專利名稱：形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法和所形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種記憶元件的制造方法，特別是涉及一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗(self-aligned contacts)的記憶元件的方法和所形成裝置。
背景技術(shù)：
快閃記憶體(記憶體即存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)器，內(nèi)存，以下均稱為記憶體)是非揮發(fā)性儲(chǔ)存集成電路成長中的一類。快閃記憶體具有可電除、可程式化及可讀取芯片(即芯片)上記憶胞的能力。快閃記憶體的記憶胞由所謂的浮置閘(floating gate)電晶體組成，其資料(即數(shù)據(jù)，以下均稱為資料)是藉由充電或放電浮置閘而儲(chǔ)存在記憶胞里。浮置閘是一個(gè)導(dǎo)電材料，典型為多晶硅。浮置閘經(jīng)由一氧化薄層或其他絕緣物質(zhì)與電晶體的通道隔離，以及經(jīng)由第二層絕緣材料與控制閘或電晶體的字元線隔離。
浮置閘充電的行為一般稱為快閃記憶體的程式化步驟。藉由所謂的熱電子注射來實(shí)現(xiàn)，例如在閘極與源極之間產(chǎn)生一較大正電壓，例如是12伏特，以及介于汲極與源極之間的一正電壓，例如是7伏特。
浮置閘放電的行為被稱為快閃記憶體抹除功能。這抹除功能一般是經(jīng)由在浮置閘與電晶體的源極之間(源極抹除)或浮置閘與基底之間(通道抹除)的一F-N穿隧機(jī)制完成。例如，一源極抹除操作由一個(gè)從源極到閘極的較大正電壓所導(dǎo)致，同時(shí)，浮置對(duì)應(yīng)記憶胞的汲極。這正電壓例如是12伏特。
現(xiàn)在，無接觸式陣列非揮發(fā)性記憶體設(shè)計(jì)需求增加。無接觸式陣列包括一儲(chǔ)存記憶胞的陣列，記憶胞的陣列經(jīng)由埋入式擴(kuò)散與另一記憶胞的陣列連結(jié)，埋入式擴(kuò)散只有周期性地與一金屬位元線連接。早期的快閃記憶體設(shè)計(jì)的每個(gè)記憶胞需要一半金屬接觸窗(half metal contact)。因?yàn)榻饘俳佑|窗在集成電路上用了大部分區(qū)域，所以這些金屬接觸窗成為制作高密度記憶技術(shù)的主要障礙。此外，隨著元件變得越來越小，面積縮小(areareduction)被陣列中用以存取儲(chǔ)存胞的相鄰汲極與源極位元線的接觸窗間距(pitches)之上的金屬限制住。
因此，需要排除現(xiàn)有技術(shù)中記憶胞縮小的瓶頸、排除接觸窗光阻以及/或是解決隨機(jī)缺陷導(dǎo)致單一位元失效的問題，更需要發(fā)明一種具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的制造方法。
有鑒于上述問題，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法和所形成裝置，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種新的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法和所形成裝置，所要解決的技術(shù)問題是提供一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法和所形成裝置，使其自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗能增加光接觸窗微影技術(shù)的裕度，更能容忍對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象，而可解決現(xiàn)有習(xí)知的接觸窗光阻問題，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，所要解決的技術(shù)問題是因記憶胞縮小將不受限于接觸窗對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象，所以可以解決現(xiàn)有習(xí)知的記憶胞縮小的瓶頸，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的再一目的在于，提供一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可解決現(xiàn)有習(xí)知隨機(jī)單一位元缺陷的問題，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的還一目的在于，提供一種裝置，所要解決的技術(shù)問題是因記憶胞縮小將不受限于接觸窗對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象，所以可以解決現(xiàn)有習(xí)知的記憶胞縮小的瓶頸，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的還一目的在于，提供一種裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其可解決現(xiàn)有習(xí)知隨機(jī)單一位元缺陷的問題，