專利名稱：制作高紫外－臨界電位電可擦除可編程只讀取存儲器的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體組件，特別是一種制作高紫外(Ultra Violet，UV)-臨界電位(Threshold Voltage，VT)電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)的方法。
背景技術：
半導體制程的趨勢不斷朝向提升芯片構裝密度發(fā)展，因此組件的設計便不斷朝向節(jié)省空間的觀念演進。為了將組件縮小，組件的尺寸已被縮小至次微米或奈米級的范圍。隨著半導體的演進，非揮發(fā)性儲存器的制造亦隨著趨勢而縮小組件尺寸，非揮發(fā)性儲存器包含不同型式的組件，例如可編程只讀儲存器(PROM)，可擦除可編程只讀儲存器(EPROM)，快閃儲存器(flash)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)等。快閃儲存器(flash)或是EEPROM的非揮發(fā)性存儲元件包含一可以儲存電荷的浮置閘極(floating gate)以及控制閘極(control gate)，一般可以分為疊閘式(stacked gate)以及分閘式(split gate)兩種態(tài)樣。資料一旦存到磁盤之后，就不再需要任何電源用來維持資料。以目前的技術即使電源是在關掉后仍可保留儲存的資料至少十年以上。不只是數(shù)字相機，筆記型計算機，掌上型電子記事薄，移動電話等電子產品，對非揮發(fā)性存儲元件的需求，更是密不可分?？蓴y式計算機與電信工業(yè)已成為半導體集成電路設計技術的主要驅動力。例如，快閃儲存器(flash)或是電可擦除只讀存儲器EEPROM可以應用在計算機中的基本輸出入系統(tǒng)(BIOS)，高密度非揮發(fā)性儲存器的應用范圍則包含可攜式終端設備中的大容量記憶裝置、數(shù)字固態(tài)相機以及個人計算機的適配卡等。
目前的低電壓快閃儲存器通常在3到5伏特的操作電壓下對懸浮閘極進行充電或放電動作。對于現(xiàn)今電可擦除只讀存儲器EEPROM制程中，為達到低編程臨界電位(low programming VT)以得到高讀取電流，UV-VT不可以太高。通常，在高紫外(Ultra Violet，UV)-臨界電位(ThresholdVoltage，VT)下此儲存胞為低臨界電位胞。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的為提出一種制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法。
本發(fā)明提供一種制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征包含形成隧穿氧化層于一底材上；形成第一復晶硅層于上述隧穿氧化層之上，其中上述第一復晶硅層的制作包含采用離子布植法將硼B(yǎng)(boron)離子植入而成，其中上述離子布植的能量與布植劑量分別為約5至50KeV及1E14至5E15原子/平方公分；蝕刻第一復晶硅層形成浮置閘結構。形成汲極與源極區(qū)域于浮置閘結構側的底材中，形成一絕緣層于浮置閘極(floating gate)之上做為閘極間介電層，其中上述閘極間介電層的材質包含ONO或NO；于高臨界電位(HV)區(qū)域制作高臨界電位氧化層(HVOX)，形成第二復晶硅層同時做為低臨界電位(Low Voltage，LV)組件的控制閘極(control gate)以及HV組件的閘極；利用微影程序制作該LV組件控制閘極以及HV組件的閘極圖案以及利用斜角植入離子進入HV組件區(qū)域以制作輕微摻雜汲極區(qū)域(lightly doped drain region；LDD)。其中上述制作輕微摻雜汲極區(qū)域的離子布植的能量為約20至200KeV。布植劑量為約1E12至1E15原子/平方公分。其中上述制作輕微摻雜汲極區(qū)域的布植角度約為0-60度。


本發(fā)明的較佳實施例將于往后的說明文字中輔以下列圖形做更詳細的闡述圖1為本發(fā)明的形成浮置閘極的示意圖。
圖2為本發(fā)明形成閘極間介電層的示意圖。
圖3為本發(fā)明形成HV組件LDD的示意圖。
圖4為本發(fā)明形成絕緣層以及導電栓的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一嶄新方法用以制造高高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器。本發(fā)明的實施例配合圖標詳細說明如下。
