專利名稱：制造內(nèi)存胞元數(shù)組金屬位線之方法,制造內(nèi)存胞元數(shù)組之方法及內(nèi)存胞元數(shù)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于制造內(nèi)存胞元數(shù)組金屬位線之方法，制造含此種金屬位線之內(nèi)存胞元數(shù)組之方法，及藉由這些方法所制造的內(nèi)存元數(shù)組。特別是本發(fā)明系關(guān)于合適用于平面EEPROMS(用于一般稱的”獨(dú)立”應(yīng)用及用于一般稱的”嵌入式”應(yīng)用)的方法及裝置。本發(fā)明特別適合用于累積根據(jù)SONOS原則(SONOS＝硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅)而被建造的內(nèi)存胞元。此種內(nèi)存胞元可有利地被用于如虛擬-接地-NOR結(jié)構(gòu)。
在內(nèi)存胞元領(lǐng)域的最重要發(fā)展目的之一為愈來愈小的內(nèi)存胞元之實(shí)現(xiàn)，亦即每儲存位愈來愈小的芯片面積之使用。目前為止，藉由埋藏的，亦即，散射位線實(shí)現(xiàn)緊密胞元被認(rèn)為是有利的。然而，以擴(kuò)散區(qū)域進(jìn)行的位線路當(dāng)它們的結(jié)構(gòu)尺寸減少會變得逐漸增加地高歐姆的，因擴(kuò)散深度必須亦被依比例改變，以抵制在相鄰位線路間貫穿的風(fēng)險。在此方面發(fā)生的問題為高歐姆位線路僅允許相當(dāng)少的胞元塊，使得利用度減少及較小內(nèi)存胞元之優(yōu)點(diǎn)消失，因其必須忍受較高的方法費(fèi)用。
具埋藏位線路及虛擬-接地-NOR結(jié)構(gòu)的已知內(nèi)存胞元的一個實(shí)例被敘述于文章”NROM新穎的局部補(bǔ)獲，2-位非揮發(fā)性內(nèi)存胞元”，BoazEitan等，IEEE Electron Device Letters，21卷，11期，11月2000，543-545頁。
本發(fā)明目的為提供一種允許亦于較大胞元塊的非常緊密的內(nèi)存胞元之實(shí)現(xiàn)的方法及裝置。
此目的可由根據(jù)申請專利范圍第1項(xiàng)制造內(nèi)存胞元數(shù)組金屬位線之方法，根據(jù)申請專利范圍第6項(xiàng)制造內(nèi)存胞元數(shù)組之方法及根據(jù)申請專利范圍第15項(xiàng)的內(nèi)存胞元數(shù)組而達(dá)到。
本發(fā)明提供制造內(nèi)存胞元數(shù)組位線之方法，該方法包括下列步驟提供一種層結(jié)構(gòu)，其包括一種基材(其具植入于其表面的晶體管井)、一序列在該基材表面提供的儲存介質(zhì)層、及在該儲存介質(zhì)層序列上提供的閘極區(qū)域?qū)樱辉谠撻l極區(qū)域?qū)又圃煳痪€凹槽，該位線凹槽向下延伸至該儲存介質(zhì)層；在該位線路凹槽的側(cè)邊表面上制造絕緣間隔物層；在該位線路凹槽的區(qū)域內(nèi)完全或部份移除該儲存介質(zhì)層序列；在該位線路凹槽的區(qū)域內(nèi)執(zhí)行源極/汲極植入；在該位線路凹槽的區(qū)域內(nèi)完全移除該儲存介質(zhì)層序列，若該儲存介質(zhì)層序列未于先前完全被移除；及在進(jìn)行源極/汲極植入的區(qū)域上制造金屬化，以制造金屬位線路，該金屬化由絕緣間隔物層與閘極區(qū)域?qū)咏^緣。
除上述方法外，制造內(nèi)存胞元數(shù)組的本發(fā)明方法包括步驟以絕緣材料填充在制造金屬位線后留下的位線路凹槽；及制造字符線，其基本上與該位線成直角延伸且其每一個連接至許多閘極區(qū)域，當(dāng)字符線被制造時，該閘極區(qū)域藉由閘極區(qū)域?qū)悠溆嗖糠莸暮线m圖樣化而被制造。
根據(jù)本發(fā)明較佳具體實(shí)施例，金屬位線由在經(jīng)曝露基材區(qū)域(其先前進(jìn)行源極/汲極植入)上執(zhí)行Ti-或Co-硅化物方法而被制造，其亦可被稱為位線植入。在源極/汲極植入上制造金屬化的硅化物方法期間，未來的閘結(jié)構(gòu)較佳為以具硬屏蔽(其較佳為由氮化物組成)被提供。進(jìn)行源極/汲極植入的區(qū)域用做儲存晶體管的源極/汲極區(qū)域、用做金屬位線的這些區(qū)域之硅化。在根據(jù)本發(fā)明方法的情況下，起初以沿位線路延伸的條帶被實(shí)施的閘極區(qū)域或門結(jié)構(gòu)在字符線路制造期間以相對于這些字符線以自動對準(zhǔn)方式被蝕刻，較佳為使用干蝕刻方法。
