shè)置有金屬硅化物層，可以降低接觸窗與第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)、汲極區(qū)之間的電阻值，因此可以提升讀取速率，并提升元件效能。
本發(fā)明提供一種快閃存儲胞的制造方法，此方法是先提供第一導(dǎo)電型基底，并于此基底中形成第二導(dǎo)電型第一井區(qū)與于基底上形成堆疊閘極結(jié)構(gòu)。其中，堆疊閘極結(jié)構(gòu)由基底起依序為穿隧氧化層、浮置閘極、閘間介電層、控制閘極與頂蓋層。然后，于預(yù)定形成汲極區(qū)的基底中形成第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)，且第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)延伸至堆疊閘極結(jié)構(gòu)下方并與預(yù)定形成源極區(qū)的基底相鄰。接著，于堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底中形成源極區(qū)與汲極區(qū)，并于堆疊閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成間隙壁。于基底中形成至少貫穿汲極區(qū)與第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)的接面的開口后，于開口上形成金屬硅化物層并于汲極區(qū)上形成電性連接金屬硅化物層的接觸窗。
本發(fā)明在形成第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)時，是先以圖案化光阻層覆蓋住預(yù)定形成源極區(qū)的區(qū)域，然后利用傾斜角離子植入法，以0度至180度的傾斜角，從預(yù)定形成汲極區(qū)的區(qū)域植入n型摻質(zhì)，而形成延伸至堆疊閘極結(jié)構(gòu)下方并與源極區(qū)相鄰的第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)。而且，在形成貫穿汲極區(qū)與第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)開口時，是利用頂蓋層與間隙壁作為對準罩幕。然后于開口形成后，進行自行對準金屬硅化物制作過程，以于開口所暴露的基底形成金屬硅化物層。由于第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)與汲極區(qū)短路連接在一起，就可便于快閃存儲胞的讀取操作，而且金屬硅化物層可以降低接觸窗與第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)、汲極區(qū)之間的電阻值，因此可以提升讀取速率，并提升元件效能。
所述的快閃存儲胞的制造方法，其中于該基底中形成該開口的步驟包括；于該基底上形成一第二圖案化光阻層，該第二圖案化光阻層暴露該汲極區(qū)的該基底；以該第二圖案化光阻層與具有該間隙壁的該堆疊閘極結(jié)構(gòu)為罩幕，蝕刻該汲極區(qū)的該基底直到貫穿該汲極區(qū)與該第一導(dǎo)電型第二井區(qū)的接面；移除該第二圖案化光阻層。
所述的快閃存儲胞的制造方法，其中于該開口上形成該金屬硅化物層的方法包括自行對準金屬硅化物制作過程。
所述的快閃存儲胞的制造方法，其中于該汲極區(qū)上形成該接觸窗的步驟包括于該基底上形成一內(nèi)層介電層；于該內(nèi)層介電層中形成至少暴露該金屬硅化物層的一接觸窗開口；于該接觸窗開口填入導(dǎo)體材料以形成該接觸窗。
所述的快閃存儲胞的制造方法，其中于該基底中形成該開口的步驟之后與于該開口上形成該金屬硅化物層的步驟的前更包括于該開口底部形成一第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)。
由于在形成接觸窗時，只需要蝕刻內(nèi)層介電層形成接觸窗開口，并不需要蝕刻兩種不同材質(zhì)(氧化硅與硅)，因此要控制接觸窗開口的深度較為容易。而且，在后段制作過程中，因為存儲胞區(qū)的接觸窗與周邊電路區(qū)的接觸窗可以同時形成，所以也可以簡化后段制作過程。
