光罩式只读存储器的结构及制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及光罩式只读存储器的结构及其制造方 法。
【背景技术】
[0002] 只读存储器（Read-OnlyMemory)是一种只能读取资料的存储器。这种存储器的 数据是在生产的时候写入的。在制造过程中，将资料以一特制光罩（mask)烧录于线路中， 所以有时又称为"光罩式只读存储器"（maskROM)。实际上它很像⑶光盘的原理，在半导 体的光刻工艺过程中写入了数据状态。
[0003]这种光罩式只读存储器的数据在写入后是不能更改的，所以数据不可能丢失，而 且它的制造成本非常低，因此，在不需要数据更新的设备中，MaskROM被非常广泛的使用。
[0004]但是，这种光罩式只读存储器在工艺上的缺点也是非常明显的。如图2、3所示，光 罩式只读存储器的器件单元是一个N型MOSFET(NM0S器件），沟道为P型的阱，源漏及多晶 硅栅为N型掺杂，P型沟道与N型栅极真空能级差异较大(见图4)。为了尽可能实现高的 器件密度，器件的栅极和源漏都是长条形，一条一条相互间隔的，栅极和源漏极之间相互垂 直，代表沟道长度的源漏之间的距离总是能做小就做小，如图1所示。但其带来的问题就是 造成器件的漏电增大。首先，沟道短，造成器件的源漏穿通电流增大。为了克服器件的穿通 电流，一般需要通过增加沟道掺杂浓度来提高器件的阈值电压，以抑制源漏穿通的发生。但 沟道掺杂太浓也会造成源漏与阱的PN结的漏电增加，以及器件击穿电压变小。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题之一是提供一种光罩式只读存储器的制造方法，它可以 抑制高密度光罩式只读存储器的漏电。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的光罩式只读存储器的制造方法，步骤包括：
[0007] 1)用现有工艺在硅衬底有源区上形成浅隔离槽，并进行P阱注入；
[0008] 2)涂布N型埋源漏的光阻，曝光，进行砷离子或磷离子注入，形成N型埋源漏；
[0009] 3)除去光刻胶，用现有工艺形成栅氧、多晶硅栅和栅极隔离侧墙；
[0010] 4)对多晶硅栅进行P型离子的掺杂注入。
[0011] 本发明要解决的技术问题之二是提供用上述方法制造的光罩式只读存储器的结 构。该光罩式只读存储器的多晶硅栅极的掺杂类型与该光罩式只读存储器的沟道的掺杂类 型相同。
[0012] 所述多晶硅栅极为P型多晶硅栅极。
[0013]本发明通过将光罩式只读存储器的多晶硅栅极由传统的N型替换成P型，使栅极 掺杂类型与沟道掺杂类型一致，从而减小了沟道与栅极的真空能级的差异，在不需要提高 沟道掺杂浓度的情况下，提高了光罩式只读存储器的阈值电压，抑制了沟道在器件关断(栅 压为〇伏特）时的沟道表面反型，降低了器件的漏电。
【附图说明】
[0014] 图1是传统光罩式只读存储器的俯视图。
[0015] 图2是传统光罩式只读存储器沿N型埋源漏方向的剖面图。
[0016] 图3是传统光罩式只读存储器沿栅极方向的剖面图。
[0017] 图4是传统光罩式只读存储器的纵向能带图。
[0018] 图5~图9是本发明实施例的光罩式只读存储器的制造工艺流程示意图。其中， 图9是本发明实施例制造的光罩式只读存储器沿栅极方向的剖面图。
[0019] 图10是图9的光罩式只读存储器的纵向能带图。
【具体实施方式】
[0020] 为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合附图，详述如下：
[0021] 本发明的光罩式只读存储器的制造方法，其具体工艺步骤如下：
[0022] 步骤1，在硅衬底的有源区上形成浅隔离槽，以隔离光罩式只读存储器区域与外围 电路，如图5所示。
[0023] 步骤2,在光罩式只读存储器的有源区进行P阱注入，形成P阱内的有源区，如图6 所示（B图为本步骤完成后的俯视图)。
[0024] 步骤3,在要形成N型埋源漏的区域以外的地方涂布光刻胶，曝光，然后进行能 量较小的高剂量砷离子或者磷离子注入(注入能量为40~90keV，注入剂量为5.Iel4~ 4. 3el5个/cm2,注入角度为0度倾斜)，形成N型埋源漏，如图7所示。
[0025] 步骤4,除去光刻胶，用现有工艺进行栅氧氧化；淀积栅极多晶硅，并刻蚀形成多 晶硅栅极；淀积厚度为1500~3000A的二氧化硅介质层，并回刻形成栅极隔离侧墙。
[0026] 步骤5,通过外围逻辑器件PM0S的P型源漏注入(注入硼离子，注入能量5~ 15keV，注入剂量6el4~6.Iel5个/cm2)实现多晶硅栅的掺杂，即在进行PM0S的源漏注入 时，同时也对光罩式只读存储器的多晶硅栅进行掺杂注入，如图8所示。最终形成的光罩式 只读存储器的结构如图9所示，该光罩式只读存储器具有P型多晶硅栅极，P型沟道与P型 栅极由于掺杂类型一致，因此两者的真空能级差异很小，如图10所示。
【主权项】
1. 光罩式只读存储器的制造方法，其特征在于，步骤包括： 1) 用现有工艺在硅衬底有源区上形成浅隔离槽，并进行P阱注入； 2) 涂布N型埋源漏的光阻，曝光，进行砷离子或磷离子注入，形成N型埋源漏； 3) 除去光刻胶，用现有工艺形成栅氧、多晶硅栅和栅极隔离侧墙； 4) 对多晶硅栅进行P型离子的掺杂注入。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)，注入能量为40~90keV，注入剂 量为 5.Iel4 ~4. 3el5 个 /cm2。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)，注入角度为0度倾斜。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)，通过外围逻辑器件PMOS的P型 源漏注入实现多晶硅栅的掺杂。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤4)，注入硼离子，注入能量5~ 15keV，注入剂量 6el4 ~6.Iel5 个/cm2。
6. 光罩式只读存储器的结构，其特征在于，该光罩式只读存储器的多晶娃栅极的掺杂 类型与该光罩式只读存储器的沟道的掺杂类型相同。
7. 根据权利要求6所述的光罩式只读存储器的结构，其特征在于，所述多晶硅栅极为P 型多晶硅栅极。
【专利摘要】本发明公开了一种光罩式只读存储器的制造方法，步骤包括：1）用现有工艺在硅衬底有源区上形成浅隔离槽，并进行P阱注入；2）涂布N型埋源漏的光阻，曝光，进行砷离子或磷离子注入，形成N型埋源漏；3）除去光刻胶，用现有工艺形成栅氧、多晶硅栅和栅极隔离侧墙；4）对多晶硅栅进行P型离子的掺杂注入。本发明还公开了用上述方法制造的光罩式只读存储器的结构，其多晶硅栅极的掺杂类型为P型。本发明通过将光罩式只读存储器的多晶硅栅极由传统的N型替换成P型，使栅极掺杂类型与沟道掺杂类型一致，减小了沟道与栅极的真空能级的差异，从而在不需要提高沟道掺杂浓度的情况下，提高了光罩式只读存储器的阈值电压，抑制了器件的漏电。
【IPC分类】H01L21-8246, H01L27-112
【公开号】CN104733393
【申请号】CN201310717885
【发明人】刘冬华, 钱文生
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月23日