专利名称：制作高紫外－临界电位电可擦除可编程只读取存储器的方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体组件，特别是一种制作高紫外(Ultra Violet，UV)-临界电位(Threshold Voltage，VT)电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)的方法。
背景技术：
半导体制程的趋势不断朝向提升芯片构装密度发展，因此组件的设计便不断朝向节省空间的观念演进。为了将组件缩小，组件的尺寸已被缩小至次微米或奈米级的范围。随着半导体的演进，非挥发性储存器的制造亦随着趋势而缩小组件尺寸，非挥发性储存器包含不同型式的组件，例如可编程只读储存器(PROM)，可擦除可编程只读储存器(EPROM)，快闪储存器(flash)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等。快闪储存器(flash)或是EEPROM的非挥发性存储元件包含一可以储存电荷的浮置闸极(floating gate)以及控制闸极(control gate)，一般可以分为叠闸式(stacked gate)以及分闸式(split gate)两种态样。资料一旦存到磁盘之后，就不再需要任何电源用来维持资料。以目前的技术即使电源是在关掉后仍可保留储存的资料至少十年以上。不只是数字相机，笔记型计算机，掌上型电子记事薄，移动电话等电子产品，对非挥发性存储元件的需求，更是密不可分。可携式计算机与电信工业已成为半导体集成电路设计技术的主要驱动力。例如，快闪储存器(flash)或是电可擦除只读存储器EEPROM可以应用在计算机中的基本输出入系统(BIOS)，高密度非挥发性储存器的应用范围则包含可携式终端设备中的大容量记忆装置、数字固态相机以及个人计算机的适配卡等。
目前的低电压快闪储存器通常在3到5伏特的操作电压下对悬浮闸极进行充电或放电动作。对于现今电可擦除只读存储器EEPROM制程中，为达到低编程临界电位(low programming VT)以得到高读取电流，UV-VT不可以太高。通常，在高紫外(Ultra Violet，UV)-临界电位(ThresholdVoltage，VT)下此储存胞为低临界电位胞。
发明内容
本发明的目的为提出一种制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法。
本发明提供一种制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征包含形成隧穿氧化层于一底材上；形成第一复晶硅层于上述隧穿氧化层之上，其中上述第一复晶硅层的制作包含采用离子布植法将硼B(boron)离子植入而成，其中上述离子布植的能量与布植剂量分别为约5至50KeV及1E14至5E15原子/平方公分；蚀刻第一复晶硅层形成浮置闸结构。形成汲极与源极区域于浮置闸结构侧的底材中，形成一绝缘层于浮置闸极(floating gate)之上做为闸极间介电层，其中上述闸极间介电层的材质包含ONO或NO；于高临界电位(HV)区域制作高临界电位氧化层(HVOX)，形成第二复晶硅层同时做为低临界电位(Low Voltage，LV)组件的控制闸极(control gate)以及HV组件的闸极；利用微影程序制作该LV组件控制闸极以及HV组件的闸极图案以及利用斜角植入离子进入HV组件区域以制作轻微掺杂汲极区域(lightly doped drain region；LDD)。其中上述制作轻微掺杂汲极区域的离子布植的能量为约20至200KeV。布植剂量为约1E12至1E15原子/平方公分。其中上述制作轻微掺杂汲极区域的布植角度约为0-60度。
本发明的较佳实施例将于往后的说明文字中辅以下列图形做更详细的阐述图1为本发明的形成浮置闸极的示意图。
图2为本发明形成闸极间介电层的示意图。
图3为本发明形成HV组件LDD的示意图。
图4为本发明形成绝缘层以及导电栓的示意图。
具体实施例方式
本发明提供一崭新方法用以制造高高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器。本发明的实施例配合图标详细说明如下。
首先参阅图1，提供一半导体底材(substrate)2，在较佳实施例中，底材2为结晶面向<100>或<111>的单晶硅(single crystal silicon)。其它的半导体材质亦可以使用。一般在底材200上的各组件间均会形成数个隔离区(未图标)，此隔离区的形成可以采场氧化隔离法或渠沟隔离法。接着于底材2上形成由氧化硅所构成的隧穿氧化层(tuning oxide)4，此隧穿氧化层4一般可以在摄氏温度约700至1100度之下于氧环境中以热氧化法长成。此外，也可以采用其它方法形成此隧穿氧化层4。在本实施例中，隧穿氧化层4的厚度约为60-150埃。然后，掺杂的复晶硅层6沉积于隧穿氧化层4上。此复晶硅层6的制作可以采用以离子布植法将硼B(boron)离子植入而成。此离子布植的能量与布植剂量分别为约5至50KeV及1E14至5E15原子/平方公分。硼B离子植入及随后炉管回火或快速升温回火(RTA anneal)后，印刷定义浮置闸极(Floating Gate)，然后通过蚀刻制程制作浮置闸极(Floating Gate)，如图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.)如图1所示，随后以闸极以及光阻10做为罩幕进行离子布植(ionimplantation)以形成汲极与源极区域8。之后去除光阻10；随后，形成一绝缘层12于浮置闸极(floating gate)之上，做为闸极间介电层，材质可以采用ONO或是NO。之后，以微影制程(LITHOGRAPHY)定义其图案，参阅图2；接着于高临界电位(High Voltage，HV)区域制作高临界电位氧化层(HVOX)14。
接续步骤为制作第二复晶硅层16同时做为电可擦除可编程只读存储器光电组件(EEPROM Cell)的控制闸极(control gate)以及电可擦除可编程只读存储器光电组件高临界电位(EEPROM Cell HV)选择闸极(select-gate)和外围(periphery)组件的闸极。随后利用微影程序制作出控制闸极以及HV组件的闸极图案，如图3所示。之后，利用斜角植入离子进入HV组件区域以制作轻微掺杂汲极区域(lightly doped drainregion；LDD)18。此离子布植的能量与布植剂量分别为约20至200KeV及1E12至1E15原子/平方公分。此布植角度约为0-60度。最后，在两组件区域覆盖一绝缘层20以做为绝缘用途，并以已知技术制作金属栓(conductive plug)22于绝缘层20之中，如图4所示。