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其包括以下步驟提供一基底，該基底具有一浮置閘介電層形成其上；在該浮置閘介電層上形成一浮置多晶硅閘層；在該浮置多晶硅閘層上形成一氮化硅層；在該氮化硅層上形成一光阻層；以該光阻層作為蝕刻罩幕，蝕刻該氮化硅層的多數(shù)個(gè)暴露區(qū)與該浮置多晶硅閘層；在該些暴露區(qū)上形成一氧化層；移除該光阻層與該氮化硅層以暴露該浮置多晶硅閘層；在該浮置多晶硅閘層中，形成多數(shù)個(gè)多晶硅間隙；以及在該浮置多晶硅閘層的該些多晶硅間隙之上，沉積一氮化硅層，以形成一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其中所述的氮化硅層的沉積包括在該浮置多晶硅閘層與該氧化層之上，沉積一氮化硅層。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其更包括蝕刻該氮化硅層，以暴露部份的該浮置多晶硅閘層。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其更包括蝕刻該氮化硅層，以暴露部份的該浮置閘介電層。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其更包括蝕刻該氮化硅層，以產(chǎn)生多數(shù)個(gè)氮化硅間隙壁。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其中所述的該些氮化硅間隙壁被形成在該浮置多晶硅閘層上。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其中該浮置多晶硅閘層是一第一浮置多晶硅閘層；該方法更包括在該第一浮置多晶硅閘層、該氧化層與該些氮化硅間隙壁上，沉積一第二浮置多晶硅閘層。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其更包括在該第二浮置多晶硅閘層上沉積一層間介電層。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其中所述的層間介電層包括一氧化物/氮化物/氧化物堆迭薄膜。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其中所述的氮化硅層的蝕刻包括一干式蝕刻制程。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種裝置，其是使用權(quán)利要求1的方法形成的。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種裝置，其是使用權(quán)利要求5的方法形成的。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種裝置，其是使用權(quán)利要求9的方法形成的。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其包括以下步驟提供一基底，該基底具有一浮置多晶硅閘圖案與在該浮置多晶硅閘圖案的源極側(cè)與汲極側(cè)上的一氧化物圖案；在該浮置多晶硅閘圖案中形成多數(shù)個(gè)多晶硅間隙；以及在該浮置多晶硅閘圖案的該些多晶硅間隙上沉積一氮化硅層，以形成一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其中該氮化硅層是被沉積在該浮置多晶硅閘圖案與該氧化圖案之上；以及該方法更包括蝕刻該氮化硅層，以暴露部份的該浮置多晶硅閘圖案。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其中所述的氮化硅層被蝕刻成為多數(shù)個(gè)氮化硅間隙壁。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其中所述的氮化硅層的蝕刻導(dǎo)致該些氮化硅間隙壁形成在該浮置多晶硅閘圖案上。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其更包括在該浮置多晶硅閘圖案、該氧化圖案與該些氮化硅間隙壁上，沉積一浮置多晶硅閘層；以及在該浮置多晶硅閘層上沉積一層間介電層。
前述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其中所述的氮化硅層的蝕刻包括一濕式蝕刻制程。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種裝置，其是使用權(quán)利要求14的方法形成的。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種裝置，其是使用權(quán)利要求16的方法形成的。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種裝置，其是使用權(quán)利要求18的方法形成的。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明提出一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法。這記憶元件有較佳的閘極耦合比率(gate couplingratio)，光接觸窗的裕度(photo window of contact)與記憶胞平坦度。
