專利名稱：紫外線程序化的p型罩幕式只讀存儲器及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明是有關于一種只讀存儲器(read only memory，簡稱ROM)的制造方法，且特別有關于一種紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器(UV-programmed P-type mask ROM)及其制造方法。
然而，在電路集成化的要求愈來愈高、電路元件的設計也往縮小化發(fā)展后，上述的P型罩幕式只讀存儲器于操作時，會因為線距過小，而使位線之間發(fā)生高漏電流(Current Leakage)。為解決上述問題，公知技術(shù)又提出一種P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，主要是在完成位線與字符線的制作之后，施行一全面抹除植入工藝(Blanket ErasingImplantation)，以增加原本屬于淡摻雜的N型井的濃度，借以改善漏電流的問題。
但是，公知技術(shù)改良過的方法卻容易因其中的全面抹除植入工藝的植入劑量(Dosage)的控制偏差，而產(chǎn)生缺失。也就是說，當全面抹除植入工藝的植入劑量不足時，仍然會有漏電流的問題；而當植入劑量太高時，又會因為植入N型井的摻質(zhì)(Dopant)橫向擴散至通道(Channel)，而產(chǎn)生短通道效應(Short Channel Effect)。
本發(fā)明的再一目的是提供一種紫外線抹除的P型罩幕式只讀存儲器及其制造方法，其不會有公知技術(shù)因全面抹除植入工藝的植入劑量不足，而仍存在的位線間漏電流問題。
本發(fā)明的另一目的是提供一種紫外線抹除的P型罩幕式只讀存儲器及其制造方法，其不會有公知技術(shù)因全面抹除植入工藝的植入劑量太高，而產(chǎn)生的短通道效應。
根據(jù)上述與其它目的，本發(fā)明提出一種紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，此方法先提高所有存儲單元(Memory Cell)的起始電壓(Threshold Voltage)，使所有存儲單元都處于難以導通的第一邏輯狀態(tài)(0或1)，例如形成一濃摻雜井(Heavily Doped Well)。然后，于基底上形成一電荷陷入層(Charge Trapping Layer)，電荷陷入層例如是一氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO)復合層的堆棧式(Stacked)結(jié)構(gòu)。接著，于濃摻雜井中形成位線，再于位線上形成絕緣層，其例如是一熱氧化層。之后，于基底上形成一層導體層，再圖案化此導體層以形成字符線，其中字符線的蝕刻終止于氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO)電荷陷入層的底氧化層(Bottom Oxide)，且字符線下方的各位線間的基底作為多個存儲單元。然后，于基底上形成可阻擋紫外線的材料層，其例如是可吸收紫外線的材料層，且此材料層具有數(shù)個開口位于欲儲存第二邏輯值(1或0)的存儲單元的字符線上，隨后用紫外線照射基底，使電子注入這些開口下的氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO)電荷陷入層，以進行程序化。
本發(fā)明另外提出一種紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器，包括一濃摻雜井的基底、位于濃摻雜井中的位線、橫跨于位線上的字符線、位于濃摻雜井與字符線之間的氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO)電荷陷入層，以及位于基底上可阻擋紫外線的材料層，其中字符線下方的各位線間的基底作為多個存儲單元，且可阻擋紫外線的材料層例如是一可吸收紫外線的材料層。此材料層具有數(shù)個開口位于部分的存儲單元上，且這些存儲單元是以紫外線寫入。
由于本發(fā)明是將所有存儲單元形成在濃摻雜井上，再使用紫外線照射基底以進行程序化，故得以大幅減少位線之間的漏電流。
此外，由于只有氮化硅層具有儲存電子的功效，所以當本發(fā)明使用紫外線照射基底時，只限開口下方的字符線下的氧化硅/氮化硅/氧化硅電荷陷入層能夠儲存電子，而使開口下的存儲單元的起始電壓降低，且不會產(chǎn)生短通道效應。
10基底100濃摻雜井102電荷陷入層104底氧化層106氮化層108頂氧化層110位線112熱氧化層114字符線116保護層118抗反射層120內(nèi)層介電層122可吸收紫外線的材料層124開口126紫外線128a被紫外線寫入的區(qū)域128b處于“0”的狀態(tài)之存儲單元130接觸窗插塞

