專利名稱：在半導體制程中避免多晶硅縱樑形成的半導體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體結(jié)構(gòu)設計，特別涉及一種在光刻只讀存儲器過程中可避免多晶硅縱樑(poly stringer)形成的半導體結(jié)構(gòu)。
背景技術：
目前，半導體結(jié)構(gòu)一般于底材上或底材中形成包含若干個別的組件，如此的結(jié)構(gòu)通常會包含高密度區(qū)段(high density section)與低密度區(qū)段。舉例來說，在一內(nèi)存中通常會包含高密度核心區(qū)域(high density core regions)與低密度外圍區(qū)域(low density peripheral portion)，一般的記憶胞數(shù)組即位于高密度核心區(qū)域中。
隨著半導體結(jié)構(gòu)的尺寸縮小，高密度核心區(qū)域的密度相對的提高，然而，提高密度的組件設計在制程上便面臨許多的問題。例如，在形成記憶胞的過程中，需進行對浮動柵極(floatinggate)的第一多晶硅層(poly I layer)進行蝕刻步驟以移除多余的部份，此時，由于記憶胞之間的距離因密度提高而縮小時，在蝕刻步驟中便面臨多晶硅縱樑(poly stringers)的形成。多晶硅縱樑的形成，是由于在蝕刻過程中，晶片上未光刻部份(unmasked portions)的第一多晶硅層末完全移除，這種情形亦會發(fā)生在自行對準蝕刻(self-aligned etch，SAE)的過程中。
如圖1所示，其為現(xiàn)有半導體元件的側(cè)面剖視圖，虛線AA’線段將半導體元件分為記憶胞區(qū)域10與外圍區(qū)域12。在記憶胞區(qū)域10中，半導體基底14中包含摻雜區(qū)域16與其上的區(qū)域性氧化隔離組件(LOCOS)18。隔離組件18的氧化層上則依序有柵氧化層(圖中未示)、第一多晶硅層20、ONO層(圖上未示)與第二多晶硅層22。在外圍區(qū)域12中，半導體基底14中則包含淺溝槽隔離組件(STI)24。當淺溝槽隔離組件24的表面高于半導體基底14許多時，在蝕刻制程時，便造成多晶硅縱梁的形成，其會造成記憶胞的電性上的短路，因此，對于高積集度的半導體結(jié)構(gòu)而言，必須有解決的方法，避免或減少多晶硅縱梁發(fā)生的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其通過在記憶胞邊緣區(qū)域(cell edge region)形成文件片埋入摻雜區(qū)域(dummy burieddoping region)，以降低淺溝槽隔離組件(STI)與記憶胞主動區(qū)域之間的高度差，以避免多晶硅縱梁的形成。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用了下述技術方案將一半導體基底分為一記憶胞區(qū)域與一外圍區(qū)域；并在半導體基底中形成一文件片埋入摻雜區(qū)域，使此文件片埋入摻雜區(qū)域位于記憶胞區(qū)域與外圍區(qū)域之間，并緊臨平行該外圍區(qū)域中的一淺溝槽隔離組件；以及在文件片埋入摻雜區(qū)域上設有一氧化區(qū)域，以利用文件片埋入摻雜區(qū)域與氧化區(qū)域來避免后續(xù)制程中多晶硅縱梁的形成。
其中，在記憶胞區(qū)域的半導體基底內(nèi)設有作為位線的埋入摻雜區(qū)域，使文件片埋入摻雜區(qū)域平行于該埋入摻雜區(qū)域；進一步地，文件片埋入摻雜區(qū)域的摻質(zhì)劑量高于該作為位線的埋入摻雜區(qū)域。
本發(fā)明還提供另一種在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其分為一記憶胞區(qū)域與一外圍區(qū)域，包括一半導體基底，在所述記憶胞區(qū)域的所述半導體基底中形成有多個摻雜區(qū)域；多個平行的第一隔離組件，其位于所述半導體基底上且分別覆蓋于所述多個摻雜區(qū)域；一第二隔離組件，位于所述半導體基底內(nèi)且位于該外圍區(qū)域中，并與所述多個第一隔離組件平行；一多晶硅層，位于所述記憶胞區(qū)域與外圍區(qū)域的半導體基底上，該多晶硅層垂直該多個第一隔離組件；一文件片埋入摻雜區(qū)域，位于所述半導體基底中，且該文件片埋入摻雜區(qū)域位于該記憶胞區(qū)域與該外圍區(qū)域之間，并緊臨平行該外圍區(qū)域中的第二隔離組件；以及一氧化區(qū)域，位于所述文件片埋入摻雜區(qū)域上。