在一實(shí)施例，該形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，包括提供一基底，在基底上依序形成一浮置閘介電、一浮置多晶硅閘層、一氮化硅層與一光阻層。并以光阻層作為蝕刻罩幕，蝕刻氮化硅層與浮置多晶硅閘層。在暴露區(qū)表面上形成一氧化層，并移除光阻層與氮化硅層以暴露浮置多晶硅閘層，之后在浮置多晶硅閘層中形成多晶硅間隙，以及在浮置多晶硅閘層的多晶硅間隙上，沉積一氮化硅層，以形成一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗。本發(fā)明可配合記憶胞的小型化發(fā)展、增加光接觸窗微影技術(shù)的裕度與解決現(xiàn)有隨機(jī)缺陷所導(dǎo)致的單一位元失效問題。這方法更包括蝕刻氮化硅層以產(chǎn)生氮化硅間隙壁，接著，沉積一第二浮置多晶硅閘，在第二浮置多晶硅閘表面上，形成一層間介電薄膜(interlayer dielectric film)(例如是一氧化物/氮化物/氧化物薄膜)，之后，在層間介電薄膜上形成一控制多晶硅閘極(control poly gate)。
在另一實(shí)施例，該形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，包括提供一基底，此基底具有一浮置多晶硅閘圖案與在浮置多晶硅閘圖案的源極側(cè)與汲極側(cè)上的氧化圖案，之后，在浮置多晶硅閘層形成多晶硅間隙(space)，以及沉積一氮化硅層在浮置多晶硅閘圖案的多晶硅間隙的表面上，以形成一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗。氮化硅層被沉積在浮置多晶硅閘圖案與氧化圖案的表面上，以及此方法更包括蝕刻氮化硅層以暴露一部份的浮置多晶硅閘層。其中氮化硅層能被蝕刻成為氮化硅間隙壁。此外，氮化硅層的蝕刻能阻止由汲極/源極氧化缺陷所產(chǎn)生的隨機(jī)單一位元缺陷的形成，以及氮化硅間隙壁能消除浮置多晶硅閘層圖案的介面與氧化圖案之間的隨機(jī)單一位元缺陷。這方法更包括在浮置多晶硅閘圖案與氧化圖案之上沉積一層額外的浮置多晶硅閘層，以及氮化硅間隙壁，以增加閘極耦合比率。然后，沉積一層間介電層(例如是一氧化物/氮化物/氧化物堆迭薄膜)，之后，沉積一控制多晶閘以形成一快閃元件。本發(fā)明另一目的的技術(shù)方案，該氮化硅層的蝕刻更包括一干式蝕刻制程。另一實(shí)施例中，本發(fā)明還提供一種使用上述方法形成的一種裝置。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，此方法包括提出一基底，在基底上依序形成一浮置閘介電層、一浮置多晶硅閘層、一氮化硅層與一光阻層。并以光阻層作為蝕刻罩幕，蝕刻氮化硅層與浮置多晶硅閘層。在暴露區(qū)表面上形成一氧化層，并移除光阻層與氮化硅層以暴露浮置多晶硅閘層，之后在浮置多晶硅閘層中形成多晶硅間隙，以及在浮置多晶硅閘層的多晶硅間隙上，沉積一氮化硅層，以形成一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗。本發(fā)明可配合記憶胞的小型化發(fā)展、增加光接觸窗微影技術(shù)的裕度與解決習(xí)知隨機(jī)缺陷所導(dǎo)致的單一位元失效問題。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明制造具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，所要解決的技術(shù)問題是因記憶胞縮小將不受限于接觸窗對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象，所以可以解決現(xiàn)有習(xí)知的記憶胞縮小的瓶頸，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可解決現(xiàn)有習(xí)知隨機(jī)單一位元缺陷的問題，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的裝置，所要解決的技術(shù)問題是因記憶胞縮小將不受限于接觸窗對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象，所以可以解決現(xiàn)有習(xí)知的記憶胞縮小的瓶頸，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其可解決現(xiàn)有習(xí)知隨機(jī)單一位元缺陷的問題，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的接觸窗問題。當(dāng)使用本發(fā)明時(shí)，可以自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗能增加光接觸窗微影技術(shù)的裕度，更能容忍對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象。而且本發(fā)明自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗也能配合記憶胞的小型化發(fā)展，因?yàn)橛洃洶男⌒突瘜⒉辉偈芟抻诮佑|窗的對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象。另外，本發(fā)明中所沉積的浮置多晶硅閘層與氮化硅間隙壁，能增加閘極耦合比率，其氮化硅間隙壁能解決現(xiàn)有技術(shù)隨機(jī)缺陷所導(dǎo)致的單一位元失效問題。
