專利名稱：氮化只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體組件的結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別是關(guān)于一種氮化只讀存儲(chǔ)器(nitride read only memory；NROM)的結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路技術(shù)的提升以及信息產(chǎn)品應(yīng)用的普及，使得半導(dǎo)體組件日益重要。其中存儲(chǔ)器在信息產(chǎn)品的應(yīng)用中扮演關(guān)鍵性的角色，特別是具有優(yōu)越數(shù)據(jù)保存特性的閃存已逐漸成為非揮發(fā)性存儲(chǔ)器市場(chǎng)的主流。然而由于半導(dǎo)體組件線寬日益縮小，基于省電設(shè)計(jì)考慮、數(shù)據(jù)信號(hào)位準(zhǔn)遞降以及外界噪聲的干擾等問(wèn)題，造成寫入或抹除數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，不容易精確控制閃存的信號(hào)位準(zhǔn)。換言之，無(wú)法在閃存晶胞中有效地寫入電子或抹除電子。
典型的氮化只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)為在基底上依序有底氧化層、氮化硅層、頂氧化層與導(dǎo)體層所形成的堆棧結(jié)構(gòu)，而在此堆棧結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底中各有一個(gè)源極/漏極，作為位線之用。在氮化只讀存儲(chǔ)器中，氮化硅層扮演傳統(tǒng)閃存的浮置柵(floating gate)，用來(lái)儲(chǔ)存代表「0」或「1」的電荷。而導(dǎo)體層則扮演傳統(tǒng)閃存的控制柵(control gate)，作為字線之用。
在美國(guó)專利第5,966,603號(hào)中，為了延長(zhǎng)氮化硅層的儲(chǔ)存電荷的時(shí)間與位線電容，在位線(亦即源極/漏極)的表面以熱氧化法形成位線氧化層(bit line oxide)，并同時(shí)氧化氮化硅層的周緣暴露出來(lái)的部分。但是此種制造方式造成源極/漏極的嚴(yán)重橫向擴(kuò)散，使組件的縮小化的極限受至相當(dāng)?shù)南拗啤?br>
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的主要目的是提供一種氮化只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，以增加其所儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的保留時(shí)間。
本發(fā)明的另一目的是提供一種氮化只讀存儲(chǔ)器的制造方法，以減少其制造過(guò)程的熱預(yù)算。
本發(fā)明的又一目的是提供一種氮化只讀存儲(chǔ)器的制造方法，以限制源極/漏極的橫向擴(kuò)散。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種氮化只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)至少包括位于基底上的柵介電復(fù)層、位于柵介電復(fù)層表面的氧化硅層、位于柵介電復(fù)層的兩側(cè)基底中的位線氧化層、位于位線氧化層下方基底中的源極/漏極與橫越柵介電復(fù)層與位線氧化層之上的柵極。其中柵介電復(fù)層是由底氧化層、氮化硅層與頂氧化層所組成，而氧化硅層是由化學(xué)氣相沉積法所沉積而成。
而上述氮化只讀存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法至少包括在基底上依序形成底氧化層、氮化硅層與頂氧化層，然后圖案化頂氧化層、氮化硅層與底氧化層以形成柵介電復(fù)層。接著以柵介電復(fù)層為掩膜，注入離子于基底中以形成源極/漏極于柵介電復(fù)層的兩側(cè)基底中。以化學(xué)氣相沉積法在柵介電復(fù)層與源極/漏極上沉積共形的氧化硅層，再進(jìn)行熱氧化法以氧化未被柵介電復(fù)層所覆蓋的該基底的表面以形成多個(gè)位線氧化層。然后形成跨越柵介電復(fù)層與源極/漏極之上的柵極。
依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例，上述覆蓋柵介電復(fù)層的氧化硅層較佳為高溫氧化層(high-temperature-oxide；HTO)。
如上所述，本發(fā)明利用以化學(xué)氣相沉積法所沉積的氧化硅層將柵介電復(fù)層的表面覆蓋起來(lái)。所以當(dāng)形成橫越柵介電復(fù)層的柵極時(shí)，柵極不會(huì)和柵介電復(fù)層的氮化硅層直接接觸，造成在氮化硅層內(nèi)儲(chǔ)存的電荷流出來(lái)。如此可增加?xùn)沤殡姀?fù)層儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的時(shí)間，確保儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。此外，因?yàn)楦采w柵介電復(fù)層的氧化硅層的形成方法為化學(xué)氣相沉積法，所以可以減少熱預(yù)算，并減少源極/漏極的橫向擴(kuò)散，以增加集成電路的集成度。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下
圖1A-1E是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種氮化只讀存儲(chǔ)器的制造流程剖面圖。
圖中符號(hào)說(shuō)明100 基底110、115 底氧化層120、125 氮化硅層130、135 頂氧化層140 源極/漏極150 氧化硅層160 位線氧化層170 柵極具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1A-1E，其繪示依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種氮化只讀存儲(chǔ)器的制造流程剖面圖。
在圖1A中，在基底100上依序形成底氧化層110、氮化硅層120與頂氧化層130。其中底氧化層110較佳為使用熱氧化法來(lái)形成，氮化硅層120較佳為使用低壓化學(xué)氣相沉積法來(lái)形成。然后再進(jìn)行熱氧化法將氮化硅層120的表層氧化成頂氧化層130，所以氮化硅層120的初始沉積厚度必須較厚，以補(bǔ)償后來(lái)因氧化而被損耗的部分。而底氧化層110與項(xiàng)氧化層130形成后的氮化硅層120的厚度，較佳分別約為50-90埃與40-70埃。
