專利名稱：快閃存儲器制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，尤其涉及一種快閃存儲器的制造方法。
背景技術(shù)：
快閃存儲器是一類非易失性存儲器，即使在供電電源關(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)編程過程中不需要施加特殊的高電壓，此外還具有成本低、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、儀器儀表和汽車器件，同時還包括新興的語音、圖像、數(shù) 據(jù)存儲類產(chǎn)品，如數(shù)字相機(jī)、數(shù)字錄音機(jī)和個人數(shù)字助理。隨著集成電路尺寸的減小，構(gòu)成電路的器件必須更密集地放置，以適應(yīng)芯片上可 用的有限空間。由于目前的研究致力于增大半導(dǎo)體襯底的單位面積上有源器件的密度，所 以電路間的有效絕緣隔離變得更加重要。淺溝槽隔離(STI)技術(shù)擁有多項工藝及電性隔離優(yōu)點(diǎn)，包括可減少占用晶圓表面 的面積同時增加器件的集成度，保持表面平坦度及較少通道寬度侵蝕等。然而，在器件尺寸 不斷縮小的同時，需要控制器件間的機(jī)械應(yīng)力是保證器件高性能和高可靠性的關(guān)鍵點(diǎn)。而 目前工藝中，淺溝槽隔離很容易導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生。圖1所示為NROMTM型閃存芯片的設(shè)計圖，圖2所示為該芯片的線路版圖。如圖所 示，該NROMTM型閃存芯片上排列有多個有源元件(存儲單元)，其中每一個存儲單元都用于 存儲數(shù)據(jù)，相鄰存儲單元之間共用一條位線。由于大量的存儲單元經(jīng)過很長一段時間的操 作后，有個別存儲單元里存儲的電子會移動到多晶硅襯底中，導(dǎo)致存儲單元里存儲的數(shù)據(jù) 出錯，為了避免出現(xiàn)故障時難以查找到出錯單元，通常對芯片上的多個存儲單元按照預(yù)定 數(shù)量進(jìn)行分組，如16 50個存儲單元為一組，圖中所示是以33個存儲單元為一組，然后在 每組的33個單元中位于最兩端的位置設(shè)置2個錯誤偵測單元(ED cells)ll、12。該2個錯 誤偵測單元會對他們所負(fù)責(zé)的存儲單元里編程寫入過數(shù)據(jù)的單元進(jìn)行特定的算法操作后 得到一個數(shù)據(jù)記錄在錯誤偵測單元11、12里，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)再次進(jìn)行特定算法操作后得到的 數(shù)據(jù)和錯誤偵測單元11、12里的數(shù)據(jù)不相等時，系統(tǒng)進(jìn)行特定算法的反操作，而計算出哪 個存儲單元里存儲的數(shù)據(jù)出錯了，再由系統(tǒng)控制糾錯單元將錯誤的存儲單元里的數(shù)據(jù)修正 或以其他位置的存儲單元代替。所以所述錯誤偵測單元11、12比一般的存儲單元重要。為了減少錯誤偵測單元的一側(cè)相鄰干擾，現(xiàn)有技術(shù)采用淺溝道隔離(STI) 10的虛 擬接地部分隔離每33個存儲單元，請參考圖2，圖2中包括AA層(有源層)13，WL層(字 線層)14和BL層(位線層)15。使用STI隔離會使得靠近STI邊緣的襯底因為氧化硅的原 因產(chǎn)生大量的負(fù)應(yīng)力(即壓力)，致使靠近STI的襯底電子的遷移率變低，而遠(yuǎn)離STI的襯 底就沒有應(yīng)力的影響。然而快閃存儲器正是控制電子來工作的，所以靠近STI的單元因為 遷移率低，工作時的電流會比遠(yuǎn)離STI的低，編程能力也低。在相同的操作條件下，靠近STI 附近的存儲單元無法像遠(yuǎn)離STI的存儲單元那樣正常工作，從而造成芯片難以進(jìn)行編程操 作，降低了芯片的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種快閃存儲器制造方法，能夠達(dá)到使用淺溝道隔離的相同效果，同 時還不會產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種快閃存儲器制造方法，包括下列步驟提供一包括半導(dǎo)體襯底、絕緣介質(zhì)層、多晶硅層、氮化硅層和氧化層側(cè)墻的結(jié)構(gòu)， 所述絕緣介質(zhì)層、多晶硅層、氮化硅層依次形成于半導(dǎo)體襯底上并且其中開設(shè)有數(shù)個凹槽， 所述氧化層側(cè)墻覆蓋在凹槽的側(cè)面、底面以及氮化硅層的表面上；對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行第一類型離子注入，對應(yīng)每個凹槽形成一條位線；對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火處理；每間隔預(yù)定數(shù)量條位線設(shè)置一條隔離位線，所述隔離位線通過對進(jìn)行過第一類型 離子注入的位線進(jìn)行第二類型離子注入而形成。