掩膜只读存储器及其制造方法和使用方法
【技术领域】
[0001]本发明半导体制造领域，特别是涉及一种掩膜只读存储器。本发明还涉及所述掩膜只读存储器的制造方法和使用方法。
【背景技术】
[0002]只读存储器(Read-Only Memory)是一种只能读取资料的存储器。在制造过程中，将资料以一特制光罩(mask)烧录于线路中，其资料内容在写入后就不能更改，所以有时又称为“光罩式只读存储器”(mask ROM)。此内存的制造成本较低，这种ROM的数据是在生产的时候写入的，实际上它很象CD光盘的原理，在半导体的光刻工艺过程中写入了数据状态。这中ROM的数据是不可能丢失的，而且它的成本非常低。在不需要数据更新的设备中，Mask ROM被非常广泛的使用。Mask rom的器件单元是一个N型M0SFET (NM0S器件)。沟道为P型的阱，源漏及多晶硅栅为N型掺杂。代码写入的方法是在器件形成之后，通过一道额外的P型离子注入来提高器件的阈值电压。因此这道注入必须穿过多晶硅栅极，需要的注入能量较大，注入过程中的杂质损失较多。因此高阈值电压的器件均一性也较差，导致信息“0”与“1”之间的空间变小。并且代码的写入也需要一张额外的光罩和一步单独的光刻与离子注入工艺，工艺成本相对较高。N型和P型多晶硅栅均由S/D(源/漏)注入掺杂来实现，两者均为浓度超高的重掺杂，由于尺寸小，N、P相邻杂质互扩，造成相互扰动，开启Vt发生变化而不稳定，特别是P型的硼在多晶硅中比N型的砷扩散快，因此N型栅受影响更重。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种与现有掩膜只读存储器相比工艺成本低，开启电压稳定，高阈值电压器件均一性良好的掩膜只读存储器。本发明还提供了一种掩膜只读存储器的制造方法和一种掩膜只读存储器的使用方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供的掩膜只读存储器，包括:硅衬底中的P阱，浅隔离槽位于硅衬底和P阱上部，并且浅隔离槽位于P阱两侧，P阱上部形成有多个N型埋源/漏区，多个N型埋源/漏区之间具有多个沟道区，栅氧位于所述浅沟槽、P阱、N型埋源/漏区和沟道的上方，其特征是:P型多晶硅注入区和N型重掺杂注入区位于栅氧上方，隔离墙位于P型多晶硅注入区两侧，金属硅化物位于P型多晶硅注入区和N型重掺杂注入区上方，P型多晶硅注入区离子注入浓度小于N型重掺杂注入区离子注入浓度。
[0005]其中，P型多晶硅注入区离子注入浓度与N型重掺杂注入区离子注入浓度相差至少一个数量级，g卩ιο1/^2。
[0006]其中，N型重掺杂注入区位于任意两个N型埋源/漏区的上方。
[0007]本发明提供的掩膜只读存储器的制造方法，包括以下步骤:
[0008]1)在硅衬底上形成浅沟槽隔离；
[0009]2)硅衬底上注入形成P阱；
[0010]3)在P阱中注入形成多个N型埋源/漏区；
[0011]4)制造栅氧；
[0012]5)栅氧上方淀积多晶硅并制造隔离侧墙；
[0013]6)对多晶硅注入P型离子形成P型多晶硅注入区；
[0014]7)多晶硅上方覆盖光刻胶并打开注入窗口 ；
[0015]9)向P型多晶硅注入区注入N型离子形成N型重掺杂注入区，注入N型离子的浓度大于步骤6)注入的P型离子浓度，形成N型重掺杂注入区；
[0016]10)去除光刻胶；
[0017]11)在P型多晶硅注入区和N型重掺杂注入区上方淀积形成金属硅化物。
[0018]其中，实施步骤9)时，，注入N型离子的浓度大于步骤6)注入的P型离子浓度一个数量级，即即lOVcm2ο
[0019]其中，实施步骤7)时，打开注入窗口位于任意两个Ν型埋源/漏区的上方。
[0020]本发明提供的掩膜只读存储器的使用方法，包括:
[0021]采用上述任意一种掩膜只读存储器的Ν型重掺杂注入区作为器件的信息单元“1”，采用上述任意一种掩膜只读存储器的Ρ型多晶硅注入区作为信息单元“0”，利用金属硅化物实现电极链接。
[0022]本发明提供掩膜只读存储器具有工艺成本低、器件特性均一性好的特点。它采用的方法是，信息单元“0”采用Ρ型的多晶硅栅极，采用对多晶硅Ρ型普通注入的方法来实现，它的阈值电压低高，在工作电压下单元器件关闭；信息单元“1”则采用了 Ν型的多晶硅栅极，由Ν型源漏注入来实现，它的阈值电压低，在工作电压下单元器件导通。由于Ν型与Ρ型多晶硅栅极的的器件阈值电压相差约1.12电子伏特，并且这个差值稳定，使得信息“1”的写入得以实现，克服了 Ρ型多晶硅栅对Ν型的影响，Vt变得稳定，同时工艺均一性好。
【附图说明】
[0023]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0024]图1是一种现有掩膜只读存储器结构示意图。
[0025]图2是本发明掩膜只读存储器结构示意图。
[0026]图3是本发明制造方法的示意图一。
[0027]图4是本发明制造方法的示意图二。
[0028]图5是本发明制造方法的示意图三，其显示图4器件的俯视结构。
[0029]图6是本发明制造方法的示意图四。
[0030]图7是本发明制造方法的示意图五。
【具体实施方式】