圖1A～圖6A與圖1B～圖6B分別是依照本發(fā)明的較佳實施例一種紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造流程剖面圖與俯視圖。
請參照圖1A與圖1B，在基底10上先形成一N型的濃摻雜井(Heavily Doped Well)100，以提高之后形成的所有存儲單元(MemoryCell)的起始電壓(Threshold Voltage)，使所有存儲單元處于“0”的狀態(tài)。其中，如以磷為摻質(zhì)形成濃摻雜井100，其條件是360KeV的植入能量及2.5×1013～5×1013atom/cm2的劑量，或是60KeV的植入能量及5×1012～9×1012atom/cm2的劑量。接著再于基底10上形成一電荷陷入層(Trapping Layer)102，其中電荷陷入層102是由一底氧化層(Bottom Oxide)104、一氮化層106與一頂氧化層(Top Oxide)108所構(gòu)成，也就是氧化硅/氮化硅/氧化硅(Oxide-Nitride-Oxide，簡稱ONO)層。接著，利用圖案化工藝使部分欲形成位線的基底10表面暴露出來。隨后，進行植入工藝以于濃摻雜并100中形成位線110。以上工藝的詳細剖面圖如圖1A所示，而圖1B是其陣列(Array)的俯視圖。
然后，請參照圖2A與圖2B，于位線110上形成熱氧化層112，以隔絕位線110與后續(xù)形成的字符線。
接著，請參照圖3A與圖3B，于基底10上形成字符線114，其詳細工藝譬如于基底10上先形成一層導體層，其材質(zhì)例如是多晶硅。然后，圖案化此導體層，以形成橫跨并垂直位線110的字符線114，其中圖案化字符線114時蝕刻終止于電荷陷入層102的底氧化層104，因此氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO)電荷陷入層102只存在于字符線114正下方。此時位在字符線114下方的位線110之間的基底10作為多個存儲單元然后，請參照圖4A與圖4B，于基底10上形成可吸收紫外線的材料層122，這個材料層122可以與外圍電路的接觸窗工藝整合，而包括一層保護層116、一層抗反射層(Anti-Reflection Coating，簡稱ARC)118與一層內(nèi)層介電層(Inter-Layer Dielectrics，簡稱ILD)120，其中抗反射層118的制造方法譬如是化學氣相沉積法。于圖4B所顯示的是能看出字符線與位線位置的俯視圖，之后的圖5B與圖6B也一樣。
隨后，請參照圖5A與圖5B，于被選出的存儲單元上的材料層122中形成數(shù)個開口124，而被選出的存儲單元為欲儲存電子位“1”(e-bit(1))的存儲單元。然后，再使用紫外線126照射基底10，使電子注入開口124下的氧化硅/氮化硅/氧化硅(ONO)電荷陷入層102，以進行程序化(“0”R“1”)，而形成被紫外線寫入的存儲單元128a。相對來說，請參照圖5B，上方未形成開口的存儲單元即為處于“0”的狀態(tài)的存儲單元128b。由于只有氧化硅/氮化硅/氧化硅電荷陷入層102中的氮化硅層106具有儲存電子的功效，所以當本發(fā)明使用紫外線126照射基底10時，只在開口124下有氮化硅層106存在的部位的起始電壓被降低。
最后，請參照圖6A與圖6B，如果是在與外圍電路的接觸窗工藝整合的情況下，還包括于開口124中形成一接觸窗插塞130。而于此形成的接觸窗插塞130屬于P型罩幕式只讀存儲器的假圖形(DummyPattem)，并不會影響其操作。
綜上所述，本發(fā)明的特征包括1.本發(fā)明系將所有存儲單元形成在濃摻雜井上，再使用紫外線照射基底以進行程序化，故得以大幅減少位線之間的漏電流。
2.由于只有氮化硅層具有儲存電子的功效，所以當本發(fā)明使用紫外線照射基底時，只限開口下的字符線下的氧化硅/氮化硅/氧化硅電荷陷入層能夠儲存電子，而使其起始電壓被降低，且不會產(chǎn)生短通道效應。
權(quán)利要求
1.一種紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器，其特征是，該只讀存儲器包括一濃摻雜井位于一基底中；多條位線位于該濃摻雜井中；一絕緣層位于該些位線上；多條字符線橫跨于該些位線上，該些字符線下方的該些位線之間的該基底作為多個存儲單元；一電荷陷入層位于該些字符線與該濃摻雜井之間；以及一紫外線阻擋層位于該基底上，該紫外線阻擋層具有多個開口位于部分的該些存儲單元上，且該部分的該些存儲單元是以紫外線寫入。
2.如權(quán)利要求1所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器，其特征是，該濃摻雜井的一摻質(zhì)為磷。