本發(fā)明另外提供一種快閃存儲胞的制造方法，此方法是先提供第一導(dǎo)電型基底，于基底中形成第二導(dǎo)電型第一井區(qū)與于基底上形成一對堆疊閘極結(jié)構(gòu)，此對堆疊閘極結(jié)構(gòu)分別由基底起依序為穿隧氧化層、浮置閘極、閘間介電層、控制閘極與頂蓋層。于此對堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)預(yù)定形成汲極區(qū)的基底中形成第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)，且第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)延伸至此對堆疊閘極結(jié)構(gòu)下方并與預(yù)定形成源極區(qū)的基底相鄰。于此對堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底中形成源極區(qū)與汲極區(qū)后，于此對堆疊閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成間隙壁，其中源極區(qū)上方之間隙壁彼此相連。然后，以具有間隙壁的此對堆疊閘極結(jié)構(gòu)為罩幕，蝕刻汲極區(qū)的基底以形成貫穿汲極區(qū)與第一導(dǎo)電型第二井區(qū)的接面的開口。于開口底部形成第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)后，于開口上形成金屬硅化物層并于汲極區(qū)上電性連接金屬硅化物層的接觸窗。接著，于基底上形成內(nèi)層介電層，并于內(nèi)層介電層內(nèi)形成與接觸窗電性接觸的一插塞后，于內(nèi)層介電層上形成與插塞電性連接的導(dǎo)線。
所述的快閃存儲胞的制造方法，其中于于該對堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)預(yù)定形成該汲極區(qū)的該基底中形成該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)的步驟包括于該基底上形成一第一圖案化光阻層，該第一圖案化光阻層暴露預(yù)定形成該汲極區(qū)的該基底；進行一第一口袋植入步驟，于預(yù)定形成該汲極區(qū)的該基底中形成該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)；以及移除該第一圖案化光阻層。
所述的快閃存儲胞的制造方法，其中該第一口袋植入步驟包括一傾斜角離子植入法。
所述的快閃存儲胞的制造方法，其中該第一口袋植入步驟的傾斜角度為0度至180度。
所述的快閃存儲胞的制造方法，其中于該開口上形成該金屬硅化物層的方法包括自行對準金屬硅化物制作過程。
本發(fā)明使一對疊閘極結(jié)構(gòu)之間的距離縮小(亦即源極區(qū)的寬度較小)，使得形成于堆疊閘極結(jié)構(gòu)的源極區(qū)側(cè)之間隙壁相連而覆蓋住源極區(qū)，則在后續(xù)的制作過程中就可以直接利用具有間隙壁的堆疊閘極結(jié)構(gòu)作為自行對準罩幕，形成貫穿汲極區(qū)與第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)開口。因此可以簡化制作過程。而且，第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)與汲極區(qū)短路連接在一起，就可便于快閃存儲胞的讀取操作。此外，金屬硅化物層可以降低接觸窗與第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)、汲極區(qū)之間的電阻值，因此可以提升讀取速率，并提升元件效能。


圖1所繪示為公知一種快閃存儲胞的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖2所繪示為本發(fā)明的快閃存儲胞的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖3(A)至圖3(H)所繪示為本發(fā)明的快閃存儲胞的制造流程剖面圖。
具體實施例方式
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明。
圖2所繪示為本發(fā)明的快閃存儲胞的結(jié)構(gòu)剖面圖。
請參照圖2，本發(fā)明的快閃存儲體是由p型基底200、深n型井區(qū)202、p型口袋摻雜區(qū)204、堆疊閘極結(jié)構(gòu)206、源極區(qū)208、汲極區(qū)210、間隙壁212、內(nèi)層介電層214、接觸窗216、導(dǎo)線218(位元線)、金屬硅化物層230與摻雜區(qū)232所構(gòu)成。堆疊閘極結(jié)構(gòu)206是由穿隧氧化層220、浮置閘極222、閘間介電層224、控制閘極226與閘極頂蓋層228所構(gòu)成。
深n型井區(qū)202位于p型基底200中。堆疊閘極結(jié)構(gòu)206位于p型基底200上。源極區(qū)208與汲極區(qū)210位于堆疊閘極結(jié)構(gòu)206兩側(cè)的p型基底200中。p型口袋摻雜區(qū)204位于深n型井區(qū)202中，且從汲極區(qū)210側(cè)延伸至堆疊閘極結(jié)構(gòu)206下方而靠近源極區(qū)208側(cè)。
