專利名稱：閃存器件的多晶字線頂端區(qū)域的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種閃存器件(flash)的多晶字線頂端區(qū) 域的制作方法。
背景技術(shù)：
閃存器件作為存儲(chǔ)器 件的一種，被廣泛應(yīng)用。在閃存器件中，需要對(duì)多晶進(jìn)行刻 蝕，形成若干條字線(WL，Word Line)層，并且該多晶字線的頂端排列成圣誕樹形狀，以連接 接觸孔與上層的金屬層互連。在閃存器件制作過(guò)程中，為了引離在后段工藝中對(duì)金屬的離 子刻蝕過(guò)程中所產(chǎn)生電荷損傷，需要對(duì)多晶WL層頂端區(qū)域中的奇數(shù)字線多晶通過(guò)雙二極 管結(jié)構(gòu)(DD，Double Diode)連接到器件硅襯底上。圖1為現(xiàn)有技術(shù)閃存器件的奇數(shù)多晶字線頂端區(qū)域(包括多晶字線及其連接的雙 二極管)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，包括步驟1、在P型器件硅襯底101上形成雙阱，即形成N阱和P阱；在本步驟中，形成的N阱由深層N阱和N阱組成，結(jié)深比所形成的P阱的結(jié)深要深， 比如深一倍以上；這樣形成的NP結(jié)可以承受更高的電壓；步驟2、在P型器件硅襯底101上形成淺槽隔離(STI) 102 ；步驟3、形成奇數(shù)多晶字線，其中奇數(shù)多晶字線頂端成圣誕樹形狀，以通過(guò)接觸孔 經(jīng)上層的金屬層與雙二極管結(jié)構(gòu)連接；步驟4、通過(guò)離子注入先后形成P型源極區(qū)103和P型漏極區(qū)105、N型柵極區(qū)104， 形成雙二極管結(jié)構(gòu)；步驟5、對(duì)奇數(shù)多晶字線、P型源極區(qū)103、N型柵極區(qū)104和P型漏極區(qū)105形成 接觸孔后，其中奇數(shù)多晶字線和P型源極區(qū)103分別通過(guò)接觸孔與同一金屬層107連接；在本步驟中，將奇數(shù)多晶字線通過(guò)接觸孔經(jīng)上層的金屬層與雙二極管結(jié)構(gòu)連接 了。在圖1中，示出了通過(guò)接觸孔106和金屬層107互連的在STI 102形成的奇數(shù)多 晶字線上和P型源極區(qū)103。在該結(jié)構(gòu)中，雙二極管的區(qū)域?yàn)镻型源極區(qū)103和N阱形成的PN結(jié)，以及N阱和 P型器器件硅襯底101形成的NP結(jié)。與奇數(shù)多晶字線不同，閃存器件的偶數(shù)多晶字線不與雙二極管結(jié)構(gòu)相連接。雖然奇數(shù)多晶字線相連接的雙二極管結(jié)構(gòu)對(duì)減輕閃存器件制作過(guò)程中的離子損 傷有很大幫助，但是，這樣制作的閃存器件在應(yīng)用時(shí)，由于奇數(shù)多晶字線中雙二極管區(qū)域PN 結(jié)較淺，容易形成擊穿，出現(xiàn)漏電流，從而導(dǎo)致加在與其相連接的奇數(shù)多晶字線上的電壓下 降。具體地，正常情況下，通過(guò)外圍電路在多晶字線上施加IOV電壓，由于多晶電阻的存在， 在該多晶字線的頂端的壓降為9. 5V左右，這個(gè)時(shí)候閃存器件是能夠正常工作的。但是由于 雙二極管結(jié)構(gòu)的漏電流的存在，在與其相連接的奇數(shù)多晶字線的頂端的壓降會(huì)大大降低到 7 8伏，而偶數(shù)多晶字線由于沒(méi)有與雙二極管相連接，所以其頂端壓降仍保持在9. 5伏左右，這樣，奇數(shù)多晶字線和偶數(shù)多晶字線上的壓降不匹配，而導(dǎo)致閃存器件在應(yīng)用端，譬如 在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)很容易出現(xiàn)失效
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種閃存器件的多晶字線頂端區(qū)域的制作方法，該方法 能夠保證所制造的閃存器件在應(yīng)用端具有更好的可靠性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種閃存器件的多晶字線頂端區(qū)域的制作方法，適用于閃存器件的多晶字線及連 接的雙二極管結(jié)構(gòu)的制作，包括在P型硅襯底上形成N阱、深層N阱和P阱；在P型硅襯底上形成淺溝槽隔離STI ；在STI上形成多晶字線，其中奇數(shù)多晶字線頂端成圣誕樹形狀，通過(guò)上層的接觸 孔經(jīng)金屬層與雙二極管結(jié)構(gòu)連接；在STI中通過(guò)離子注入，先后在P型源極區(qū)和N阱之間形成P型輕摻雜區(qū)、P型源 極區(qū)和P型漏極區(qū)以及N型柵極區(qū)，構(gòu)成雙二極管結(jié)構(gòu)；對(duì)奇數(shù)多晶字線、P型源極區(qū)、N型柵極區(qū)和P型漏極區(qū)形成上層接觸孔后，其中奇 數(shù)多晶字線和P型源極區(qū)分別通過(guò)上層接觸孔與同一金屬層連接。所述P型輕摻雜區(qū)的摻雜物質(zhì)為硼或氟化硼。