可選的，所述絕緣介質(zhì)層的材料為氧化硅、氧化硅_氮化硅或氧化硅_氮化硅_氧化硅?？蛇x的，所述氧化層側(cè)墻的材料為氧化硅?？蛇x的，所述形成隔離位線的步驟包括在第一次離子注入并退火后的結(jié)構(gòu)上形成一層光阻；通過曝光和顯影，去除對應(yīng)于隔離位線位置處的光阻形成開口 ；利用光阻作為掩膜，在開口處進(jìn)行第二類型離子注入形成隔離位線?？蛇x的，所述開口的寬度為IOOnm 500nm?？蛇x的，每間隔16 50條位線設(shè)置一條隔離位線?？蛇x的，所述第一類型離子為N型離子，第二類型離子為P型離子?？蛇x的，所述第二類型離子注入包括依次進(jìn)行氟化硼離子或硼離子注入和銦離子 注入。可選的，所述氟化硼離子注入的注入能量為IlOKev 130Kev?？蛇x的，所述氟化硼離子注入的注入量為8E+13atoms/cm2 4E+14atoms/cm2。可選的，所述硼離子注入的注入能量為75Kev 90Kev?？蛇x的，所述硼離子注入的注入量為9E+12atoms/cm2 3E+13atoms/cm2。可選的，所述銦離子注入的注入能量為40Kev 80Kev?？蛇x的，所述銦離子注入的注入量為8E+15atoms/cm2 1. 5E+16atoms/cm2。本發(fā)明提出的快閃存儲器制造方法，采用第二類型離子注入的隔離位線來隔離預(yù) 定數(shù)量條通過第一類型離子注入形成的普通位線，由于隔離位線與普通位線注入了不同類 型的離子，因此其能夠達(dá)到使用淺溝道隔離解決相鄰干擾相同的效果，同時還不會產(chǎn)生機(jī) 械應(yīng)力。采用IOOnm 500nm開口的光阻作為掩膜形成隔離位線時對于設(shè)備要求較低，同 時分兩步分別注入氟化硼離子和銦離子所形成的隔離位線具有良好的隔離效果。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)NROMTM型閃存芯片的設(shè)計圖。圖2所示為圖1所示芯片的線路版圖。
圖3所示為本發(fā)明較佳實施例的快閃存儲器的形成方法流程圖。圖4所示為本發(fā)明較佳實施例的快閃存儲器的線路版圖。圖5 圖8所示為本發(fā)明較佳實施例的快閃存儲器的形成隔離位線的結(jié)構(gòu)示意 圖。
具體實施例方式為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所

如下。本發(fā)明的核心思想在于，基于快閃存儲器現(xiàn)有的存儲結(jié)構(gòu)，通過不同類型的離子 注入，在由預(yù)定數(shù)量個(16 50個)存儲單元構(gòu)成的組與組之間形成具有隔離效果的位 線，從而取代現(xiàn)有技術(shù)中所采用的淺溝道隔離結(jié)構(gòu)，在達(dá)到使用淺溝道隔離解決相鄰干擾 相同效果的同時，還可避免機(jī)械應(yīng)力的產(chǎn)生，由此提高了快閃存儲器的性能。本發(fā)明提出一種快閃存儲器制造方法，能夠達(dá)到使用淺溝道隔離的相同效果，同 時還不會產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。請參考圖3，圖3所示為本發(fā)明較佳實施例的快閃存儲器的形成方法流程圖。本發(fā) 明提出一種快閃存儲器形成方法，包括下列步驟步驟SlO 提供一包括半導(dǎo)體襯底、絕緣介質(zhì)層、多晶硅層、氮化硅層和氧化層側(cè) 墻的結(jié)構(gòu)，其中，所述絕緣介質(zhì)層、多晶硅層、氮化硅層依次形成于半導(dǎo)體襯底上并且其中 開設(shè)有數(shù)個凹槽，所述氧化層側(cè)墻覆蓋在凹槽的側(cè)面、底面以及氮化硅層的表面上；步驟S20 對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行第一類型離子注入，對應(yīng)每個凹槽形成一條位線；步驟S30 對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火處理；步驟S40 每間隔預(yù)定數(shù)量條位線設(shè)置一條隔離位線，所述隔離位線通過對進(jìn)行 過第一類型離子注入的位線進(jìn)行第二類型離子注入而形成。其中，第一類型離子為N型離子，第二類型離子為P型離子。再請參考圖4，圖4所示為本發(fā)明較佳實施例的快閃存儲器的線路版圖。