專(zhuān)利名稱(chēng)：位線及非易失性存儲(chǔ)器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及位線及非易失性存儲(chǔ)器的制造方法。
背景技術(shù)：
非易失性存儲(chǔ)器在供電電源關(guān)閉后仍能保持片內(nèi)信息；在系統(tǒng)電可擦除和可重復(fù) 編程，而不需要特殊的高電壓；非易失性存儲(chǔ)器具有成本低、密度大的特點(diǎn)。其獨(dú)特的性能 使其廣泛地運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域，包括嵌入式系統(tǒng)，如PC及外設(shè)、電信交換機(jī)、蜂窩電話、網(wǎng)絡(luò) 互聯(lián)設(shè)備、儀器儀表和汽車(chē)器件，同時(shí)還包括新興的語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類(lèi)產(chǎn)品，如數(shù)字相 機(jī)、數(shù)字錄音機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理。目前的非易失性存儲(chǔ)器中，位線和字線通常呈正交構(gòu)造，該構(gòu)造有助于存儲(chǔ)單元 面積的降低。在中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200910002581. 1中就提及了一種具有正交位線和字線結(jié)構(gòu) 的非易失性存儲(chǔ)器。參照?qǐng)D1所示，所述非易失性存儲(chǔ)器中，在襯底11表面形成有沿第一 方向延伸的位線14以及沿第二方向延伸的字線16，所述第一方向和第二方向正交，所述字 線14和位線16間形成有絕緣層15。在各位線14之間形成有絕緣層12，所述絕緣層12具 有ONO疊層結(jié)構(gòu)，其依次包括氧化層12A、氧化層12A上的氮化層12B以及氮化層12B上的 氧化層12C。所述絕緣層12位于字線16下的部分還作為柵極(圖未示)絕緣層發(fā)揮作用?，F(xiàn)有的一種非易失性存儲(chǔ)器的制造方法，是先形成位線再形成與之正交的字線。 所述形成位線的過(guò)程包括首先在已形成有上述ONO疊層結(jié)構(gòu)的襯底上形成導(dǎo)電層，其通 常為多晶硅。接著，在所述導(dǎo)電層上形成遮擋層，其通常為氮化硅。然后，圖形化所述遮擋 層及導(dǎo)電層，暴露出待形成位線的區(qū)域。以及，對(duì)所述襯底進(jìn)行離子注入，由于有所述遮擋 層的存在，注入的離子僅會(huì)進(jìn)入待形成位線的區(qū)域。在完成離子注入后，所述導(dǎo)電層及遮擋 層的兩側(cè)就形成了位線。在對(duì)基于上述制造方法獲得的非易失性存儲(chǔ)器的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，其位線的電阻較 大。相應(yīng)地，該非易失性存儲(chǔ)器工作時(shí)，位線上擾亂的情況也時(shí)有發(fā)生。并且，該非易失性 存儲(chǔ)器的編程速度和擦除速度也受到影響?；谝陨锨闆r，該非易失性存儲(chǔ)器的可靠性較 低，其在可靠性測(cè)試中的通過(guò)率也較低，影響了該產(chǎn)品的良率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)非易失性存儲(chǔ)器的位線電阻較大影響其可靠性，且不易通過(guò) 可靠性測(cè)試而影響良率的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種位線的制造方法，包括在已形成有ONO疊層結(jié)構(gòu)的襯底上形成第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層上形成第一遮擋層；蝕刻所述第一遮擋層及第一導(dǎo)電層，暴露出待形成位線的區(qū)域；
進(jìn)行第一離子注入形成輕摻雜位線； 繼續(xù)在所述襯底上形成第二遮擋層；