所述P型輕摻雜區(qū)的離子注入采用的能量為15 25千電子伏特，劑量為1. 5 2. 5X103原子/每平方厘米，垂直無(wú)傾斜角度注入。所述P型輕摻雜區(qū)的離子注入是和閃存器件的外圍CMOS電路采用輕摻雜漏LDD 工藝的離子注入同時(shí)進(jìn)行的。由上述技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明在制作閃存器件的奇數(shù)多晶字線的圣誕樹形狀的頂 端區(qū)域，包括奇數(shù)多晶字線及其連接的雙二極管結(jié)構(gòu)，采用與閃存器件外圍電路的輕摻雜 漏(LDD)工藝的同時(shí)進(jìn)行的離子注入，在P型源極區(qū)和N阱之間形成P型輕摻雜區(qū)，使得雙 二極管結(jié)構(gòu)中的PN結(jié)結(jié)深加深。這樣，在應(yīng)用端，包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、擦除和讀取，給所制造 的閃存器件施加電壓時(shí)，就不會(huì)由于雙二極管結(jié)構(gòu)的漏電流出現(xiàn)而導(dǎo)致奇數(shù)多晶字線上的 壓降下降，從而使閃存器件的奇數(shù)多晶字線的工作電壓和偶數(shù)多晶字線的工作電壓相同或 相差不大，保證所制造的閃存器件在應(yīng)用端具有更好的可靠性性能。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)閃存器件的奇數(shù)多晶字線頂端區(qū)域(包括多晶字線及其連接的雙 二極管)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的制造閃存器件的奇數(shù)多晶字線頂端區(qū)域的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。從背景技術(shù)可以得知，由于閃存器件的奇數(shù)多晶字線的頂端區(qū)域與雙二極管結(jié)構(gòu)相連接，而該雙二極管結(jié)構(gòu)中較易出現(xiàn)漏電流，從而導(dǎo)致加在與其相連接的奇數(shù)多晶字線 上的電壓下降。因此，在應(yīng)用端，譬如對(duì)閃存器件進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)，需要對(duì)多晶字線施加 一個(gè)更高的電壓，才能與實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)計(jì)的操作。但是，由于偶數(shù)多晶字線的電壓沒(méi)有由于雙 二極管結(jié)構(gòu)的漏電流的存在而電壓下降，所以此時(shí)作用在偶數(shù)多晶字線的 壓降就會(huì)偏高于 預(yù)先設(shè)計(jì)的電壓值，從而出現(xiàn)過(guò)度存儲(chǔ)的失效。閃存器件的奇數(shù)多晶字線頂端區(qū)域相連接的雙二極管結(jié)構(gòu)在應(yīng)用端施加電壓時(shí) 會(huì)產(chǎn)生漏電流的原因是由于該雙二極管結(jié)構(gòu)是的作用是在制程過(guò)程中防止后段離子刻蝕 過(guò)程中產(chǎn)生的電荷對(duì)柵、源漏極層的電荷損傷，因此只要保證后段離子刻蝕過(guò)程中產(chǎn)生的 電荷能夠通過(guò)該雙二極管結(jié)構(gòu)導(dǎo)出到硅襯底上即可，所以在背景技術(shù)中該雙二極管結(jié)構(gòu)的 PN結(jié)結(jié)深制作的都比較淺，這會(huì)導(dǎo)致在應(yīng)用端對(duì)閃存器件施加電壓時(shí)，該雙二極管結(jié)構(gòu)的 PN結(jié)很容易被擊穿(施加的電壓一般都高于該P(yáng)N結(jié)的擊穿電壓)，造成該雙二極管結(jié)構(gòu)的 漏電流產(chǎn)生。因此，本發(fā)明增加閃存器件的奇數(shù)多晶字線頂端區(qū)域相連接的雙二極管結(jié)構(gòu)的PN 結(jié)結(jié)深，采用的方式是在與奇數(shù)多晶字線相連接的雙二極管結(jié)構(gòu)區(qū)域中附加注入P型摻雜 物，P型摻雜物可以為硼或氟化硼。圖2為本發(fā)明提供的制造閃存器件的奇數(shù)多晶字線頂端區(qū)域的方法流程圖，該區(qū) 域包括奇數(shù)多晶字線及其連接的雙二極管結(jié)構(gòu)，其具體步驟為步驟201、在P型器件硅襯底101上形成雙阱，即形成N阱和P阱；在本步驟中，形成的N阱由深層N阱和N阱組成，結(jié)深比所形成的P阱的結(jié)深要深， 比如深一倍以上；步驟202、在P型器件硅襯底101上形成STI102，隔離在同一層通過(guò)離子注入工藝 得到的P型源極區(qū)103、N型柵極區(qū)104和P型漏極區(qū)105 ；步驟203、形成多晶字線，其中奇數(shù)多晶字線頂端成圣誕樹形狀，以通過(guò)接觸孔經(jīng) 金屬層與雙二極管結(jié)構(gòu)連接；在上述步驟中，如何形成STI以及如何形成多晶字線都可以采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)， 這里不再累述；步驟204、通過(guò)離子注入先后在P型源極區(qū)103和N阱之間形成P型輕摻雜區(qū)、P 型源極區(qū)103和P型漏極區(qū)105、N型柵極區(qū)104，構(gòu)成雙二極管結(jié)構(gòu)；在本步驟中，P型輕摻雜區(qū)離子注入的P型摻雜物可以為硼或氟化硼，當(dāng)注入硼 時(shí)，采用的能量為15 25電子伏特，劑量為1.5 2. 