由于本發(fā)明是在記憶胞邊緣區(qū)域形成文件片埋入摻雜區(qū)域，并具有氧化區(qū)域作為緩沖結(jié)構(gòu)，因此在記憶胞邊緣區(qū)域處不會因為不完全的多晶硅移除而導致的多晶硅縱梁的形成，故可有效避免或減少多晶硅縱梁的形成。
下面結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明進行進一步說明。


圖1為現(xiàn)有的半導體元件的側(cè)面剖視圖。
圖2為本發(fā)明的半導體元件的側(cè)面剖視圖。
標號說明10記憶胞區(qū)域 12外圍區(qū)域14半導體基底 16摻雜區(qū)域18隔離組件 20第一多晶硅層22第二多晶硅層 24淺溝槽隔離組件30半導體基底 32記憶胞區(qū)域34外圍區(qū)域 36埋入摻雜區(qū)域38隔離組件 40淺溝槽隔離組件42文件片埋入摻雜區(qū)域 44氧化區(qū)域46第一多晶硅層 48第二多晶硅層具體實施方式
本發(fā)明是在半導體結(jié)構(gòu)中，利用文件片埋入摻雜區(qū)域(dummy buried doping region)與其上方的氧化區(qū)域，以降低淺溝槽隔離組件(STI)與記憶胞主動區(qū)域之間的高度差，達到避免在后續(xù)制程中形成多晶硅縱梁(poly stringers)的目的。
如圖2所示，其為本發(fā)明的半導體元件的側(cè)面剖視圖。在本發(fā)明的一個具體實施例中，其應用于一光刻只讀存儲器組件(Mask Read Only Memory，MROM)的制程中。虛線BB’線段將半導體結(jié)構(gòu)的半導體基底30定義為記憶胞區(qū)域32及外圍區(qū)域34兩部分。在記憶胞區(qū)域32中，半導體基底30中利用摻質(zhì)植入方式形成多數(shù)個埋入摻雜區(qū)域36，以作為埋入式位線(bit line)之用，并在每一埋入摻雜區(qū)域36上方設有隔離組件38，隔離組件38可利用一般的區(qū)域性氧化法(LOCOS)形成。在周邊區(qū)域34的半導體基底30內(nèi)則形成有淺溝槽隔離組件(STI)40。
接著，在記憶胞區(qū)域32與外圍區(qū)域34的交界處的記憶胞邊緣區(qū)域，且與埋入摻雜區(qū)域36平行的方向上，將摻質(zhì)，例如N型摻質(zhì)，植入半導體基底30中，以形成一文件片埋入摻雜區(qū)域(dummy buried doping region)42，且在文件片埋入摻雜區(qū)域42上方形成一氧化區(qū)域44。
再者，在隔離組件38的氧化層與氧化區(qū)域44上方表面則依序設有柵氧化層(圖中未示)、第一多晶硅層46、ONO層(圖中未示)與第二多晶硅層48，使文件片埋入摻雜區(qū)域42位于與第一多晶硅層46、第二多晶硅層48垂直的方向上。
在此具體實施例中，文件片埋入摻雜區(qū)域42為一連續(xù)長條狀，并與第一多晶硅層46、第二多晶硅層48互相垂直，即與記憶胞區(qū)域32的埋入摻雜區(qū)域36、隔離組件38平行。且連續(xù)長條狀的文件片埋入摻雜區(qū)域42亦與外圍區(qū)域34的淺溝槽隔離組件40平行。此外，與記憶胞區(qū)域32中的摻雜區(qū)域36相比，文件片埋入摻雜區(qū)域42的摻質(zhì)劑量較高，因此不是作為埋入位線之用。
其中，上述氧化區(qū)域24可減緩記憶胞邊緣區(qū)域的高度落差，而此高度差是由于外圍區(qū)域34之淺溝槽隔離組件40的頂部高出記憶胞區(qū)域32表面所造成的。根據(jù)本發(fā)明，利用氧化區(qū)域44作為緩沖結(jié)構(gòu)，將交界處的記憶胞邊緣區(qū)域平緩化，使記憶胞區(qū)域32到外圍區(qū)域34之間可以較為平坦；如此在后續(xù)蝕刻第一多晶硅層46與第二多晶硅層48時，不致因為與淺溝槽隔離組件40的高度落差而造成多晶硅縱梁的形成。
最后，再利用一般微影蝕刻的方式(圖中未示)，移除部份的第一多晶硅層46與第二多晶硅層48以形成內(nèi)存組件的浮動柵極與控制柵極。