綜上所述，本發(fā)明形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法和所形成裝置，能夠自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗能增加光接觸窗微影技術(shù)的裕度，更能容忍對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象，而可解決現(xiàn)有習(xí)知的接觸窗光阻問題。再者，因記憶胞縮小將不受限于接觸窗對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象，所以可以解決現(xiàn)有習(xí)知的記憶胞縮小的瓶頸。另外，本發(fā)明可解決現(xiàn)有習(xí)知隨機(jī)單一位元缺陷的問題。其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類方法及裝置中未見有類似的方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在方法、裝置或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的剖面圖，其繪示在一基底具有一埋入式擴(kuò)散汲極區(qū)與埋入式擴(kuò)散源極區(qū)，一浮置閘介電層形成在基底之上，一浮置多晶硅閘層形成在浮置閘介電層之上，以及一氮化硅層形成在浮置多晶硅閘層之上。
圖2是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例，描述圖1結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，其中一氧化層已形成在基底之上。
圖3是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例，描述圖2的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，其中使用氧化層作為蝕刻罩幕，移除氮化硅層。
圖4a-4c是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例，描述圖3結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，其中在浮置多晶硅閘上形成多晶硅間隙。
圖5a與5b是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例，個(gè)別地描述圖4b與4c的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，其中在氮化硅層與氧化層上沉積一氮化硅層。
圖6a與6b是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例，個(gè)別地描述圖5a與5b的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，回蝕刻氮化硅以形成氮化硅間隙壁。
圖7是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例，描述圖6a的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，其中第二浮置多晶硅閘層沉積在第一浮置多晶硅閘層、氧化層、以及蝕刻氮化硅層之上。
圖8是描述圖7結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，其中蝕刻第二浮置多晶硅閘，與在第二浮置多晶硅閘之上，沉積一層間介電層(例如是一氧化物/氮化物/氧化物堆迭薄膜)。
圖9是描述圖8結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，其中沉積與蝕刻一控制閘多晶硅。
圖10是描述圖9結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，其中沉積一層間介電層。
100基底102汲極區(qū)104源極區(qū) 106、800、1000介電層108、700浮置多晶硅閘層 110、500氮化硅層
112光阻層 200氧化層220光阻罩幕 400多晶硅開口401淺溝渠隔離結(jié)構(gòu) 505、515氮化硅層的部分900控制多晶硅閘極具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的制造具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
在盡可能的情況之下，圖解中相同或相似的參考數(shù)字，用于描述相同或相似部份。應(yīng)注意的是，描繪圖是簡式形式，并非精確的尺寸大小。在此參考方向名稱，如頂、底、左、右、上、下、在上面、在下面、向下及背面和前面，是為了簡單明了的目的。這些方向?qū)Ｓ忻Q不能用于限制發(fā)明的范圍。