使用根據(jù)本發(fā)明方法，周圍晶體管可平行于內(nèi)存胞元數(shù)組的制造額外地在內(nèi)存胞元數(shù)組以外的區(qū)域被制造。根據(jù)本發(fā)明方法可被用于實(shí)現(xiàn)具一般稱的單一-功函閘的周圍晶體管，其中所有多晶閘極區(qū)域?yàn)橄嗤膿诫s形式，及具一般稱的雙-功函閘的周圍晶體管，其中多晶的閘極區(qū)域的摻雜形式采用信道形式，亦即源極/汲極區(qū)域的摻雜形式。
本發(fā)明的內(nèi)存胞元數(shù)組包括許多內(nèi)存胞元，其以二度空間排列的及由以在基材上形成的場效晶體管實(shí)現(xiàn)；字符線，其以關(guān)于內(nèi)存胞元數(shù)組的第一方向排列及其以電傳導(dǎo)方式連接至內(nèi)存胞元的閘極區(qū)域；及位線，在內(nèi)存胞元間基本上在與該第一方向直角的第二方向延伸；由直接在內(nèi)存胞元的源極/汲極區(qū)域上直接制造的金屬結(jié)構(gòu)定義的位線，及在位線的金屬結(jié)構(gòu)及內(nèi)存胞元的閘極區(qū)域間提供的絕緣裝置。
本發(fā)明提供制造具金屬位線(其相對于閘結(jié)構(gòu)自動對準(zhǔn))的內(nèi)存胞元數(shù)組之方法，及含此種位線之內(nèi)存胞元數(shù)組。而且，相對于金屬字符線自動對準(zhǔn)的閘結(jié)構(gòu)被根據(jù)本發(fā)明制造。本發(fā)明額外允許在所討論的制造方法中內(nèi)存胞元數(shù)組及周圍電路結(jié)構(gòu)的平行制造的有利并入。
因?yàn)榻饘伲嗉?，金屬化位線的制造，及此外，因?yàn)榻饘?，亦即，金屬化字符線的制造，本發(fā)明允許具最小周圍的大的胞元塊的形成，及結(jié)果高的胞元效率。因金屬化位線的使用，位線可為窄的使得4F2的胞元面積可被實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)表示可能的線寬度，當(dāng)所使用的技術(shù)為微影技術(shù)；今日的微影技術(shù)達(dá)到140奈米的線寬度。在根據(jù)本發(fā)明的制造方法及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，位線平面及字符線平面可被用做金屬線平面。而且，根據(jù)本發(fā)明方法可與單一-功函技術(shù)及雙-功函技術(shù)合并。
本發(fā)明的進(jìn)一步具體實(shí)施例定義于相依申請專利范圍。
在下列的本發(fā)明較佳具體實(shí)施例參考所揭示圖式被詳細(xì)解釋，其中第1圖顯示內(nèi)存胞元數(shù)組的細(xì)節(jié)；第2圖顯示在根據(jù)本發(fā)明方法的初始階段層序列的示意截面視圖；第3圖顯示一部份具位線路凹槽算法的示意頂部視圖；第4a至4c圖顯示示意截面視圖以說明根據(jù)本發(fā)明制造內(nèi)存胞元數(shù)組之第一具體實(shí)施例；第5圖顯示根據(jù)第一具體實(shí)施例在周圍晶體管制造中中間階段的示意截面視圖；第6a及6b圖顯示根據(jù)第一具體實(shí)施例說明字符-及位-線圖樣的進(jìn)一步制造階段的示意截面視圖；第7圖顯示根據(jù)第一具體實(shí)施例在關(guān)于周圍晶體管制造中進(jìn)一步制造階段的示意截面視圖；第8a及8b圖顯示根據(jù)本發(fā)明制造內(nèi)存胞元數(shù)組之第二具體實(shí)施例的根據(jù)第6a及6b圖的示意截面視圖；第9圖顯示第二具體實(shí)施例根據(jù)第7圖的示意截面視圖；第10a及10b圖顯示在第二具體實(shí)施例說明金屬字符線的制造的示意截面視圖；第11圖顯示說明根據(jù)第二具體實(shí)施例所制造的周圍晶體管的示意截面視圖。
在制造內(nèi)存胞元數(shù)組的位線及制造內(nèi)存胞元數(shù)組的較佳具體實(shí)施例參考第2至11圖于下詳細(xì)說明前，虛擬-接地-NOR結(jié)構(gòu)的所得位線及字符線的一般排列會先參考第1圖被敘述。第1標(biāo)地顯示兩個位線2的區(qū)段，其以與位線4成直角延伸以使字符線2與位線4一起定義格子結(jié)構(gòu)。在第1圖中，虛線表示根據(jù)本發(fā)明的金屬位線4，然而，實(shí)線8表示源極/汲極植入?yún)^(qū)域，金屬位線于其上形成。