其中包 括AA層(有源層)130上的WL層(字線層)140和BL層(位線層)150，經(jīng)過本發(fā)明較佳實 施例的快閃存儲器形成方法的處理，多個有源元件之間具有隔離位線100替代現(xiàn)有技術(shù)的 淺溝道隔離(STI)，所述多個有源元件的數(shù)量根據(jù)工藝設(shè)計的需要而定，例如在某具體應(yīng)用 中，為16-55個。再請參考圖5 圖8，圖5 圖8所示為本發(fā)明較佳實施例的快閃存儲器的形成位 線的結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)本發(fā)明較佳實施例，在半導(dǎo)體襯底上形成多個位線的步驟包括參考 圖5，首先在半導(dǎo)體襯底200上形成絕緣介質(zhì)層210，所述絕緣介質(zhì)層210的材料為氧化硅、 氧化硅_氮化硅或氧化硅_氮化硅_氧化硅(0N0層)，附圖中所示為氧化硅-氮化硅-氧 化硅層；然后再在絕緣介質(zhì)層210上形成多晶硅層220 ；并在多晶硅層220上形成氮化硅層 230 ；再請參考圖6 圖8，圖6 圖8為部分結(jié)構(gòu)示意圖。在氮化硅層上形成一層光阻；利 用位線光罩對光阻進(jìn)行曝光顯影，使要形成位線位置處的光阻去除，隨后，以光阻圖案為掩 膜，蝕刻未被光阻遮蔽的氮化硅層230直至露出半導(dǎo)體襯底200形成凹槽，請參考圖6 ；去 除光阻并在氮化硅層230上以及凹槽的側(cè)壁和底部形成氧化層側(cè)墻240，所述氧化層側(cè)墻 240的材料為氧化硅，請參考圖7。以上述結(jié)構(gòu)為掩膜，在半導(dǎo)體襯底中進(jìn)行第一次離子注入，對應(yīng)每個凹槽形成一條位線，然后對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火處理。接著，需要每間隔預(yù)定數(shù)量條位線(可為16 50條，本發(fā)明較佳實施例中為 33條)形成一條隔離位線，其工藝步驟如下首先在器件結(jié)構(gòu)表面形成一層光阻110，然 后利用隔離位線光罩進(jìn)行曝光、顯影，以去除隔離位線對應(yīng)位置的光阻，形成開口，開口的 寬度為IOOnm 500nm，見圖8，接著利用光阻110作為掩膜在開口部分的進(jìn)行過第一類 型離子注入的位線上繼續(xù)進(jìn)行第二類型離子注入形成隔離位線。第二類型離子注入包 括依次進(jìn)行氟化硼離子或硼離子注入和銦離子注入，其中氟化硼離子注入的注入能量為 IlOKev 130Kev，氟化硼離子注入的注入量為8E+13atoms/cm2 4E+14atoms/cm2。若 采用硼離子注入，則其注入能量為75Kev 90Kev，硼離子注入的注入量為9E+12atomS/ cm2 3E+13atoms/cm2。銦離子注入的注入能量為40Kev 80Kev，銦離子注入的注入量 為8E+15atoms/cm2 1. 5E+16atoms/cm2。之后去除光阻110，并進(jìn)行完成位線隔離之后形 成快閃存儲器的后續(xù)操作。隔離位線P型注入形成的P型摻雜深度達(dá)到原有的STI隔離時 的深度，形成一道完全的隔離墻，并且隔離位線的寬度與位線的寬度相等，不影響鄰近的位 線，因此可用以完全取代原有的STI隔離。分2步注入不同離子是因為希望形成的P型隔離能像STI那樣的隔離墻，有一定 的深度(2000埃 3500埃)，而且需要抵消原有的位線N型摻雜。第一道氟化硼離子或硼 離子采用低劑量高能量注入是為了形成簡單的深度隔離，第二道銦離子采用高劑量低能量 注入是為了停留在襯底表面抵消N型位線摻雜并形成P型隔離。只用一道離子注入則難以 同時達(dá)到深度隔離和將位線慘雜反型的效果，因此在本發(fā)明較佳實施例中采用了分2步注 入不同離子的處理方法。綜上所述，本發(fā)明提出的快閃存儲器制造方法，采用第二類型離子注入的隔離位 線來隔離第一類型離子注入形成的位線上的預(yù)定數(shù)量個存儲單元，由于隔離位線與位線具 有不同類型的離子注入，因此其能夠達(dá)到使用淺溝道隔離解決相鄰干擾相同效果，同時還 不會產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。采用IOOnm 500nm開口的光阻形成隔離位線時對于設(shè)備要求較低， 同時分兩步分別注入氟化硼離子和銦離子所形成的隔離位線具有良好的隔離效果。