3.如權(quán)利要求1所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器，其特征是，該些被紫外線寫入的存儲單元儲存電子位“1”。
4.如權(quán)利要求1所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器，其特征是，該電荷陷入層包括一氧化硅/氮化硅/氧化硅復合層。
5.如權(quán)利要求1所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器，其特征是，該絕緣層包括一熱氧化層。
6.如權(quán)利要求1所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器，其特征是，該紫外線阻擋層包括一紫外線吸收層。
7.如權(quán)利要求6所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器，其特征是，該紫外線吸收層包括一抗反射層。
8.一種紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該方法包括于一基底中形成一濃摻雜井；于該基底上形成一電荷陷入層；于該濃摻雜井中形成多條位線；位于該些位線上形成一絕緣層；于該基底上形成一導體層；圖案化該導體層，以形成多條字符線橫跨于該些位線上，其中該些字符線下方的該些位線之間的該基底作為多個存儲單元；于該基底上形成一紫外線阻擋層，該紫外線阻擋層具有多個開口位于多個選定的存儲單元上；以及通過紫外線寫入該些選定的存儲單元。
9.如權(quán)利要求8所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該些選定的存儲單元儲存電子位“1”。
10.如權(quán)利要求8所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該濃摻雜井的一摻質(zhì)為磷。
11.如權(quán)利要求10所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該濃摻雜井的一植入能量為360KeV。
12.如權(quán)利要求11所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該濃摻雜井的一植入劑量在2.5×1013～5×1013atom/cm2之間。
13.如權(quán)利要求10所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該濃摻雜井的一植入能量為60KeV。
14.如權(quán)利要求13所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該濃摻雜井的一植入劑量在5×1012～9×1012atom/cm2之間。
15.如權(quán)利要求8所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該電荷陷入層包括一氧化硅/氮化硅/氧化硅復合層。
16.如權(quán)利要求15所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，圖案化該導體層的步驟中是以該氧化硅/氮化硅/氧化硅復合層的一底氧化層作為一蝕刻終止層。
17.如權(quán)利要求8所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該絕緣層包括一熱氧化層。
18.如權(quán)利要求8所述的紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該紫外線阻擋層包括一紫外線吸收層。
19.如權(quán)利要求18所述的紫外線抹除的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，該紫外線吸收層包括一抗反射層。
20.如權(quán)利要求19所述的紫外線抹除的P型罩幕式只讀存儲器的制造方法，其特征是，形成該抗反射層的方法包括化學氣相沉積法。
全文摘要
一種紫外線程序化的P型罩幕式只讀存儲器及其制造方法，是先提高所有存儲單元的起始電壓，使所有存儲單元均處于難以導通的第一邏輯狀態(tài)(0或1)，以避免位線之間發(fā)生漏電流。然后，待位線與字符線形成后，使用紫外線照射欲儲存第二邏輯值(1或0)的存儲單元，使電子注入其中的氮化層，以進行程序化。
文檔編號H01L21/8246GK1450646SQ0210604
公開日2003年10月22日 申請日期2002年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月9日
發(fā)明者郭東政, 劉建宏, 潘錫樹, 黃守偉 申請人:旺宏電子股份有限公司