在此描述的制造流程，并不涵蓋整個(gè)自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗記憶元件所有制造流程。本發(fā)明可以與不同的微影技術(shù)一起使用，只有一般熟練的制程步驟包含于此，以提供對(duì)本發(fā)明的了解。本發(fā)明一般在半導(dǎo)體元件與制造的領(lǐng)域上具有應(yīng)用性。不過為了說明的目的，接下來的描述是有關(guān)于具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的制造方法。
請(qǐng)參閱圖1所示，其為一基底100，具有一埋入式擴(kuò)散汲極區(qū)102與一埋入式擴(kuò)散源極區(qū)104的剖面示意圖。接著，在基底100的表面形成一浮置閘介電層106，并在浮置閘介電層106形成一浮置多晶硅閘層108，以及在浮置多晶硅閘層108上形成一氮化硅層110。因此，在基底100的表面依序形成有浮置閘介電層106，浮置多晶硅閘層108，以及氮化硅層110?；?00最好是單晶硅材質(zhì)。基底100也能選擇其它材質(zhì)，例如以氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)，或其它一般已知的半導(dǎo)體材質(zhì)?；?00能少量加入p型硅的摻質(zhì)(例如是砷、磷與銻)或n型硅的摻質(zhì)(例如是硼與二氟化硼)。基底具有淺溝渠隔離區(qū)401，將基底100分為數(shù)個(gè)主動(dòng)區(qū)域。淺溝渠隔離區(qū)401可使用現(xiàn)有習(xí)知淺溝渠隔離制程形成。
該氮化硅層110的頂部形成一光阻層112，將其圖案化以定義蝕刻區(qū)域。在這一實(shí)施例，光阻層112被圖案化，以蝕刻部份氮化硅層110、浮置多晶硅閘層108與浮置閘介電層106，其位置例如位于在埋入式擴(kuò)散汲極區(qū)102與埋入式擴(kuò)散源極區(qū)104的上面。最好是使用光阻層112作為蝕刻罩幕，使用對(duì)硅比對(duì)介電材質(zhì)具有較高選擇性的電漿蝕刻部份氮化硅層110、浮置多晶硅閘層108與浮置閘介電層106。特別地，在氮化硅層110與浮置多晶硅閘層108的蝕刻速率比浮置閘介電層106的蝕刻速率更快的情況下，在氮化硅層110與浮置多晶硅閘層108上進(jìn)行蝕刻，并在基底100的表面被暴露時(shí)停止。這類似把基底100當(dāng)作蝕刻中止層(etchingstopper)，蝕刻氮化硅層110、浮置多晶硅閘層108以及浮置閘介電層106。在這一實(shí)施例中，濕式蝕刻制程是使用磷酸，以能完成移除氮化硅層110、浮置多晶硅閘層108以及浮置閘介電層106。
請(qǐng)參閱圖2所示，是描述圖1結(jié)構(gòu)組成的剖面示意圖。這里的氮化硅層110、浮置多晶硅閘層108以及浮置閘介電層106已被移除，以及氧化層200已經(jīng)形成在基底100之上。尤其，氧化層200形成在埋入式擴(kuò)散汲極區(qū)102與埋入式擴(kuò)散源極區(qū)104的胞氧化層。氧化層200最好是高密度電漿沉積氧化法(high-density plasma deposited oxide)。浮置多晶硅閘層108的剩下部份有時(shí)被稱為浮置多晶硅閘108。在氧化層200形成之前，使用干式脫除法(dry stripping method)移除光阻層112，其使用的電漿氣體例如是O3與O3/N2O，或使用濕式脫除法(wet stripping method)，其使用的酸例如是H2SO4/H2O2或有機(jī)溶劑。干濕式脫除法是眾所周知的蝕刻技術(shù)。
使用氧化層200作為一蝕刻罩幕，蝕刻氮化硅層110，使用的酸例如是磷酸(H3PO4)，其對(duì)硅比對(duì)介電層有更高的選擇比(請(qǐng)結(jié)合參閱圖3所示)。特別地，在氮化硅層110的蝕刻比率比氧化層200的蝕刻比率高的情況下，執(zhí)行蝕刻氮化硅層110，以及當(dāng)浮置多晶硅閘108的上表面被暴露時(shí)停止。這類似使用浮置多晶硅閘108作為一蝕刻中止層去蝕刻氮化硅層110。
請(qǐng)參閱圖4a所示，是描述圖3構(gòu)造的俯視圖。其中，根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，使用底抗反射涂布層(bottom anti-reflective coating，BARC)與光阻層，在浮置多晶硅閘108上，使用現(xiàn)有習(xí)知的微影技術(shù)去形成一光阻罩幕220，然后，蝕刻在浮置多晶硅閘108的多晶硅間隙400(請(qǐng)參閱圖4c所示)。底抗反射涂布層包括一有機(jī)抗反射涂布層，其沉積的厚度必須可以用來對(duì)曝光光阻罩幕的輻射的光反射達(dá)到最小。在蝕刻多晶硅間隙400之后，可以用現(xiàn)有習(xí)知的方法移除圖案化光阻層與底抗反射涂布層。
請(qǐng)參閱圖4b與圖4c所示，其分別是順著圖4a的4b-4b′線與4c-4c′線，顯示蝕刻完成后以及移除光阻罩幕220所產(chǎn)生的構(gòu)造。蝕刻制程蝕刻掉浮置多晶硅閘108暴露出的多晶硅，以形成多晶硅間隙400，同時(shí)，只有埋入式汲極與埋入式源極表面上氧化層200的輕微氧化物損失。移除過程期間，部份定義的浮置多晶硅閘108由光阻罩幕220所覆蓋著。