內(nèi)層介電層214位于p型基底200上。接觸窗216穿過內(nèi)層介電層214與p型基底200，而使汲極區(qū)210與p型口袋摻雜區(qū)204短路連接在一起。導(dǎo)線218位于內(nèi)層介電層214上，并與接觸窗216電性連接。金屬硅化物層230設(shè)置于接觸窗216與汲極區(qū)210、p型口袋摻雜區(qū)204之間。p型摻雜區(qū)232設(shè)置于接觸窗216底部，且藉由金屬硅化物層230與接觸窗216電性連接。而且，在源極區(qū)208上也可以設(shè)置有金屬硅化物層234。
本發(fā)明將p型口袋摻雜區(qū)204與汲極區(qū)210短路連接在一起，就可便于快閃存儲胞的讀取操作，而且在接觸窗216與p型口袋摻雜區(qū)204、汲極區(qū)210之間設(shè)置有金屬硅化物層230，可以降低接觸窗216與p型口袋摻雜區(qū)204、汲極區(qū)210之間的電阻值，因此可以提升讀取速率，并提升元件效能。
接著，說明本發(fā)明的快閃存儲胞的制造方法。圖3(A)至圖3(H)所示為根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的一種快閃存儲體的制造剖面圖。在此是以雙反或閘式(BiNOR)型陣列快閃存儲體為例。
首先請參照圖3(A)，提供一p型基底300，此p型基底300已形成元件隔離結(jié)構(gòu)(未圖示)，此元件隔離結(jié)構(gòu)成條狀的布局，并用以定義出主動區(qū)。形成元件隔離結(jié)構(gòu)例如是區(qū)域氧化法(Local Oxidation，LOCOS)或淺溝渠隔離法(Shallow Trench Isolation，STI)。接著，在p型基底300中形成深n型井區(qū)302。之后，于p型基底300表面形成一層氧化層304，做為穿隧氧化層的用，氧化層304的形成方法例如是熱氧化法，其厚度例如是90埃至100埃左右。接著，于氧化層304上形成一層導(dǎo)體層(未圖示)，其材質(zhì)例如是摻雜的多晶硅，此導(dǎo)體層的形成方法例如是利用化學(xué)氣相沈積法形成一層未摻雜多晶硅層后，進行離子植入步驟以形成的，且此導(dǎo)體層的厚度例如是800埃左右。然后將此導(dǎo)體層圖案化，而形成條狀的導(dǎo)體層306，此導(dǎo)體層306是位于主動區(qū)上方。
接著，請參照圖3(B)。依序于基底300上形成一層閘間介電層308、一層導(dǎo)體層310與一層頂蓋層312。閘間介電層308的材質(zhì)例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅等，且其厚度例如是60埃/70埃/60埃左右，閘間介電層308的形成方法例如是低壓化學(xué)氣相沈積法。當(dāng)然，此閘間介電層308的材質(zhì)也可以是氧化硅層、氧化硅/氮化硅層等。導(dǎo)體層310的材質(zhì)例如是摻雜的多晶硅，且其厚度例如是2000埃左右，導(dǎo)體層310的形成方法例如是以臨場(In-Situ)摻雜離子的方式，利用化學(xué)氣相沈積法以形成的。當(dāng)然導(dǎo)體層310的材質(zhì)也可以例如是多晶硅化金屬(Polycide)，多晶硅化金屬的形成步驟包括先形成一層多晶硅層后，在于此多晶硅層上形成一層金屬硅化物層。而金屬硅化物層的材質(zhì)例如是硅化鎳、硅化鎢、硅化鈷、硅化鈦、硅化鉑、硅化鈀等。頂蓋層312的材質(zhì)包括蝕刻選擇性與后續(xù)形成的內(nèi)層介電層具有不同蝕刻選擇性者，其例如是氮化硅、其厚度例如是1500埃左右，頂蓋層312的形成方法例如是化學(xué)氣相沈積法。
接著，請參照圖3(C)，利用罩幕(未圖示)將此頂蓋層312、導(dǎo)體層310圖案化，用以定義出頂蓋層312a與做為控制閘極的用的導(dǎo)體層310a，在定義導(dǎo)體層310a的同時，繼續(xù)以相同的罩幕定義閘間介電層308、導(dǎo)體層306與氧化層304，使其分別形成閘間介電層308a和導(dǎo)體層306a與氧化層304a，其中導(dǎo)體層306a是做為浮置閘極的用。亦即，快閃存儲胞的堆疊閘極結(jié)構(gòu)314是由圖示的頂蓋層312a、導(dǎo)體層(控制閘極)310a、閘間介電層308a、導(dǎo)體層(浮置閘極)306a與氧化層304a(穿隧氧化層)的堆疊結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。