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技 術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因 此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種快閃存儲器制造方法，其特征在于，包括下列步驟提供一包括半導(dǎo)體襯底、絕緣介質(zhì)層、多晶硅層、氮化硅層和氧化層側(cè)墻的結(jié)構(gòu)，所述絕緣介質(zhì)層、多晶硅層、氮化硅層依次形成于半導(dǎo)體襯底上并且其中開設(shè)有數(shù)個凹槽，所述氧化層側(cè)墻覆蓋在凹槽的側(cè)面、底面以及氮化硅層的表面上；對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行第一類型離子注入，對應(yīng)每個凹槽形成一條位線；對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火處理；每間隔預(yù)定數(shù)量條位線設(shè)置一條隔離位線，所述隔離位線通過對進(jìn)行過第一類型離子注入的位線進(jìn)行第二類型離子注入而形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)層的材料 為氧化硅、氧化硅_氮化硅或氧化硅_氮化硅_氧化硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述氧化層側(cè)墻的材料 為氧化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述形成隔離位線的步 驟包括在第一次離子注入并退火后的結(jié)構(gòu)上形成一層光阻；通過曝光和顯影，去除對應(yīng)于隔離位線位置處的光阻形成開口 ；利用光阻作為掩膜，在開口處進(jìn)行第二類型離子注入形成隔離位線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述開口的寬度為 IOOnm 500nmo
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，每間隔16 50條位線設(shè)置一條隔離位線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述第一類型離子為N型 離子，第二類型離子為P型離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述第二類型離子注入 包括依次進(jìn)行氟化硼離子或硼離子注入和銦離子注入。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述氟化硼離子注入的 注入能量為IlOKev 130Kev。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述氟化硼離子注入的 注入量為 8E+13atoms/cm2 4E+14atoms/cm2。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述硼離子注入的注入 能量為75Kev 90Kev。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述硼離子注入的注入 量為 9E+12atoms/cm2 3E+13atoms/cm2。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述銦離子注入的注入 能量為40Kev 80Kev。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快閃存儲器制造方法，其特征在于，所述銦離子注入的注入 量為 8E+15atoms/cm2 1. 5E+16atoms/cm2。
全文摘要
本發(fā)明提出一種快閃存儲器制造方法，包括下列步驟提供一包括半導(dǎo)體襯底、絕緣介質(zhì)層、多晶硅層、氮化硅層和氧化層側(cè)墻的結(jié)構(gòu)；對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行第一類型離子注入，對應(yīng)每個凹槽形成一條位線；對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火處理；每間隔預(yù)定數(shù)量條位線設(shè)置一條隔離位線，所述隔離位線通過對進(jìn)行過第一類型離子注入的位線進(jìn)行第二類型離子注入而形成。本發(fā)明提出的快閃存儲器制造方法，能夠達(dá)到使用淺溝道隔離的相同效果，同時還不會產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。
文檔編號H01L21/768GK101924075SQ20091005280
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者李志國, 林競堯, 王培仁, 蒙飛 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司