請(qǐng)參閱圖5a與5b所示，分別繪示圖4b與4c的結(jié)構(gòu)在氮化硅層500已沉積在多晶硅間隙400上以填滿多晶硅間隙400與沉積在浮置多晶硅閘108與氧化層200上后的剖面示意圖。根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，氮化硅層500填入多晶硅間隙400形成一硬罩幕與一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗(SAC)。自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗能增加光接觸窗微影技術(shù)的裕度(photo window of contactlithography)，更能容忍對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象。自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗也能提供記憶胞縮小，因?yàn)橛洃洶s小將不受限于接觸窗對(duì)不準(zhǔn)現(xiàn)象。在這一實(shí)施例，氮化硅層500沉積在浮置多晶硅閘層108的表面上，其厚度大約在200埃與1000埃之間，以及在氧化層200的表面厚度大約在200埃與1000埃之間。
請(qǐng)參閱圖6a與6b所示，分別繪示圖5a與5b的剖面示意圖，其顯示氮化硅層500被回蝕刻以形成氮化硅間隙壁(spacer)的結(jié)構(gòu)。回蝕刻制程包括，例如是濕式蝕刻或干式蝕刻，以及最好是包括干式蝕刻。根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，氮化硅層500被回蝕刻以暴露浮置多晶硅閘108的頂面，例如在圖6a的剖面示意圖，以及也被回蝕刻以暴露浮置閘介電層106的頂面，例如在圖6b的剖面示意圖。
關(guān)于回蝕刻制程，根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，在回蝕刻制程之后，氮化硅層500的第一部份505與第二部份515保留在氧化層200的側(cè)壁。尤其，氮化硅層500的第一部份505保留在浮置多晶硅閘108的部份上面，以及氮化硅層500的第二部份515保留在浮置閘介電層106。根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，在回蝕刻制程期間，氮化硅層500的第一部份505在回蝕刻制程被雕塑成氮化硅間隙壁構(gòu)造。
如熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者所知，氮化硅層500能采用對(duì)硅比對(duì)介電材質(zhì)更高的選擇比的方式被干式蝕刻。而氮化硅層500能被蝕刻一段時(shí)間足以暴露部份浮置多晶硅閘108，并在浮置多晶硅閘108的實(shí)質(zhì)部份被移除之前停止蝕刻。
氮化硅間隙壁能擴(kuò)大隨后浮置多晶閘700(參閱圖7所示)的微影技術(shù)的光對(duì)不準(zhǔn)裕度，這是因?yàn)榻佑|窗蝕刻能在氮化物上停止，而且即使當(dāng)接觸窗發(fā)生多晶硅閘對(duì)不準(zhǔn)時(shí)，接觸窗也不會(huì)接近多晶硅閘。請(qǐng)參閱圖7所示，其是繪示說明圖6a組成的剖面示意圖，其中一隨后或第二浮置多晶硅閘層700被沉積在第一浮置多晶硅閘層108、氧化層106與蝕刻氮化硅層505之上。
請(qǐng)參閱圖8所示，其是繪示說明圖7組成的剖面示意圖，其中一層間介電層800(例如是一氧化物/氮化物/氧化物薄膜)被沉積在浮置多晶硅閘700上，以隔離浮置多晶硅閘700與一隨后提供的控制多晶硅閘極900(請(qǐng)參閱圖9所示)。
請(qǐng)參閱圖9所示，其是繪示說明圖8組成的剖面示意圖，其中一控制多晶硅閘極層被沉積在層間介電層800之上，并在之后被蝕刻，以形成一控制多晶硅閘極900。在這一實(shí)施例中，之后提供并回蝕刻一氮化硅薄膜(未繪示)，以暴露一控制多晶硅閘極900。
請(qǐng)參閱圖10所示，其是繪示說明圖9組成的剖面示意圖，其中一層間介電層(ILD)1000被沉積在控制多晶硅閘極900之上，而產(chǎn)生一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗結(jié)構(gòu)。層間介電層1000可由二氧化硅材質(zhì)或一摻質(zhì)玻璃材質(zhì)所制成，厚度大約在7000埃與12000埃之間。層間介電層1000是藉由化學(xué)氣相沉積法(CVD)沉積在控制多晶硅閘極900之上，且其溫度范圍為650℃與900℃之間。之后，層間介電層最好是以化學(xué)機(jī)械研磨法(CMP)或由熱回流(thermal reflow)被平坦化。而層間介電層1000將閘極與其上覆蓋的導(dǎo)電層相隔離。當(dāng)層間介電層1000被完成時(shí)，以接觸窗微影時(shí)的硬罩幕定義二氧化硅層500。