5 X IO3原子/每平方厘米，無(wú)傾斜角 度垂直注入；這樣，就可以加深P型源極區(qū)103和N阱形成的PN結(jié)，提高擊穿電壓，防止在閃存 器件的應(yīng)用端出現(xiàn)漏電流。步驟205、對(duì)奇數(shù)多晶字線、P型源極區(qū)103、N型柵極區(qū)104和P型漏極區(qū)105形 成接觸孔后，其中奇數(shù)多晶字線和P型源極區(qū)103分別通過(guò)接觸孔與同一金屬層107連接；在本步驟中，將奇數(shù)多晶字線通過(guò)接觸孔經(jīng)上層的金屬層與雙二極管結(jié)構(gòu)連接 了。可以看出，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，在步驟204中增加了輕攙雜注入，在P型源極區(qū) 103和N阱之間形成P型輕摻雜區(qū)。在具體實(shí)現(xiàn)上，當(dāng)執(zhí)行步驟204時(shí)，與閃存器件的外圍LDD)的離子注入工藝同時(shí)進(jìn)行，也就是與外圍電路CMOS采用 LDD工藝進(jìn)行離子注入的過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。離子注入的條件和P型摻雜物都與閃存器件的外 圍電路區(qū)域CMOS的離子 注入工藝相同，從而避免重新制作一個(gè)光罩，節(jié)省制程步驟，節(jié)省 成本。 以上舉較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所 應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
一種閃存器件的多晶字線頂端區(qū)域的制作方法，適用于閃存器件的多晶字線及連接的雙二極管結(jié)構(gòu)的制作，包括在P型硅襯底上形成N阱、深層N阱和P阱；在P型硅襯底上形成淺溝槽隔離STI；在STI上形成多晶字線，其中奇數(shù)多晶字線頂端成圣誕樹形狀，通過(guò)上層的接觸孔經(jīng)金屬層與雙二極管結(jié)構(gòu)連接；在STI中通過(guò)離子注入，先后在P型源極區(qū)和N阱之間形成P型輕摻雜區(qū)、P型源極區(qū)和P型漏極區(qū)以及N型柵極區(qū)，構(gòu)成雙二極管結(jié)構(gòu)；對(duì)奇數(shù)多晶字線、P型源極區(qū)、N型柵極區(qū)和P型漏極區(qū)形成上層接觸孔后，其中奇數(shù)多晶字線和P型源極區(qū)分別通過(guò)上層接觸孔與同一金屬層連接。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述P型輕摻雜區(qū)的摻雜物質(zhì)為硼或氟化硼。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述P型輕摻雜區(qū)的離子注入采用的能 量為15 25千電子伏特，劑量為1. 5 2. 5X103原子/每平方厘米，垂直無(wú)傾斜角度注 入。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述P型輕摻雜區(qū)的離子注入是和閃存 器件的外圍CMOS電路采用輕摻雜漏LDD工藝的離子注入同時(shí)進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種閃存器件的多晶字線頂端區(qū)域的制作方法，適用于閃存器件的多晶字線及連接的雙二極管結(jié)構(gòu)的制作，包括在P型硅襯底上形成N阱、深層N阱和P阱；在P型硅襯底上形成淺溝槽隔離STI；在STI上形成多晶字線，其中奇數(shù)多晶字線頂端成圣誕樹形狀，通過(guò)上層的接觸孔經(jīng)金屬層與雙二極管結(jié)構(gòu)連接；在STI中通過(guò)離子注入，先后在P型源極區(qū)和N阱之間形成P型輕摻雜區(qū)、P型源極區(qū)和P型漏極區(qū)以及N型柵極區(qū)，構(gòu)成雙二極管結(jié)構(gòu)；對(duì)奇數(shù)多晶字線、P型源極區(qū)、N型柵極區(qū)和P型漏極區(qū)形成上層接觸孔后，其中奇數(shù)多晶字線和P型源極區(qū)分別通過(guò)上層接觸孔與同一金屬層連接。該方法保證了所制造的閃存器件在應(yīng)用端具有更好的可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/8249GK101969049SQ20091005543
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者于紹欣, 蔡信裕, 郭佳衢, 陳建利, 韓永召 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司