首先參閱圖1，提供一半導體底材(substrate)2，在較佳實施例中，底材2為結晶面向<100>或<111>的單晶硅(single crystal silicon)。其它的半導體材質亦可以使用。一般在底材200上的各組件間均會形成數(shù)個隔離區(qū)(未圖標)，此隔離區(qū)的形成可以采場氧化隔離法或渠溝隔離法。接著于底材2上形成由氧化硅所構成的隧穿氧化層(tuning oxide)4，此隧穿氧化層4一般可以在攝氏溫度約700至1100度之下于氧環(huán)境中以熱氧化法長成。此外，也可以采用其它方法形成此隧穿氧化層4。在本實施例中，隧穿氧化層4的厚度約為60-150埃。然后，摻雜的復晶硅層6沉積于隧穿氧化層4上。此復晶硅層6的制作可以采用以離子布植法將硼B(yǎng)(boron)離子植入而成。此離子布植的能量與布植劑量分別為約5至50KeV及1E14至5E15原子/平方公分。硼B(yǎng)離子植入及隨后爐管回火或快速升溫回火(RTA anneal)后，印刷定義浮置閘極(Floating Gate)，然后通過蝕刻制程制作浮置閘極(Floating Gate)，如圖1所示。(After Bimplant and the following furnace or RTA anneal，a Litho step is used todefine the Floating-Gate，then followed by a etching process to pattern theFloating Gate.)如圖1所示，隨后以閘極以及光阻10做為罩幕進行離子布植(ionimplantation)以形成汲極與源極區(qū)域8。之后去除光阻10；隨后，形成一絕緣層12于浮置閘極(floating gate)之上，做為閘極間介電層，材質可以采用ONO或是NO。之后，以微影制程(LITHOGRAPHY)定義其圖案，參閱圖2；接著于高臨界電位(High Voltage，HV)區(qū)域制作高臨界電位氧化層(HVOX)14。
接續(xù)步驟為制作第二復晶硅層16同時做為電可擦除可編程只讀存儲器光電組件(EEPROM Cell)的控制閘極(control gate)以及電可擦除可編程只讀存儲器光電組件高臨界電位(EEPROM Cell HV)選擇閘極(select-gate)和外圍(periphery)組件的閘極。隨后利用微影程序制作出控制閘極以及HV組件的閘極圖案，如圖3所示。之后，利用斜角植入離子進入HV組件區(qū)域以制作輕微摻雜汲極區(qū)域(lightly doped drainregion；LDD)18。此離子布植的能量與布植劑量分別為約20至200KeV及1E12至1E15原子/平方公分。此布植角度約為0-60度。最后，在兩組件區(qū)域覆蓋一絕緣層20以做為絕緣用途，并以已知技術制作金屬栓(conductive plug)22于絕緣層20之中，如圖4所示。
權利要求
1.一種制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征包含形成隧穿氧化層于一底材上；形成第一復晶硅層于上述隧穿氧化層之上；蝕刻該第一復晶硅層形成浮置閘結構；形成汲極與源極區(qū)域于該浮置閘結構側的底材中；形成一絕緣層于該浮置閘極(floating gate)之上，做為閘極間介電層；于高臨界電位(HV)區(qū)域制作高臨界電位氧化層(HVOX)；形成第二復晶硅層同時做為電可擦除可編程只讀存儲器組件(EEPROM Cell)的控制閘極(control gate)，選擇閘極(select-gate)以及外圍(periphery)組件的閘極；利用微影程序制作該電可擦除可編程只讀存儲器組件(EEPROMCell)的控制閘極(control gate)，選擇閘極(select-gate)以及外圍(periphery)組件閘極圖案；利用斜角植入離子進入該高臨界電位(HV)組件區(qū)域以制作輕微摻雜汲極區(qū)域(lightly doped drain region；LDD)。
2.如權利要求1所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的隧穿氧化層在攝氏溫度約700至1100度之下于氧環(huán)境中以熱氧化法形成。
3.如權利要求1所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的復晶硅層的制作包含采用離子布植法將硼B(yǎng)(boron)離子植入而成。
4.如權利要求3所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的離子布植的能量與布植劑量分別為約5至50KeV及1E13至1E16原子/平方公分。
5.如權利要求1所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的閘極間介電層的材質包含ONO。