蝕刻所述第二遮擋層，暴露出輕摻雜位線；進(jìn)行第二離子注入形成重?fù)诫s位線。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種非易失性存儲(chǔ)器的制造方法，包括上述位線的制造方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述位線及非易失性存儲(chǔ)器的制造方法具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)兩 步離子注入，特別是第二離子注入進(jìn)一步降低了位線電阻。由于位線電阻的降低，位線擾亂 的情況得以改善，相應(yīng)地，產(chǎn)品良率也獲得了提高。并且，位線電阻的降低，也使得編程及擦 除的速度得以提高。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種具有正交位線和字線結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)器；圖2是本發(fā)明位線的制造方法的一種實(shí)施方式流程圖；圖3至圖12是本發(fā)明非易失性存儲(chǔ)器的制造方法的一種實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D3所示，本發(fā)明位線的制造方法的一種實(shí)施方式包括步驟Si，在已形成有ONO疊層結(jié)構(gòu)的襯底上形成第一導(dǎo)電層；步驟s2，在第一導(dǎo)電層上形成第一遮擋層；步驟S3，蝕刻所述第一遮擋層及第一導(dǎo)電層，暴露出待形成位線的區(qū)域；步驟s4，進(jìn)行第一離子注入形成輕摻雜位線；步驟s5，繼續(xù)在所述襯底上形成第二遮擋層；步驟s6，蝕刻所述第二遮擋層，暴露出輕摻雜位線；步驟s7，進(jìn)行第二離子注入形成重?fù)诫s位線。上述位線的制造方法的實(shí)施方式中，通過(guò)兩步離子注入來(lái)形成具有低電阻的位 線。在兩步離子注入之間，通過(guò)形成第二遮擋層使得第二離子注入的控制更精確。具體地 說(shuō)，通過(guò)第二遮擋層，可以有效地控制第二離子注入的區(qū)域。以下通過(guò)一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器的部分制造過(guò)程的舉例對(duì)上述位線的制造方法進(jìn) 行進(jìn)一步說(shuō)明。所述非易失性存儲(chǔ)器的制造實(shí)施例中先形成位線，后形成與位線方向正交的字 線。參照?qǐng)D3所示，在已形成有ONO疊層結(jié)構(gòu)101的襯底100上形成第一導(dǎo)電層102。 所述襯底100可以為已形成有深阱、隔離結(jié)構(gòu)等的半導(dǎo)體襯底。此處省略襯底100中結(jié)構(gòu)說(shuō) 明，但并非用以限定所述襯底100。所述ONO疊層結(jié)構(gòu)101包括氧化層101a、氧化層IOla 上的氮化層101b、氮化層IOlb上的氧化層101c。所述氮化層IOlb可以為氮化硅，氧化層 IOla和IOlc可以為二氧化硅。所述ONO疊層結(jié)構(gòu)101作為后續(xù)形成的各位線之間的絕緣 層。所述第一導(dǎo)電層102的材料可以為多晶硅，形成所述多晶硅的方法可以采用化學(xué)氣相 沉積的方法。所述多晶硅的厚度可以根據(jù)非易失性存儲(chǔ)器實(shí)際的設(shè)計(jì)需求而定，相應(yīng)地，形 成多晶硅時(shí)的溫度也可根據(jù)厚度及制程效率的需求而定。以下僅為舉例，并非用以限定，例 如，所述多晶硅的厚度可以為650 750埃(A )，溫度可以為500 600°C。
可選地，還可對(duì)所述多晶硅進(jìn)行摻雜，以降低電阻。參照?qǐng)D4所示，在第一導(dǎo)電層102上形成第一遮擋層103。所述第一遮擋層103 用于后續(xù)的離子注入過(guò)程中保護(hù)其下的第一導(dǎo)電層102，隔離所述第一導(dǎo)電層102和摻雜 離子。所述第一遮擋層103的材料可以為氮化硅(SiN)形成所述氮化硅的方法可以采用化 學(xué)氣相沉積的方法。所述氮化硅的厚度需考慮其在后續(xù)離子注入過(guò)程中的損耗及對(duì)第一導(dǎo) 電層102的保護(hù)而定，相應(yīng)地，形成氮化硅時(shí)的溫度也可根據(jù)厚度及制程效率的需求而定。 以下僅為舉例，并非用以限定，例如，所述氮化硅的厚度可以為400 500埃，溫度可以為 650 750O。參照?qǐng)D5所示，依次蝕刻所述第一遮擋層103、第一導(dǎo)電層102及ONO疊層結(jié)構(gòu)101 至暴露出襯底100。