接著請參照圖3(D)，于整個基底300上形成一層圖案化光阻層316，此圖案化光阻層316暴露預(yù)定形成汲極區(qū)的區(qū)域。然后，進行一口袋(Pocket)離子植入步驟，以堆疊閘極結(jié)構(gòu)314與圖案化光阻層316為罩幕，于堆疊閘極結(jié)構(gòu)314一側(cè)靠近汲極區(qū)的基底300中的深n型井區(qū)106植入摻質(zhì)，以形成p型口袋摻雜區(qū)318。植入摻質(zhì)的方法包括傾斜角離子植入法，例如是以0度至180度的傾斜角植入摻質(zhì)。因此，p型口袋摻雜區(qū)318從預(yù)定形成汲極區(qū)的區(qū)域延伸至堆疊閘極結(jié)構(gòu)314的下方，并與預(yù)定形成源極區(qū)的區(qū)域相鄰。
接著請參照圖3(E)，移除圖案化光阻層316后，進行一熱制作過程，此熱制作過程例如是在900℃左右的溫度下，于含氧氣的環(huán)境中進行摻質(zhì)的驅(qū)入(Drive-in)。接著，以堆疊閘極結(jié)構(gòu)314為罩幕，進行一離子植入制作過程，于堆疊閘極結(jié)構(gòu)314兩側(cè)的基底300中植入摻質(zhì)，以形成汲極區(qū)320與源極區(qū)322。植入的摻質(zhì)例如是n型離子。之后，于堆疊閘極結(jié)構(gòu)314的側(cè)壁形成間隙壁324，間隙壁324的形成步驟例如是先形成一層絕緣層(未圖示)，此絕緣層的材質(zhì)包括蝕刻選擇性與后續(xù)形成的內(nèi)層介電層具有不同蝕刻選擇性者，其例如是氮化硅，然后利用非等向性蝕刻法移除部分絕緣層已于堆疊閘極結(jié)構(gòu)314的側(cè)壁形成間隙壁324。當(dāng)然，間隙壁324也可以具有雙層結(jié)構(gòu)，舉例來說在氮化硅層與堆疊閘極結(jié)構(gòu)314之間設(shè)置一層介電常數(shù)較氮化硅低的材料層(如氧化硅、低介電常數(shù)材料)。具有雙層結(jié)構(gòu)之間隙壁324的形成方法例如是先形成厚度較薄的一層材料層(如氧化硅、低介電常數(shù)材料)后，再形成厚度較厚的一層絕緣層(如氮化硅)，然后利用非等向性蝕刻法移除部分材料層與絕緣層以形成的。此外，若兩堆疊閘極結(jié)構(gòu)314之間的距離較小(亦即源極區(qū)322的寬度較小)，使得堆疊閘極結(jié)構(gòu)314在源極區(qū)322側(cè)之間隙壁324相連而覆蓋住源極區(qū)322，則在后續(xù)的制作過程中就可以直接利用具有間隙壁324的堆疊閘極結(jié)構(gòu)314作為自行對準罩幕。
接著請參照圖3(F)，于整個基底300上形成一層圖案化光阻層326，此圖案化光阻層326暴露出汲極區(qū)320。然后，進行一蝕刻步驟，以圖案化光阻層326與具有間隙壁324的堆疊閘極結(jié)構(gòu)314為罩幕，蝕刻基底300以形成開口328，開口328的底部至少要低于汲極區(qū)320與p型口袋摻雜區(qū)318的接面。由于部分汲極區(qū)320被移除了，因此只留下位于間隙壁324下方的汲極區(qū)320a。而且，后續(xù)形成的接觸窗會貫穿汲極區(qū)320a與p型口袋摻雜區(qū)318間的接面使兩者電性短路連接在一起。接著，以圖案化光阻層326與具有間隙壁324的堆疊閘極結(jié)構(gòu)314為罩幕，進行一離子植入制作過程，于開口328的底部的基底300中植入摻質(zhì)，以形成p型摻雜區(qū)。植入的摻質(zhì)例如是二氟化硼(BF2)離子。
接著請參照圖3(G)，移除圖案化光阻層326后，于開口328所裸露的基底300上形成金屬硅化物層332。金屬硅化物層332的材質(zhì)例如是硅化鎳、硅化鎢、硅化鈷、硅化鈦、硅化鉑、硅化鈀。金屬硅化物層332的形成方法例如是自行對準金屬硅化物制作過程，其步驟例如是先于基底300上以物理氣相沈積法(Physical Vapor Deposition，PVD)或濺鍍法(Sputtering)形成一層金屬層(如鎳、鎢、鈷、鈦、鉑、鈀等)，接著進行熱制作過程，使金屬層與基底300上的硅反應(yīng)形成金屬硅化物，然后移除未參與硅化反應(yīng)或反應(yīng)未完全的金屬，只留下開口328表面的金屬硅化物層332。在上述自行對準金屬硅化物制作過程中，源極區(qū)322的表面亦形成有金屬硅化物層334。當(dāng)然，如果共用同一源極區(qū)322的相鄰兩堆疊閘極結(jié)構(gòu)314之間的距離較小(亦即源極區(qū)322的寬度較小)，使得堆疊閘極結(jié)構(gòu)314在源極區(qū)322側(cè)之間隙壁324相連而覆蓋住源極區(qū)322，則源極區(qū)322上就不會形成金屬硅化物層。而且，若源極區(qū)322側(cè)之間隙壁324相連而覆蓋住源極區(qū)322，則可以直接使用具有間隙壁324的堆疊閘極結(jié)構(gòu)314作為自行對準罩幕，而不需要再形成圖案化光阻層326覆蓋住源極區(qū)322。在上述說明中，只于存儲胞區(qū)進行自行對準金屬硅化物制作過程，但是實際上此自行對準金屬硅化物制作過程是與周邊電路的互補式金氧半導(dǎo)體元件制作過程(CMOS)整合在一起。