在圖1B中，進(jìn)行光刻工藝來(lái)圖案化頂氧化層130、氮化硅層120與底氧化層110以形成柵介電復(fù)層，柵介電復(fù)層是由底氧化層115、氮化硅層125與項(xiàng)氧化層135所組成。然后以柵介電復(fù)層為掩膜，對(duì)暴露出的基底100進(jìn)行離子注入以形成源極/漏極140作為位線之用。
在圖1C中，以化學(xué)氣相沉積法沉積一層共形的(conformal)氧化硅層150。氧化硅層150較佳為高溫氧化層，其形成方法例如為使用低壓化學(xué)氣相沉積法來(lái)沉積，可使用四乙氧基硅酸鹽(tetraethoxysilicate；TEOS)/氧氣或二氯硅甲烷(SiH2Cl2)/一氧化二氮(N2O)在攝氏600-750度下進(jìn)行沉積。氧化硅層150與頂氧化層135合起來(lái)的厚度，以配合上述的底氧化硅層110與氮化硅層120的厚度(請(qǐng)見(jiàn)圖1A的說(shuō)明)為例，較佳約為70-100埃。
在圖1D中，進(jìn)行熱氧化法以氧化未被柵介電復(fù)層所覆蓋的基底100表面，形成位線氧化層160。因?yàn)榈鑼?25的周緣已經(jīng)被氧化硅層150所覆蓋，所以此熱氧化步驟不需要花額外的時(shí)間來(lái)確保氮化硅層125的周緣已經(jīng)被熱氧化出一層氧化硅層，因此可限制住源極/漏極140的橫向擴(kuò)散(lateral diffusion)。
在圖1E中，形成導(dǎo)體層，再進(jìn)行光刻步驟以將其圖案化形成柵極170。柵極170的走向和源極/漏極140(亦即位線)的走向是互相垂直的。導(dǎo)體層的材質(zhì)例如可為多晶硅或是多晶硅化金屬(polycide)，其形成方法例如可為化學(xué)氣相沉積法。
由上述本發(fā)明較佳實(shí)施例可知，本發(fā)明利用以化學(xué)氣相沉積法所形成的氧化硅層將柵介電復(fù)層的表面覆蓋起來(lái)。所以當(dāng)形成橫越柵介電復(fù)層的柵極時(shí)，柵極不會(huì)和柵介電復(fù)層的氮化硅層直接接觸，造成在氮化硅層內(nèi)儲(chǔ)存的電荷流出來(lái)。如此可增加?xùn)沤殡姀?fù)層儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的時(shí)間，確保儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。此外因?yàn)楦采w柵介電復(fù)層的氧化硅層的形成方法為化學(xué)氣相沉積法，所以可以減少熱預(yù)算并減少源極/漏極的橫向擴(kuò)散以增加集成電路的集成度。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，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)，當(dāng)可作各種更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書并結(jié)合說(shuō)明書及附圖所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種氮化只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少包括一柵介電復(fù)層位于一基底上；共形的一氧化硅層位于該柵介電復(fù)層的表面；二位線氧化層位于該柵介電復(fù)層的兩側(cè)該基底中；二源極/漏極分別位于該些位線氧化層下方的兩側(cè)該基底中；以及一柵極跨越該柵介電復(fù)層與該二位線氧化層之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，其特征在于該柵介電復(fù)層是由一底氧化層、一氮化硅層與一頂氧化層所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，其特征在于該氧化硅層是以化學(xué)氣相沉積法所形成的氧化硅層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，其特征在于該氧化硅層包括一高溫氧化層。
5.一種氮化只讀存儲(chǔ)器的制造方法，該方法至少包括形成一底氧化層于一基底上；形成一氮化硅層于該氧化硅層上；形成一頂氧化層于該氮化硅層上；圖案化該頂氧化層、該氮化硅層與該底氧化層，以形成一柵介電復(fù)層；以該柵介電復(fù)層為掩膜，注入離子于該基底中，以形成二源極/漏極于該柵介電復(fù)層的兩側(cè)該基底中；沉積共形的一氧化硅層于該柵介電復(fù)層與該源極/漏極上；進(jìn)行熱氧化法以氧化未被該柵介電復(fù)層所覆蓋的該基底的表面以形成多個(gè)位線氧化層；形成一導(dǎo)電層于該基底上；以及圖案化該導(dǎo)電層以形成一柵極跨越該柵介電復(fù)層與該源極/漏極上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于形成該氧化硅層的方法包括化學(xué)氣相沉積法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氮化只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該化學(xué)氣相沉積法所用的反應(yīng)氣體包括四乙氧基硅酸鹽與氧氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氮化只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該化學(xué)氣相沉積法所用的反應(yīng)氣體包括二氯硅甲烷與一氧化二氮。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該導(dǎo)電層包括以化學(xué)氣相沉積法所形成的一多晶硅層。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于該導(dǎo)電層包括以化學(xué)氣相沉積法所形成的多晶硅化金屬。
全文摘要
一種氮化只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)及其制造方法。此結(jié)構(gòu)至少包括位于基底上的柵介電復(fù)層、位于柵介電復(fù)層表面的氧化硅層、位于柵介電復(fù)層的兩側(cè)基底中的位線氧化層、位于位線氧化層下方基底中的源極/漏極與橫越柵介電復(fù)層與位線氧化層之上的柵極。其中柵介電復(fù)層是由底氧化層、氮化硅層與頂氧化層所組成，而氧化硅層是由化學(xué)氣相沉積法所沉積而成。本發(fā)明可以減少熱預(yù)算，并減少源極/漏極的橫向擴(kuò)散，以增加集成電路的集成度。
文檔編號(hào)H01L21/8246GK1420567SQ01136199
公開(kāi)日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2001年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月21日
發(fā)明者劉振欽 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司