所述被暴露出的襯底100的區(qū)域就是將要形成位線的區(qū)域。所述蝕刻 可以采用干法蝕刻的方法。參照?qǐng)D6所示，進(jìn)行再氧化工藝，在所述襯底100表面形成氧化層104。所述氧化 層104用于修補(bǔ)之前的蝕刻對(duì)第一導(dǎo)電層103及ONO疊層結(jié)構(gòu)101中的氧化層IOlc的損 傷，同時(shí)也可對(duì)第一導(dǎo)電層103及ONO疊層結(jié)構(gòu)101的側(cè)壁提供保護(hù)。所述氧化層104可 以為二氧化硅，形成所述二氧化硅的方法可以采用快速熱氧化、爐管干式氧化等方法。以快 速熱氧化為例，所述快速熱氧化的溫度可以為1000 1100°C，所形成的二氧化硅的厚度可 以為20 30埃。參照?qǐng)D7所示，在再氧化工藝形成氧化層104后，蝕刻所述氧化層104至再次暴露 出待形成位線的區(qū)域，并且去除第一遮擋層103上的氧化層104，僅保留ONO疊層結(jié)構(gòu)101、 第一導(dǎo)電層102及第一遮擋層103側(cè)面的氧化層104。所述蝕刻可以采用干法蝕刻的方法。繼續(xù)參照?qǐng)D7所示，隨后，沿箭頭方向?qū)λ鲆r底100進(jìn)行第一離子注入。所述暴 露出的區(qū)域，即待形成位線的區(qū)域的電阻就會(huì)因摻雜離子的注入而減小，形成輕摻雜位線 105a，但此時(shí)位線并未最終形成，后續(xù)還將進(jìn)行另一步離子注入。所述第一離子注入的摻雜 離子可以為砷(As)，注入能量可以為15 20kev，所述第一離子注入的傾斜角為0，即與待 形成位線區(qū)域成垂直角度的注入，注入劑量可以為1. 5X IOVcm2 2X105/cm2。參照?qǐng)D8所示，在第一離子注入后的襯底100表面繼續(xù)形成第二遮擋層106。所述 第二遮擋層106的材料可以為二氧化硅，形成所述二氧化硅的方法可以采用低壓化學(xué)氣相 沉積的方法。例如，以正硅酸乙脂(TEOS)和氮?dú)?N2)在低壓化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)爐管中 生成二氧化硅。反應(yīng)溫度可以為600 700°C，所述二氧化硅的厚度可以為150 250埃。參照?qǐng)D9所示，蝕刻所述第二遮擋層106至暴露出輕摻雜位線105a，且去除第一 遮擋層103上的第二遮擋層106，僅保留ONO疊層結(jié)構(gòu)101、第一導(dǎo)電層102及第一遮擋層 103、氧化層104側(cè)面的第二遮擋層106。所述蝕刻可以采用干法蝕刻的方法。參照?qǐng)D10所示，隨后，沿箭頭方向?qū)λ鲆r底100進(jìn)行第二離子注入。所述輕摻 雜位線10 經(jīng)過(guò)所述第二離子注入形成重?fù)诫s位線10 ，其電阻進(jìn)一步降低，即形成了最 終的位線10恥。所述第二離子注入的摻雜離子可以為砷(As)，注入能量可以為20kev，所 述第二離子注入的傾斜角為0，即與輕摻雜位線10 成垂直角度的注入，注入劑量可以根 據(jù)實(shí)際的位線電阻的設(shè)計(jì)需求而采用相應(yīng)合適的值，例如可以為2X IO1Vcm2或4X1013/Cm2 或 4. 5 X IO1Vcm2 或 5 X IO1Vcm2。參照?qǐng)D11所示，在形成位線10 之后，在位線10 表面填充絕緣層107。所述絕緣層107用于位線10 與后續(xù)形成的字線間的絕緣。所述絕緣層107的材料可以為純二 氧化硅(USG)，形成所述純二氧化硅的方法可以采用低壓化學(xué)氣相沉積的方法。具體地說(shuō)，首先形成覆蓋所述襯底100表面的較厚的純二氧化硅。隨后，對(duì)所形成 的純二氧化硅進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨已平整表面并減薄所述純二氧化硅的厚度。接著，還可進(jìn) 行濕法的剝離工藝以去除第一遮擋層103及部分純二氧化硅。參照?qǐng)D12所示，在填充絕緣層107后，繼續(xù)在襯底100表面形成第二導(dǎo)電層108。 所述第二導(dǎo)電層108作為字線金屬層。所述第二導(dǎo)電層108的材料可以為多晶硅，形成所 述多晶硅的方法可以采用化學(xué)氣相沉積的方法。后續(xù)，通過(guò)蝕刻所述第二導(dǎo)電層108就可 形成字線圖形。