权利要求
1.一种制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征包含形成隧穿氧化层于一底材上；形成第一复晶硅层于上述隧穿氧化层之上；蚀刻该第一复晶硅层形成浮置闸结构；形成汲极与源极区域于该浮置闸结构侧的底材中；形成一绝缘层于该浮置闸极(floating gate)之上，做为闸极间介电层；于高临界电位(HV)区域制作高临界电位氧化层(HVOX)；形成第二复晶硅层同时做为电可擦除可编程只读存储器组件(EEPROM Cell)的控制闸极(control gate)，选择闸极(select-gate)以及外围(periphery)组件的闸极；利用微影程序制作该电可擦除可编程只读存储器组件(EEPROMCell)的控制闸极(control gate)，选择闸极(select-gate)以及外围(periphery)组件闸极图案；利用斜角植入离子进入该高临界电位(HV)组件区域以制作轻微掺杂汲极区域(lightly doped drain region；LDD)。
2.如权利要求1所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的隧穿氧化层在摄氏温度约700至1100度之下于氧环境中以热氧化法形成。
3.如权利要求1所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的复晶硅层的制作包含采用离子布植法将硼B(boron)离子植入而成。
4.如权利要求3所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的离子布植的能量与布植剂量分别为约5至50KeV及1E13至1E16原子/平方公分。
5.如权利要求1所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的闸极间介电层的材质包含ONO。
6.如权利要求1所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的闸极间介电层的材质包含NO。
7.如权利要求1所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的制作轻微掺杂汲极区域的离子布植的能量为约20至200KeV。
8.如权利要求1所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的制作轻微掺杂汲极区域的离子布植的布植剂量为约1E12至1E15原子/平方公分。
9.如权利要求1所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的制作轻微掺杂汲极区域的布植角度约为0-60度。
10.如权利要求1所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，完成上述制作轻微掺杂汲极区域之后，更包含覆盖一绝缘层以做为绝缘用途；制作金属栓(conductive plug)于该绝缘层之中。
11.一种制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征包含形成隧穿氧化层于一底材上；形成第一复晶硅层于上述隧穿氧化层之上，其中上述第一复晶硅层的制作包含采用离子布植法将硼B(boron)离子植入而成；蚀刻该第一复晶硅层形成浮置闸结构；形成汲极与源极区域于该浮置闸结构侧的底材中；形成一绝缘层于该浮置闸极(floating gate)之上，做为闸极间介电层，其中上述闸极间介电层的材质包含ONO或NO；于高临界电位(HV)区域制作高临界电位氧化层(HVOX)；形成第二复晶硅层同时做为电可擦除可编程只读存储器组件(EEPROM Cell)的控制闸极(control gate)，选择闸极(select-gate)以及外围(periphery)组件的闸极；利用微影程序制作该电可擦除可编程只读存储器组件(EEPROMCell)的控制闸极(control gate)，选择闸极(select-gate)以及外围(periphery)组件的闸极图案；以及利用斜角植入离子进入该HV组件区域以制作轻微掺杂汲极区域(lightly doped drain region；LDD)。
12.如权利要求11所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的隧穿氧化层在摄氏温度约700至1100度之下于氧环境中以热氧化法形成。
13.如权利要求11所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的离子布植的能量与布植剂量分别为约5至50KeV及1E13至5E15原子/平方公分。
14.如权利要求11所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的制作轻微掺杂汲极区域的离子布植的能量为约20至200KeV。
15.如权利要求11所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的制作轻微掺杂汲极区域的离子布植的布植剂量为约1E12至1E15原子/平方公分。
16.如权利要求11所述的制作高紫外-临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，其特征是，所述的制作轻微掺杂汲极区域的布植角度约为0-60度。
全文摘要
制作高紫外－临界电位电可擦除可编程只读存储器的方法，包含，形成隧穿氧化层于一底材上以及形成第一复晶硅层于上述隧穿氧化层之上，其中第一复晶硅层的制作包含采用离子布植法将硼离子植入而成；之后蚀刻第一复晶硅层形成浮置闸结构以及形成汲极与源极区域于浮置闸结构侧的底材中，随之形成一绝缘层于浮置闸极之上做为闸极间介电层，闸极间介电层的材质包含ONO或NO；在高临界电位区域制作高临界电位氧化层，形成第二复晶硅层同时做为低临界电位组件的控制闸极以及高临界电位HV组件的闸极；利用微影程序制作该低临界电位LV组件控制闸极以及HV组件的闸极图案以及利用斜角植入离子进入HV组件区域以制作轻微掺杂汲极区域LDD。
文档编号H01L21/70GK1635631SQ20031012163
公开日2005年7月6日 申请日期2003年12月31日 优先权日2003年12月31日
发明者詹奕鹏, 丁永平 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司