专利名称：掩膜式只读存储器的编码方法
技术领域：
本发明有关于半导体存储器装置的制造，特别是有关于一种掩膜式只读存储器(mask read-only memory；mask ROM)的编码方法(coding method)，利用在编码掩膜与半导体晶圆之间增加一粗糙粘合层(rugged adhesion layer)，提升小尺寸的编码掩膜的粘合度。
以下利用图1所示的掩膜式只读存储器阵列的上视图，以及图2所示的图1的AA’线的剖面示意图，以说明已知技术。
图1显示半导体基底10，其表面形成有掩膜式只读存储器阵列，主要包括互为平行的位元线(bit line)12；以及与上述位元线12略呈垂直设置的字元线(wordline)16。此只读存储器阵列(array)包括12个存储器单元(memory cell)。符号18表示缓冲氧化层(buffered oxide)。然后利用微影制程(photol ithography)进行光阻涂布(coating)、选择性曝光(exposure)、以及显影步骤(development)，以在上述缓冲氧化层18表面形成当作编码掩膜(coding mask)的光阻图案(photoresistpattern)20，其仅覆盖欲保护的存储器单元的通道区。接下来，利用光阻图案20为遮蔽物，并且进行离子植入步骤，使未受到保护的存储器单元植入离子，而形成编码植入区30，亦即受到保护的存储器单元(cell)为″1″，其四周植入离子的存储器单元为″0″。
然而，随着掩膜式只读存储器的尺寸日益缩小，光阻图案20的尺寸亦随之变小，此导致小尺寸的光阻图案20(或称为光阻patch)容易在微影制程的显影步骤(development)脱落，而造成存储器的缺陷。
有鉴于此，本发明提供一种掩膜式只读存储器的编码方法，能够解决上述小尺寸光阻图案容易脱落的问题。
根据上述目的，本发明提供一种掩膜式只读存储器的编码方法，包括下列步骤提供一半导体基底，上述半导体基底形成有掩膜式只读存储单元阵列；在上述半导体基底上方形成一粗糙粘附层；在上述粗糙粘附层表面形成一编码掩膜；利用上述编码掩膜为遮蔽物，并且植入离子于上述未被遮蔽部分的半导体基底，以进行编码。藉此，上述粗糙粘附层与编码掩膜之间的总接触面积增加，因而提升了粘附强度。
再者，上述掩膜式只读存储器的编码方法之中，形成上述粗糙粘附层的步骤之前，还包括在上半导体基底表面形成一氧化缓冲层的步骤。
再者，形成上述粗糙粘附层的方法，还包括下列步骤在上述氧化缓冲层的表面沉积一非晶硅薄膜；以及在适当的温度下于上述非晶硅薄膜表面沉积一粗糙复晶硅层，但是，粗糙粘附层不限于复晶硅材料。
再者，上述掩膜式只读存储器的编码方法之中，形成上述编码掩膜的方法更包括下列步骤在上述粗糙粘附层的表面形成一光阻层；选择性对上述光阻层进行曝光；对上述已曝光的光阻层进行显影步骤，以形成一当作编码掩膜的光阻图案。
再者，上述掩膜式只读存储器的编码方法，还包括下列步骤利用蚀刻剂以剥除上述光阻图案；以及利用蚀刻步骤以去除上述粗糙粘附层。
根据上述目的，本发明提供另一种掩膜式只读存储器的编码方法，包括下列步骤提供一半导体基底，上述半导体基底形成有掩膜式只读存储单元阵列；在上述半导体基底表面形成一缓冲氧化层；在上述缓冲氧化层表面形成一粗糙复晶层；在上述粗糙复晶层表面形成一光阻图案以当作编码掩膜，上述光阻图案覆盖住欲保护的只读存储器单元；利用上述光阻图案为遮蔽物，并且植入离子于上述未被遮蔽部分的只读存储器单元，以进行编码；剥除上述光阻图案；以及蚀刻以去除上述粗糙复晶硅层。
亦即，本发明为了解决上述小尺寸光阻图案脱落的问题，提出一种在光阻图案与半导体晶圆之间设置表面粗糙的粘合层，以提高光阻图案与半导体晶圆之间的粘着力，然后再进行光阻图案的定义、植入离子、以及利用蚀刻步骤以去除粘合层等制程，以消除存储器的缺陷。
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下
图1是系根据已知技术的掩膜式只读存储器阵列的上视图。
图2是图1的AA’线的剖面示意图。
图3是根据本发明实施例的掩膜式只读存储器阵列的上视图。
图4~图6是根据本发明实施例的掩膜式只读存储器编码方法的剖面示意图；其中图5是图3的BB’线的剖面示意图。