為驗(yàn)證上述實(shí)施例位線的制造方法的效果，對(duì)由現(xiàn)有技術(shù)位線的制造方法獲得的 非易失性存儲(chǔ)器以及上述實(shí)施例位線的制造方法獲得的非易失性存儲(chǔ)器的位線進(jìn)行了電 阻值的對(duì)比檢測(cè)，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)相應(yīng)非易失性存儲(chǔ)器的位線電阻為251 Ω，而上述實(shí) 施例相應(yīng)非易失性存儲(chǔ)器的位線電阻下降到了 230 Ω。由此也可證實(shí)，通過(guò)上述實(shí)施例位線 的制造方法的兩步離子注入使得位線電阻得到了進(jìn)一步的降低。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。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)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng) 當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種位線的制造方法，其特征在于，包括在已形成有ONO疊層結(jié)構(gòu)的襯底上形成第一導(dǎo)電層； 在第一導(dǎo)電層上形成第一遮擋層；蝕刻所述第一遮擋層及第一導(dǎo)電層，暴露出待形成位線的區(qū)域；進(jìn)行第一離子注入形成輕摻雜位線；繼續(xù)在所述襯底上形成第二遮擋層；蝕刻所述第二遮擋層，暴露出輕摻雜位線；進(jìn)行第二離子注入形成重?fù)诫s位線。
2.如權(quán)利要求1所述的位線的制造方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電層的材料為多晶 硅，形成所述多晶硅的方法為化學(xué)氣相沉積。
3.如權(quán)利要求2所述的位線的制造方法，其特征在于，所述多晶硅的厚度為650 750 埃，形成多晶硅的溫度為500 600°C。
4.如權(quán)利要求1所述的位線的制造方法，其特征在于，所述第一遮擋層的材料為氮化 硅，形成氮化硅的方法為化學(xué)氣相沉積。
5.如權(quán)利要求4所述的位線的制造方法，其特征在于，所述氮化硅的厚度為400 500 埃，形成氮化硅的溫度為650 750°C。
6.如權(quán)利要求1所述的位線的制造方法，其特征在于，所述第一離子注入采用As，注入能量為15 20kev，所述第一離子注入的傾斜角為0，注入劑量為1. 5X105/cm2 2X IO5/2cm ο
7.如權(quán)利要求1所述的位線的制造方法，其特征在于，所述第二遮擋層的材料為二氧 化硅，形成所述二氧化硅的方法為低壓化學(xué)氣相沉積。
8.如權(quán)利要求1所述的位線的制造方法，其特征在于，所述第二離子注入采用As，注入 能量為15 20kev，所述第二離子注入的傾斜角為0，注入劑量為2X IO1Vcm2或4X IO13/ cm2 或 4. 5X IO1Vcm2 或 5X 1013/cm2。
9.一種包括權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述的位線的制造方法的非易失性存儲(chǔ)器的制造方法。
全文摘要
一種位線及非易失性存儲(chǔ)器的制造方法。所述位線的制造方法包括在已形成有ONO疊層結(jié)構(gòu)的襯底上形成第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層上形成第一遮擋層；蝕刻所述第一遮擋層及第一導(dǎo)電層，暴露出待形成位線的區(qū)域；進(jìn)行第一離子注入形成輕摻雜位線；繼續(xù)在所述襯底上形成第二遮擋層；蝕刻所述第二遮擋層，暴露出輕摻雜位線；進(jìn)行第二離子注入形成重?fù)诫s位線。所述位線的制造方法能獲得低電阻的位線，從而減少位線擾亂、提高編程/擦除速度，也提高了可靠性檢測(cè)良率。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102087991SQ200910199988
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者金泰圭, 金鐘雨 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司