以上所述的實施例僅為了說明本發(fā)明的技術思想及特點，其目的在使本領域的普通技術人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，本專利的范圍并不僅局限于上述具體實施例，即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該半導體結(jié)構(gòu)分為一記憶胞區(qū)域與一外圍區(qū)域，包括一半導體基底；一文件片埋入摻雜區(qū)域，其位于該半導體基底中，且該文件片埋入摻雜區(qū)域位于該記憶胞區(qū)域與該外圍區(qū)域之間，并緊臨平行該外圍區(qū)域中的一淺溝槽隔離組件；以及一氧化區(qū)域，其位于該文件片埋入摻雜區(qū)域上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述的文件片埋入摻雜區(qū)域垂直于該記憶胞區(qū)域中的一多晶硅層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述的文件片埋入摻雜區(qū)域平行于該記憶胞區(qū)域中的一作為位線的埋入摻雜區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述的文件片埋入摻雜區(qū)域的摻質(zhì)劑量高于該作為位線的埋入摻雜區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述的文件片埋入摻雜區(qū)域內(nèi)摻雜有N型摻質(zhì)。
6.一種在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，分為一記憶胞區(qū)域與一外圍區(qū)域，包括一半導體基底，在所述記憶胞區(qū)域的所述半導體基底中形成有多個摻雜區(qū)域；多個平行的第一隔離組件，其位于所述半導體基底上且分別覆蓋于所述多個摻雜區(qū)域；一第二隔離組件，位于所述半導體基底內(nèi)且位于該外圍區(qū)域中，并與所述多個第一隔離組件平行；一多晶硅層，位于所述記憶胞區(qū)域與外圍區(qū)域的半導體基底上，該多晶硅層垂直該多個第一隔離組件；一文件片埋入摻雜區(qū)域，位于所述半導體基底中，且該文件片埋入摻雜區(qū)域位于該記憶胞區(qū)域與該外圍區(qū)域之間，并緊臨平行該外圍區(qū)域中的第二隔離組件；以及一氧化區(qū)域，位于所述文件片埋入摻雜區(qū)域上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中位于半導體內(nèi)的多個摻雜區(qū)域作為埋入位線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述氧化區(qū)域位于該多晶硅層下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述多個第一隔離組件為以局部氧化法形成的局部熱氧化隔離組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述第二隔離組件為一淺溝槽隔離組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述文件片埋入摻雜區(qū)域的摻質(zhì)劑量高于所述多個摻雜區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述文件片埋入摻雜區(qū)域內(nèi)摻雜有N型摻質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在半導體制程中避免多晶硅縱梁形成的半導體結(jié)構(gòu)，其將一半導體基底分為一記憶胞區(qū)域與一外圍區(qū)域，并有多個平行的第一隔離組件位于記憶胞區(qū)域中的基底內(nèi)；一第二隔離組件位于外圍區(qū)域的基底中并與第一隔離組件平行；一文件片埋入摻雜區(qū)域位于基底中，并位于記憶胞區(qū)域與外圍區(qū)域之間而與第二隔離組件平行，且在文件片埋入摻雜區(qū)域上形成一氧化區(qū)域，以利用文件片埋入摻雜區(qū)域與氧化區(qū)域，可避免后續(xù)制程中多晶硅縱梁的形成。
文檔編號H01L21/8246GK1610093SQ20031010805
公開日2005年4月27日 申請日期2003年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月21日
發(fā)明者張志有, 鄧源偉 申請人:上海宏力半導體制造有限公司