接著請參照圖3(H)，基底300上形成一層內(nèi)層介電層336。內(nèi)層介電層336的材質(zhì)例如是硼磷硅玻璃(BPSG)或磷硅玻璃(PSG)，形成內(nèi)層介電層336的方法例如是化學(xué)氣相沈積法。然后進行平坦化制作過程(例如回蝕刻法、化學(xué)機械研磨法(Chemical Mechanical Polishing))，使內(nèi)層介電層336的表面平坦化。然后，于內(nèi)層介電層336內(nèi)形成與金屬硅化物層332電性連接的接觸窗338，接觸窗338的材質(zhì)例如是鎢金屬。接觸窗338的形成方法例如是先于內(nèi)層介電層336中形成暴露金屬硅化物層332的開口(未圖示)，然后于開口內(nèi)填入導(dǎo)體材料以形成的。之后，于內(nèi)層介電層336上形成與接觸窗338電性連接的導(dǎo)線340。導(dǎo)線340的形成方法例如是于基底300上形成導(dǎo)體層(未圖示)后，進行微影蝕刻步驟而形成條狀的導(dǎo)線340。后續(xù)完成快閃存儲體的制作過程為公知技藝者所周知，在此不再贅述。
本發(fā)明利用頂蓋層312a與間隙壁324作為對準罩幕先蝕刻基底300以形成開口328，然后于開口328所暴露的基底300形成金屬硅化物層332。由于p型口袋摻雜區(qū)318與汲極區(qū)320a短路連接在一起，就可便于快閃存儲胞的讀取操作，而且金屬硅化物層332可以降低接觸窗338與p型口袋摻雜區(qū)318、汲極區(qū)320a之間的電阻值，因此可以提升讀取速率，并提升元件效能。
此外，由于在形成接觸窗338時，只需要蝕刻內(nèi)層介電層336而形成接觸窗開口，而不需要蝕刻兩種不同材質(zhì)(氧化硅與硅)，因此要控制接觸窗開口的深度較為容易。而且，在后段制作過程中，因為存儲胞區(qū)的接觸窗與周邊電路區(qū)的接觸窗可以同時形成，所以也可以簡化后段制作過程。
而且，接觸窗的形成方法并不限于上述的方法，也可以直接于基底上形成一層填滿堆疊閘極結(jié)構(gòu)之間之間隙的導(dǎo)體層。然后，移除部分導(dǎo)體層，只留下汲極區(qū)上的導(dǎo)體層。接著，圖案化汲極區(qū)上的導(dǎo)體層以形成接觸窗，此接觸窗使汲極區(qū)與p型口袋摻雜區(qū)形成一短路連接。之后，再于基底上形成一內(nèi)層介電層，并于內(nèi)層介電層上形成與接觸窗電性連接的導(dǎo)線。
此外，上述實施例是以p型通道快閃存儲胞為例作說明，當(dāng)然本發(fā)明也可以適用于n型通道快閃存儲胞。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。
權(quán)利要求
1.一種快閃存儲體胞，其特征在于，包括一第一導(dǎo)電型基底；一第二導(dǎo)電型第一井區(qū)，設(shè)置于該第一導(dǎo)電型基底中；一堆疊閘極結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該第一導(dǎo)電型基底上，該堆疊閘極結(jié)構(gòu)由該第一導(dǎo)電型基底起依序為一穿隧氧化層、一浮置閘極、一閘間介電層、一控制閘極與一頂蓋層；一源極區(qū)與一汲極區(qū)，分別設(shè)置于該堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第一導(dǎo)電型基底中；一第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)，設(shè)置于該第二導(dǎo)電型第一井區(qū)中，從該汲極區(qū)延伸至該堆疊閘極結(jié)構(gòu)下方并與該源極區(qū)相鄰；一接觸窗，貫穿該汲極區(qū)與該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)的接面；一金屬硅化物層，設(shè)置于該接觸窗與該汲極區(qū)、該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲胞，其特征在于，其中該第一導(dǎo)電型基底包括p型基底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲胞，其特征在于，其中該第二導(dǎo)電型第一井區(qū)包括深n型井區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲胞，其特征在于，其中該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)包括p型口袋摻雜區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲胞，其特征在于，其中包括一第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)，設(shè)置于該接觸窗底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲胞，其特征在于，其中該源極區(qū)與該汲極區(qū)是摻雜n型離子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲胞，其特征在于，其中該汲極區(qū)與該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)是以一電性短路連接一起。
8.一種快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，該方法包括下列步驟提供具有第一導(dǎo)電型的一基底；于該基底中形成一第二導(dǎo)電型第一井區(qū)；于該基底上形成一堆疊閘極結(jié)構(gòu)，該堆疊閘極結(jié)構(gòu)由該基底起依序為一穿隧氧化層、一浮置閘極、一閘間介電層、一控制閘極與一頂蓋層；于預(yù)定形成一汲極區(qū)的該基底中形成一第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)，且該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)延伸至該堆疊閘極結(jié)構(gòu)下方并與預(yù)定形成一源極區(qū)的該基底相鄰；于該堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該基底中形成該源極區(qū)與該汲極區(qū)；于該堆疊閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成一間隙壁；于該基底中形成一開口，該開口至少貫穿該汲極區(qū)與該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)的接面；于該開口上形成一金屬硅化物層；于該汲極區(qū)上形成一接觸窗，該接觸窗電性連接該金屬硅化物層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中于預(yù)定形成該汲極區(qū)的該基底中形成該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)的步驟包括于該基底上形成一第一圖案化光阻層，該第一圖案化光阻層暴露預(yù)定形成該汲極區(qū)的該基底；進行一第一口袋植入步驟，于預(yù)定形成該汲極區(qū)的該基底中形成該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)；移除該第一圖案化光阻層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中該第一口袋植入步驟包括一傾斜角離子植入法。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中該第一口袋植入步驟的傾斜角度為0度至180度。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中于該基底中形成該開口的步驟包括；于該基底上形成一第二圖案化光阻層，該第二圖案化光阻層暴露該汲極區(qū)的該基底；以該第二圖案化光阻層與具有該間隙壁的該堆疊閘極結(jié)構(gòu)為罩幕，蝕刻該汲極區(qū)的該基底直到貫穿該汲極區(qū)與該第一導(dǎo)電型第二井區(qū)的接面；移除該第二圖案化光阻層。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中于該開口上形成該金屬硅化物層的方法包括自行對準金屬硅化物制作過程。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中于該汲極區(qū)上形成該接觸窗的步驟包括于該基底上形成一內(nèi)層介電層；于該內(nèi)層介電層中形成至少暴露該金屬硅化物層的一接觸窗開口；于該接觸窗開口填入導(dǎo)體材料以形成該接觸窗。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中于該基底中形成該開口的步驟之后與于該開口上形成該金屬硅化物層的步驟的前更包括于該開口底部形成一第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)。