回顧前面所描述，本發(fā)明是一種半導(dǎo)體元件的形成方法，尤其是具有一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗記憶元件的形成。需要指出的是，以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的結(jié)構(gòu)及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其包括以下步驟提供一基底，該基底具有一浮置閘介電層形成其上；在該浮置閘介電層上形成一浮置多晶硅閘層；在該浮置多晶硅閘層上形成一氮化硅層；在該氮化硅層上形成一光阻層；以該光阻層作為蝕刻罩幕，蝕刻該氮化硅層的多數(shù)個(gè)暴露區(qū)與該浮置多晶硅閘層；在該些暴露區(qū)上形成一氧化層；移除該光阻層與該氮化硅層以暴露該浮置多晶硅閘層；在該浮置多晶硅閘層中，形成多數(shù)個(gè)多晶硅間隙；以及在該浮置多晶硅閘層的該些多晶硅間隙之上，沉積一氮化硅層，以形成一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其中所述的氮化硅層的沉積包括在該浮置多晶硅閘層與該氧化層之上，沉積一氮化硅層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其更包括蝕刻該氮化硅層，以暴露部份的該浮置多晶硅閘層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其更包括蝕刻該氮化硅層，以暴露部份的該浮置閘介電層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其更包括蝕刻該氮化硅層，以產(chǎn)生多數(shù)個(gè)氮化硅間隙壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其中所述的該些氮化硅間隙壁被形成在該浮置多晶硅閘層上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其中該浮置多晶硅閘層是一第一浮置多晶硅閘層；該方法更包括在該第一浮置多晶硅閘層、該氧化層與該些氮化硅間隙壁上，沉積一第二浮置多晶硅閘層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其更包括在該第二浮置多晶硅閘層上沉積一層間介電層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其中所述的層間介電層包括一氧化物/氮化物/氧化物堆迭薄膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其中所述的氮化硅層的蝕刻包括一干式蝕刻制程。
11.一種裝置，其特征在于其是使用權(quán)利要求1的方法形成的。
12.一種裝置，其特征在于其是使用權(quán)利要求5的方法形成的。
13.一種裝置，其特征在于其是使用權(quán)利要求9的方法形成的。
14.一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其包括以下步驟提供一基底，該基底具有一浮置多晶硅閘圖案與在該浮置多晶硅閘圖案的源極側(cè)與汲極側(cè)上的一氧化物圖案；在該浮置多晶硅閘圖案中形成多數(shù)個(gè)多晶硅間隙；以及在該浮置多晶硅閘圖案的該些多晶硅間隙上沉積一氮化硅層，以形成一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其中該氮化硅層是被沉積在該浮置多晶硅閘圖案與該氧化圖案之上；以及該方法更包括蝕刻該氮化硅層，以暴露部份的該浮置多晶硅閘圖案。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其中所述的氮化硅層被蝕刻成為多數(shù)個(gè)氮化硅間隙壁。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其中所述的氮化硅層的蝕刻導(dǎo)致該些氮化硅間隙壁形成在該浮置多晶硅閘圖案上。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其更包括在該浮置多晶硅閘圖案、該氧化圖案與該些氮化硅間隙壁上，沉積一浮置多晶硅閘層；以及在該浮置多晶硅閘層上沉積一層間介電層。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法，其特征在于其中所述的氮化硅層的蝕刻包括一濕式蝕刻制程。
20.一種裝置，其特征在于其是使用權(quán)利要求14的方法形成的。
21.一種裝置，其特征在于其是使用權(quán)利要求16的方法形成的。
22.一種裝置，其特征在于其是使用權(quán)利要求18的方法形成的。
全文摘要
本發(fā)明是一種形成具有自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的記憶元件的方法和所形成裝置，此方法包括提出一基底，在基底上依序形成一浮置閘介電層、一浮置多晶硅閘層、一氮化硅層與一光阻層。并以光阻層作為蝕刻罩幕，蝕刻氮化硅層與浮置多晶硅閘層。在暴露區(qū)表面上形成一氧化層，并移除光阻層與氮化硅層以暴露浮置多晶硅閘層，之后在浮置多晶硅閘層中形成多晶硅間隙，以及在浮置多晶硅閘層的多晶硅間隙上，沉積一氮化硅層，以形成一自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗。本發(fā)明可配合記憶胞的小型化發(fā)展、增加光接觸窗微影技術(shù)的裕度與解決習(xí)知隨機(jī)缺陷所導(dǎo)致的單一位元失效問題。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1630065SQ20041009039
公開日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者邱宏裕, 陳銘祥, 呂文彬, 曾銪寪 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司