6.如權利要求1所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的閘極間介電層的材質包含NO。
7.如權利要求1所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的制作輕微摻雜汲極區(qū)域的離子布植的能量為約20至200KeV。
8.如權利要求1所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的制作輕微摻雜汲極區(qū)域的離子布植的布植劑量為約1E12至1E15原子/平方公分。
9.如權利要求1所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的制作輕微摻雜汲極區(qū)域的布植角度約為0-60度。
10.如權利要求1所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，完成上述制作輕微摻雜汲極區(qū)域之后，更包含覆蓋一絕緣層以做為絕緣用途；制作金屬栓(conductive plug)于該絕緣層之中。
11.一種制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征包含形成隧穿氧化層于一底材上；形成第一復晶硅層于上述隧穿氧化層之上，其中上述第一復晶硅層的制作包含采用離子布植法將硼B(yǎng)(boron)離子植入而成；蝕刻該第一復晶硅層形成浮置閘結構；形成汲極與源極區(qū)域于該浮置閘結構側的底材中；形成一絕緣層于該浮置閘極(floating gate)之上，做為閘極間介電層，其中上述閘極間介電層的材質包含ONO或NO；于高臨界電位(HV)區(qū)域制作高臨界電位氧化層(HVOX)；形成第二復晶硅層同時做為電可擦除可編程只讀存儲器組件(EEPROM Cell)的控制閘極(control gate)，選擇閘極(select-gate)以及外圍(periphery)組件的閘極；利用微影程序制作該電可擦除可編程只讀存儲器組件(EEPROMCell)的控制閘極(control gate)，選擇閘極(select-gate)以及外圍(periphery)組件的閘極圖案；以及利用斜角植入離子進入該HV組件區(qū)域以制作輕微摻雜汲極區(qū)域(lightly doped drain region；LDD)。
12.如權利要求11所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的隧穿氧化層在攝氏溫度約700至1100度之下于氧環(huán)境中以熱氧化法形成。
13.如權利要求11所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的離子布植的能量與布植劑量分別為約5至50KeV及1E13至5E15原子/平方公分。
14.如權利要求11所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的制作輕微摻雜汲極區(qū)域的離子布植的能量為約20至200KeV。
15.如權利要求11所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的制作輕微摻雜汲極區(qū)域的離子布植的布植劑量為約1E12至1E15原子/平方公分。
16.如權利要求11所述的制作高紫外-臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，其特征是，所述的制作輕微摻雜汲極區(qū)域的布植角度約為0-60度。
全文摘要
制作高紫外－臨界電位電可擦除可編程只讀存儲器的方法，包含，形成隧穿氧化層于一底材上以及形成第一復晶硅層于上述隧穿氧化層之上，其中第一復晶硅層的制作包含采用離子布植法將硼離子植入而成；之后蝕刻第一復晶硅層形成浮置閘結構以及形成汲極與源極區(qū)域于浮置閘結構側的底材中，隨之形成一絕緣層于浮置閘極之上做為閘極間介電層，閘極間介電層的材質包含ONO或NO；在高臨界電位區(qū)域制作高臨界電位氧化層，形成第二復晶硅層同時做為低臨界電位組件的控制閘極以及高臨界電位HV組件的閘極；利用微影程序制作該低臨界電位LV組件控制閘極以及HV組件的閘極圖案以及利用斜角植入離子進入HV組件區(qū)域以制作輕微摻雜汲極區(qū)域LDD。
文檔編號H01L21/70GK1635631SQ20031012163
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月31日 優(yōu)先權日2003年12月31日
發(fā)明者詹奕鵬, 丁永平 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司