首先，请参照图3与图4，提供一半导体基底100，其表面形成有掩膜式只读存储器阵列，主要包括互为平行的位元线(bit line)102；以及与上述位元线102略呈垂直设置的字元线(word line)106。上述位元线102系由植入半导体基底100内部的N型离子掺杂区(亦即源极/漏极)构成；而字元线106则是由形成于热氧化层104上方的掺杂复晶硅图案构成。符号108是形成于上述字元线106表面的缓冲氧化层(buffer oxide)，其例如由二氧化层构成，目的在于可以使晶片表面平面化。
然后，请参照图5，利用低压化学气相沉积法(low pressure chemical vapordeposition；LPCVD)在上述缓冲氧化层108的上方沉积一非晶硅薄膜(amorphoussilicon film)，然后在565℃~585℃的温度下，在上述非晶硅薄膜表面沉积粗糙复晶硅层，以当作粗糙粘合层110。利用上述粗糙粘合层110具有较大的表面积，能够提升后续形成的编码掩膜与半导体晶圆的之间粘附能力。接下来，利用微影制程进行一连串的光阻图案、光阻曝光、烘烤、显影等步骤，以在上述粗糙粘合层110表面形成光阻图案112，来当作编码掩膜，其仅覆盖单一个欲保护的只读存储器单元的通道区，而露出邻近的只读存储器单元。然后，利用上述光阻图案112为遮蔽物，并且植入离子于上述未被遮蔽部分的只读存储器的通道区而形成编码植入区114，藉以改变临限电压(threshold voltage)Vt。
之后，请参照图6，利用传统方式剥除上述光阻图案112，之后，利用蚀刻方式去除上述粗糙复晶硅构成的粗糙粘合层110。
上述实施例虽然以粗糙复晶硅层为例，然而，本发明不限于此，只要是具有粗糙表面的薄层均可使用。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术领域者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书为准。
权利要求
1.一种掩膜式只读存储器的编码方法，包括下列步骤提供一半导体基底，上述半导体基底形成有掩膜式只读存储单元阵列；在上述半导体基底上方形成一粗糙粘附层；在上述粗糙粘附层表面形成一编码掩膜；利用上述编码掩膜为遮蔽物，并且植入离子于上述未被遮蔽部分的半导体基底，以进行编码。
2.如权利要求1所述的掩膜式只读存储器的编码方法，其特征在于，形成上述粗糙粘附的步骤之前，还包括在上半导体基底表面形成一氧化缓冲层的步骤。
3.如权利要求2所述的掩膜式只读存储器的编码方法，形成上述粗糙粘附层的方法，还包括下列步骤在上述氧化缓冲层的表面沉积一非晶硅薄膜；以及在上述非晶硅薄膜表面沉积一粗糙复晶硅层。
4.如权利要求1的所述的掩膜式只读存储器的编码方法，其特征在于，形成上述编码掩膜的方法还包括下列步骤在上述粗糙粘附层的表面形成一光阻层；选择性对上述光阻层进行曝光；对上述已曝光的光阻层进行显影步骤，以形成一当作编码掩膜的光阻图案。
5.如权利要求4所述的掩膜式只读存储器的编码方法，还包括下列步骤利用蚀刻剂以剥除上述光阻图案；以及利用蚀刻步骤以去除上述粗糙粘附层。
6.一种掩膜式只读存储器的编码方法，包括下列步骤提供一半导体基底，上述半导体基底形成有掩膜式只读存储单元阵列；在上述半导体基底表面形成一缓冲氧化层；在上述缓冲氧化层表面形成一粗糙复晶层；在上述粗糙复晶层表面形成一光阻图案以当作编码掩膜，上述光阻图案覆盖住欲保护的只读存储器单元；利用上述光阻图案为遮蔽物，并且植入离子于上述未被遮蔽部分的只读存储器单元，以进行编码；剥除上述光阻图案；以及蚀刻以去除上述粗糙复晶硅层。
全文摘要
本发明提供一种掩膜(mask)式只读存储器的编码方法，首先，提供一半导体基底，上述半导体基底形成有掩膜式只读存储单元阵列。接着在上述半导体基底上方形成一粗糙粘附层。然后在上述粗糙粘附层表面形成一编码掩膜，上述编码掩膜覆盖欲保护的存储器单元。其次，利用上述编码掩膜为遮蔽物，并且植入离子于上述未被遮蔽部分的半导体基底，以进行编码。
文档编号H01L21/8246GK1455450SQ02118929
公开日2003年11月12日 申请日期2002年4月30日 优先权日2002年4月30日
发明者许丹 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司