[發(fā)明專利]掩膜只讀存儲器的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810204976.5
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN101465326A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董耀旗;孔蔚然;李榮林;李棟;徐愛斌
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/8246
• 分類號: H01L21/8246
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 鄭 瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造方法，特別是涉及一種掩膜只讀存儲器 (MROM)的制造方法。

背景技術(shù)

掩膜只讀存儲器(MROM)是半導(dǎo)體存儲器的常見種類之一，其廣泛應(yīng)用 于計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品中。掩膜只讀存儲器由存儲單元陣列和外圍邏輯電路組成， 存儲單元陣列往往由相互正交的位線和字線構(gòu)成：其中利用離子注入工藝在存 儲單元區(qū)形成埋設(shè)層，進(jìn)一步熱處理便可以構(gòu)成位線，而字線往往為柵極陣列， 其通過光刻與刻蝕工藝而構(gòu)成。外圍邏輯電路往往包括多個(gè)邏輯晶體管，為了 簡化制作流程，外圍邏輯電路的邏輯晶體管的柵極與存儲單元陣列的柵極陣列 往往利用同一柵極物質(zhì)層制作。然而，外圍邏輯電路和存儲單元陣列的工藝結(jié) 構(gòu)畢竟不同，如何兼容其制造流程并保證器件的性能便顯得十分重要。

在現(xiàn)有掩膜只讀存儲器制造工藝中，制作存儲單元陣列和外圍邏輯電路的柵極 的物質(zhì)層往往由摻雜好的多晶硅構(gòu)成。然而在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝中，PMOS與 NMOS的柵極摻雜類型不同，致使現(xiàn)有的掩膜只讀存儲器的制造工藝與標(biāo)準(zhǔn) CMOS邏輯工藝技術(shù)不兼容，而在后續(xù)的摻雜注入中，造成對存儲器性能的干 擾。

另外，在現(xiàn)有的掩膜只讀存儲器制造工藝中，往往在柵極上沉積鎢，以降 低柵極結(jié)構(gòu)的阻值。然而柵極結(jié)構(gòu)的形成過程是半導(dǎo)體制造的前端工藝，對環(huán) 境的潔凈度要求較高，往往不希望涉及到鎢等較臟的工藝過程，因?yàn)檫@樣會導(dǎo) 致前后端機(jī)臺的混用，增加工藝復(fù)雜度。

此外，外圍邏輯電路的有源區(qū)阻值較大，會導(dǎo)致一些邏輯晶體管的速度難 以滿足要求，為此，需要在這些晶體管的有源區(qū)上形成金屬硅化物來解決這一 問題。另外，存儲單元陣列的柵極結(jié)構(gòu)之上也需要形成金屬硅化物。如此，在 掩膜只讀存儲器制造過程中，便涉及到金屬硅化物選擇性形成的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是掩膜只讀存儲器的制造工藝與標(biāo)準(zhǔn)CMOS邏 輯工藝的兼容性問題。

為此，本發(fā)明提供一種掩膜只讀存儲器的制造方法，包括：提供具有存儲 單元區(qū)和外圍電路區(qū)的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì) 層；刻蝕柵極物質(zhì)層，分別于存儲單元區(qū)和外圍電路區(qū)形成柵極陣列和邏輯晶 體管柵極；依次沉積第一氧化硅層與第一氮化硅層；在存儲單元區(qū)的柵極陣列 之間填充介質(zhì)層；沉積第二氮化硅層；沉積第二氧化硅層；進(jìn)行氧化硅和氮化 硅的刻蝕，在外圍電路區(qū)形成柵極側(cè)墻，并去除存儲單元區(qū)的第二氧化硅層、 第二氮化硅層和柵極陣列上的第一氮化硅層；對存儲單元區(qū)的柵極陣列進(jìn)行柵 極摻雜。

進(jìn)一步的，在完成柵極摻雜后還包括：在存儲單元區(qū)寫入數(shù)據(jù)；在外圍電 路區(qū)無需形成金屬硅化物的邏輯晶體管上形成阻擋層；在存儲單元區(qū)的柵極陣 列上形成金屬硅化物，并在外圍電路區(qū)未形成金屬硅化物的邏輯晶體管的柵極 和源、漏區(qū)域上形成金屬硅化物。

進(jìn)一步的，所述于存儲單元區(qū)寫入數(shù)據(jù)的過程包括：對需要寫入數(shù)據(jù)0的 存儲單元進(jìn)行重?fù)诫s離子注入；對需要寫入數(shù)據(jù)1的存儲單元不進(jìn)行離子注入。

進(jìn)一步的，所述阻擋層為氧化硅層。

進(jìn)一步的，所述金屬硅化物為鈦硅化物或鈷硅化物。

進(jìn)一步的，所述金屬硅化物的形成過程包括：依次濺射一金屬和一金屬氮 化物；進(jìn)行第一次高溫?zé)崽幚恚孕纬山饘俟杌铮粷穹涛g去除未反應(yīng)的所 述金屬和所述金屬氮化物；進(jìn)行第二次高溫?zé)崽幚恚越档徒饘俟杌锏淖柚怠?

進(jìn)一步的，所述金屬為鈷，且所述金屬氮化物為氮化鈦。

進(jìn)一步的，所述第一次高溫?zé)崽幚淼臏囟葹?30度，時(shí)間為30秒；所述第 二次高溫?zé)崽幚淼臏囟葹?66度，時(shí)間為30秒。

進(jìn)一步的，所述的掩膜只讀存儲器的制造方法還包括：在外圍電路區(qū)進(jìn)行 邏輯晶體管的源、漏離子注入，其中所述對存儲單元區(qū)的柵極陣列進(jìn)行柵極摻 雜是在該源、漏離子注入的同時(shí)完成的。

進(jìn)一步的，所述柵極陣列之間所填充的介質(zhì)層由氧化硅構(gòu)成。

進(jìn)一步的，所述柵極陣列之間介質(zhì)層的填充過程包括：于整個(gè)半導(dǎo)體襯底 上沉積氧化硅，且該氧化硅填充于柵極陣列之間并高于柵極陣列；化學(xué)機(jī)械拋 光所述氧化硅；保留柵極陣列之間的氧化硅，并去除柵極陣列之上和外圍電路 區(qū)的氧化硅。

進(jìn)一步的，所述柵極物質(zhì)層包括柵極氧化層與未經(jīng)摻雜的多晶硅層。