[0031 ] 如图2所述，本发明提供的掩膜只读存储器，包括:硅衬底中的P阱，浅隔离槽位于硅衬底和P阱上部，并且浅隔离槽位于P阱两侧，P阱上部形成有多个N型埋源/漏区，多个N型埋源/漏区之间具有多个沟道区，栅氧位于所述浅沟槽、P阱、N型埋源/漏区和沟道的上方，其特征是:P型多晶硅注入区和N型重掺杂注入区位于栅氧上方，隔离墙位于P型多晶硅注入区两侧，金属硅化物位于P型多晶硅注入区和N型重掺杂注入区上方，P型多晶硅注入区离子注入浓度小于N型重掺杂注入区离子注入浓度，P型多晶硅注入区离子注入浓度与N型重掺杂注入区离子注入浓度相差至少一个数量级，即10VCm2N型重掺杂注入区位于任意两个N型埋源/漏区的上方。
[0032]本发明提供的掩膜只读存储器的制造方法，包括以下步骤:
[0033]如图3所示，1)在硅衬底上形成浅沟槽隔离；
[0034]如图4结合图5所示，2)硅衬底上注入形成P阱；
[0035]如图6所示，3)在P阱中注入形成多个N型埋源/漏区；
[0036]4)制造栅氧；
[0037]5)栅氧上方淀积多晶硅并制造隔离侧墙；
[0038]6)对多晶硅注入P型离子形成P型多晶硅注入区；
[0039]如图7所示，7)多晶硅上方覆盖光刻胶并打开注入窗口 ；打开注入窗口位于任意两个N型埋源/漏区的上方。
[0040]9)向P型多晶硅注入区注入N型离子形成N型重掺杂注入区，注入N型离子的浓度大于步骤6)注入的P型离子浓度，形成N型重掺杂注入区；注入N型离子的浓度大于步骤6)注入的P型离子浓度一个数量级，即lOVcm2;
[0041]10)去除光刻胶；
[0042]本发明提供的掩膜只读存储器的使用方法，包括:
[0043]采用上述任意一种掩膜只读存储器的N型重掺杂注入区作为器件的信息单元“1”，采用上述任意一种掩膜只读存储器的P型多晶硅注入区作为信息单元“0”，利用金属硅化物实现电极链接。
[0044]以上通过【具体实施方式】和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种掩膜只读存储器，包括:硅衬底中的P阱，浅隔离槽位于硅衬底和P阱上部，并且浅隔离槽位于P阱两侧，P阱上部形成有多个N型埋源/漏区，多个N型埋源/漏区之间具有多个沟道区，栅氧位于所述浅沟槽、P阱、N型埋源/漏区和沟道的上方，其特征是:P型多晶硅注入区和N型重掺杂注入区位于栅氧上方，隔离墙位于P型多晶硅注入区两侧，金属硅化物位于P型多晶硅注入区和N型重掺杂注入区上方，P型多晶硅注入区离子注入浓度小于N型重掺杂注入区离子注入浓度。2.如权利要求1所述的掩膜只读存储器，其特征是:P型多晶硅注入区离子注入浓度与N型重掺杂注入区离子注入浓度相差至少一个数量级，即lOVcm2。3.如权利要求1所述的掩膜只读存储器，其特征是:N型重掺杂注入区位于任意两个N型埋源/漏区的上方。4.一种掩膜只读存储器的制造方法，其特征是，包括以下步骤: 1)在硅衬底上形成浅沟槽隔离； 2)硅衬底上注入形成P阱； 3)在P阱中注入形成多个N型埋源/漏区； 4)制造棚■氧； 5)栅氧上方淀积多晶硅并制造隔离侧墙； 6)对多晶硅注入P型离子形成P型多晶硅注入区； 7)多晶硅上方覆盖光刻胶并打开注入窗口； 9)向P型多晶硅注入区注入N型离子形成N型重掺杂注入区，注入N型离子的浓度大于步骤6)注入的P型离子浓度，形成N型重掺杂注入区； 10)去除光刻胶； 11)在P型多晶硅注入区和N型重掺杂注入区上方淀积形成金属硅化物。5.如权利要求4所述掩膜只读存储器的制造方法，其特征是:实施步骤9)时，，注入N型离子的浓度大于步骤6)注入的P型离子浓度一个数量级，即即lOVcm2。6.如权利要求4所述掩膜只读存储器的制造方法，其特征是:实施步骤7)时，打开注入窗口位于任意两个N型埋源/漏区的上方。7.一种如权利要求1-3任意一种掩膜只读存储器的使用方法，其特征是，包括: 采用N型重掺杂注入区作为器件的信息单元“1”，采用P型多晶硅注入区作为信息单元“ 0 ”，利用金属硅化物实现电极链接。
【专利摘要】本发明公开了一种掩膜只读存储器，包括：硅衬底中的P阱，浅隔离槽位于硅衬底和P阱上部，并且浅隔离槽位于P阱两侧，P阱上部形成有多个N型埋源/漏区，多个N型埋源/漏区之间具有多个沟道区，栅氧位于所述浅沟槽、P阱、N型埋源/漏区和沟道的上方，其中：P型多晶硅注入区和N型重掺杂注入区位于栅氧上方，隔离墙位于P型多晶硅注入区两侧，金属硅化物位于P型多晶硅注入区和N型重掺杂注入区上方，P型多晶硅注入区离子注入浓度小于N型重掺杂注入区离子注入浓度。本发明还公开了所述掩膜只读存储器的制造方法和使用方法。本发明的掩膜只读存储器与现有掩膜只读存储器相比工艺成本低，开启电压稳定，高阈值电压器件均一性良好。
【IPC分类】H01L21/28, H01L29/423, H01L27/112, H01L29/06, H01L21/8246
【公开号】CN105405847
【申请号】CN201510068405
【发明人】刘冬华, 段文婷, 钱文生
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年2月10日