16.一種快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，該方法包括下列步驟提供具有第一導(dǎo)電型的一基底；于該基底中形成一第二導(dǎo)電型第一井區(qū)；于該基底上形成一對堆疊閘極結(jié)構(gòu)，該對堆疊閘極結(jié)構(gòu)分別由該基底起依序為一穿隧氧化層、一浮置閘極、一閘間介電層、一控制閘極與一頂蓋層；于該對堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)預(yù)定形成一汲極區(qū)的該基底中形成一第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)，且該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)延伸至該對堆疊閘極結(jié)構(gòu)下方并與預(yù)定形成一源極區(qū)的該基底相鄰；于該對堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該基底中形成該源極區(qū)與該汲極區(qū)；于該對堆疊閘極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成一間隙壁，其中該源極區(qū)上方的該間隙壁彼此相連；以具有該間隙壁的該對堆疊閘極結(jié)構(gòu)為罩幕，蝕刻該汲極區(qū)的該基底以形成一開口，該開口貫穿該汲極區(qū)與該第一導(dǎo)電型第二井區(qū)的接面；于該基底中形成一開口，該開口至少貫穿該汲極區(qū)與該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)的接面；于該開口底部形成一第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)；于該開口上形成一金屬硅化物層；于該汲極區(qū)上形成一接觸窗，該接觸窗電性連接該金屬硅化物層；于該基底上形成一內(nèi)層介電層；于該內(nèi)層介電層內(nèi)形成與該接觸窗電性接觸的一插塞；以及于該內(nèi)層介電層上形成與該插塞電性連接的導(dǎo)線。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中于于該對堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)預(yù)定形成該汲極區(qū)的該基底中形成該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)的步驟包括于該基底上形成一第一圖案化光阻層，該第一圖案化光阻層暴露預(yù)定形成該汲極區(qū)的該基底；進行一第一口袋植入步驟，于預(yù)定形成該汲極區(qū)的該基底中形成該第一導(dǎo)電型口袋摻雜區(qū)；以及移除該第一圖案化光阻層。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中該第一口袋植入步驟包括一傾斜角離子植入法。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中該第一口袋植入步驟的傾斜角度為0度至180度。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的快閃存儲胞的制造方法，其特征在于，其中于該開口上形成該金屬硅化物層的方法包括自行對準金屬硅化物制作過程。
全文摘要
一種快閃存儲胞，此存儲胞是由p型基底、設(shè)置于p型基底中的深n型井區(qū)、設(shè)置于p型基底上的堆疊閘極結(jié)構(gòu)，此堆疊閘極結(jié)構(gòu)由p型基底起依序為穿隧氧化層、浮置閘極、閘間介電層、控制閘極與頂蓋層、分別設(shè)置于堆疊閘極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的p型基底中的源極區(qū)與汲極區(qū)、設(shè)置于深n型井區(qū)中，且從汲極區(qū)延伸至堆疊閘極結(jié)構(gòu)下方并與源極區(qū)相鄰的p型口袋摻雜區(qū)、貫穿汲極區(qū)與p型口袋摻雜區(qū)的接面的接觸窗與設(shè)置于接觸窗與汲極區(qū)、p型口袋摻雜區(qū)之間的金屬硅化物層所構(gòu)成。
文檔編號H01L21/8239GK1536672SQ03109219
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者王進忠, 杜建忠, 宋達, 洪至偉 申請人:力晶半導(dǎo)體股份有限公司