[發(fā)明專利]快閃存儲裝置的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710007959.8
• 申請日: 2007-02-01
• 公開（公告）號: CN101083230A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設計）人: 樸丙洙
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/8247
• 分類號: H01L21/8247
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

本發(fā)明涉及一種快閃存儲裝置，更具體而言，涉及一種能夠防止在單元結單位(cell?junction?unit)之間產生穿通泄漏電流的快閃存儲裝置的制造方法。

背景技術

隨著快閃存儲裝置的集成水平增加，單元尺寸逐漸減小。特別是，在具有100nm或更小柵極長度的單元的情況下，可能由于小的柵極長度產生穿通泄漏電流，由此降低單元精度所要求的感測裕度(sensing?margin)。

圖1是示出具有穿通和沒有穿通的單元的V-I特性的曲線圖。X軸表示任意單位(arbitrary?unit)的柵極電壓。Y軸表示以安培為單位的漏極電流。

在圖1中，曲線A表示在具有約100nm柵極長度的單元中相對于柵極電壓的漏極電流的變化。如曲線A所示，相對于所施加的柵極電壓Vg得到了正常的漏極電流(Id)，而沒有產生穿通。

曲線B示出了在柵極長度減小的單元中的穿通泄漏電流。相對于所施加的柵極電壓Vg的漏極電流(Id)高于正常值(由曲線A示出)。在存儲器開發(fā)階段評估所述單元時，泄漏電流減小了單元的感測裕度，并且引起了各種誤差。

因此，為了改善單元特性，需要消除穿通泄漏電流。實現此的一個途徑是增大有效溝道長度。目前的方法利用了離子注入工藝期間減少的離子劑量來得到有效柵極長度。然而，該方法減小了流過單元自身的電流量。特別是，當單元結的電阻由于離子劑量的降低而較高時，流過單元自身的電流量進一步減小。

此外，在單元結形成工藝期間被注入的離子通過后續(xù)執(zhí)行的退火工藝被激活，由此產生瞬時增強擴散(TED)，并減少了溝道摻雜分布。TED指的是在被注入工藝損傷的區(qū)域處不希望得到的摻雜劑的聚集。

在具有長的柵極長度的單元的情況下，盡管出現TED，因為能夠維持有效溝道長度，所以不會顯著降低硼(B)的濃度。由于在溝道中存在足夠的摻雜劑，所以這是可能的。在具有短的柵極長度的單元的情況下，不能有效補償由于TED的出現而導致的硼(B)濃度的降低。

發(fā)明內容

本發(fā)明涉及一種快閃存儲裝置的制造方法，其中可以防止短柵極長度晶體管中的穿通泄漏電流在單元結單位之間出現。

在一個實施例中，一種快閃存儲裝置的制造方法包括以下步驟：在其中界定了單元區(qū)域、低電壓區(qū)域和高電壓區(qū)域的半導體襯底之上形成柵極；僅使單元區(qū)域敞開來執(zhí)行離子注入工藝并在半導體襯底中形成單元結；執(zhí)行第一熱處理工藝；僅使低電壓區(qū)域敞開來執(zhí)行低濃度離子注入工藝；僅使高電壓區(qū)域敞開來執(zhí)行離子注入工藝；在柵極的側壁上形成間隙壁，并且僅使低電壓區(qū)域敞開來執(zhí)行高濃度離子注入工藝；以及執(zhí)行第二熱處理工藝。

在另一實施例中，一種快閃存儲裝置的制造方法包括以下步驟：在其中界定了單元區(qū)域、低電壓區(qū)域和高電壓區(qū)域的半導體襯底之上形成柵極；僅使單元區(qū)域敞開來執(zhí)行離子注入工藝并在半導體襯底中形成單元結；僅使低電壓區(qū)域敞開來執(zhí)行低濃度離子注入工藝；僅使高電壓區(qū)域敞開來執(zhí)行離子注入工藝；在柵極的側壁上形成間隙壁，并且僅使低電壓區(qū)域敞開來執(zhí)行高濃度離子注入工藝；以及執(zhí)行快速熱退火(RTA)工藝。

在一個實施例中，一種快閃存儲裝置的制造方法包括在其中界定了單元區(qū)域、低電壓區(qū)域和高電壓區(qū)域的半導體襯底之上形成柵極。將第一離子注入到單元區(qū)域中，同時覆蓋低電壓區(qū)域和高電壓區(qū)域，以在半導體襯底中形成單元結。將第二離子注入到低電壓區(qū)域中，同時覆蓋單元區(qū)域和高電壓區(qū)域，該注入第二離子的步驟是低濃度離子注入工藝。將第三離子注入到高電壓區(qū)域中，同時覆蓋單元區(qū)域和低電壓區(qū)域。在柵極的側壁上形成間隙壁。將第四離子注入到低電壓區(qū)域中，該注入第四離子的步驟是高濃度離子注入工藝。在注入第四離子的步驟之后執(zhí)行快速熱退火(RTA)工藝。

在一個實施例中，一種快閃存儲裝置的制造方法包括在其中界定了單元區(qū)域、低電壓區(qū)域和高電壓區(qū)域的半導體襯底之上形成柵極。將第一離子注入到單元區(qū)域中以在單元區(qū)域中形成摻雜結，低電壓區(qū)域和高電壓區(qū)域被覆蓋以防止第一離子被注入到低電壓區(qū)域和高電壓區(qū)域中。利用快速退火工藝來激活注入到單元區(qū)域中的第一離子。執(zhí)行快速退火工藝不超過10分鐘。快速退火工藝使單元區(qū)域處的瞬時增強擴散的出現最小化。

在另一實施例中，該方法還包括將第二離子注入到低電區(qū)域中，同時覆蓋單元區(qū)域和高電壓區(qū)域，使得第二離子不被注入到單元區(qū)域和高電壓區(qū)域中。將第三離子注入到高電壓區(qū)域中，同時覆蓋單元區(qū)域和低電壓區(qū)域，使得第三離子不被注入到單元區(qū)域和低電壓區(qū)域中。快速退火工藝激活至少第一離子和第二離子。