在此種虛擬-接地結(jié)構(gòu)個別內(nèi)存胞元6被置于在位線4間的字符線2下方。在字符線下方，閘極區(qū)域被提供于此區(qū)域，然而排列于位線下方的擴(kuò)散區(qū)域亦即源極/汲極植入定義個別胞元的源極汲極區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，金屬位線及字符線較佳為使用硅化形成。名稱為硅化的已知方法為合適金屬，如鈷、鈦、其合金、或鎳或鎢于第一步驟被施用于硅的情況之方法，于此溫度處理被進(jìn)行。因?yàn)闇囟忍幚?，化學(xué)反應(yīng)在所施用金屬及硅間發(fā)生，由此硅化物層在硅上形成。此在硅上金屬硅化物層的制造被稱為硅化。
在用于制造內(nèi)存胞元數(shù)組及用于周圍晶體管的平行制造的本發(fā)明第一具體實(shí)施例中，其可參考第2至7圖被敘述，一種一般稱的多晶硅-硅化物方法被額外使用以制造內(nèi)存胞元數(shù)組的字符線及制造周圍晶體管的閘極結(jié)構(gòu)。
名稱為多晶硅-硅化物方法的已知方法為全面積的多晶硅層先被施用亦即被沉積，于此全面積的WSi層沉積于多晶硅層上做為合金。接著，較佳為由氮化物組成的硬屏蔽一般被施用于WSi層，接著使用光技術(shù)方法圖樣化該硬屏蔽，于此WSi層及位于此層下方的多晶硅被蝕刻以產(chǎn)生所欲結(jié)構(gòu)。
上述多晶硅-硅化物方法的替代方案，一種方法為已知，在此方法中，多晶硅層先被施用，之后為氮化鎢層，及接著為鎢層。在此情況下，氮化鎢層用做擴(kuò)散阻擋以使沒有任何硅化鎢，亦即沒有任何合金會被形成，而是相當(dāng)?shù)蜌W姆的純金屬結(jié)構(gòu)。
在根據(jù)本發(fā)明制造內(nèi)存胞元數(shù)組的第二具體實(shí)施例中，其參考第8至11圖被于下文敘述，一種一般稱的自對準(zhǔn)金屬硅化方法被使用以制造周圍晶體管的字符線與門極結(jié)構(gòu)。名稱為自對準(zhǔn)金屬硅化方法的已知方法為含硅區(qū)域及非硅區(qū)域(如氧化物區(qū)域及氮化物區(qū)域)的結(jié)構(gòu)先被合適金屬(如鈷、鈦或這些金屬的合金如鈷/鈦氮化物合金)沉積于其整個面積上。當(dāng)溫度處理接著被進(jìn)行，化學(xué)反應(yīng)在全面積金屬與硅接觸的位置發(fā)生，以使硅化物層于此形成，在金屬與氧化物或氮化物鄰接的其它區(qū)域，化學(xué)反應(yīng)不會發(fā)生。接著，未進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的金屬可由濕化學(xué)方法移除結(jié)構(gòu)維持在所有硅區(qū)域皆以硅化物層涂布。
在下文中，根據(jù)本發(fā)明制造內(nèi)存胞元數(shù)組的方法的第一具體實(shí)施例被敘述，其包括根據(jù)本發(fā)明制造內(nèi)存胞元數(shù)組的位線之方法。
根據(jù)本發(fā)明方法系基于預(yù)先處理的基材結(jié)構(gòu)，其先被敘述。為進(jìn)行此目的，絕緣區(qū)域(其意欲包括如特定數(shù)目的內(nèi)存胞元及稍后的特定周圍電路結(jié)構(gòu))先于硅基材上被定義，這些區(qū)域較佳為使用一般稱的STI技術(shù)(STI＝淺溝槽道絕緣)被制造。根據(jù)此技術(shù)，墊氧化層先被成長及墊氮化層接著被沉積，之后，光技術(shù)被進(jìn)行以定義接著要被蝕刻的槽道，經(jīng)蝕刻的槽道接著以氧化物填充，于此合適的平面化方法，如化學(xué)機(jī)械 光(CMP∶CMP＝化學(xué)機(jī)械 光)，被進(jìn)行。最后，余留的氮化物藉由蝕刻被移除。
當(dāng)隔離區(qū)域以以上所述的方式被制造時，在內(nèi)存胞元數(shù)組的未來CMOS區(qū)域的p-及n-井及內(nèi)存胞元的井由經(jīng)屏蔽的硼及黃磷植入及由后續(xù)的退火被制造。之后，散射的氧化物被移除。在所得結(jié)構(gòu)上，ONO三重層(ONO＝氧化物-氮化物-氧化物)成長，其用做儲存介質(zhì)，此步驟之后為在未來CMOS區(qū)域上此層的經(jīng)屏蔽移除。在此區(qū)域閘氧化物成長，更正確地說閘氧化物以重復(fù)步驟成長。
使用上述的預(yù)先處理所制造的結(jié)構(gòu)用做根據(jù)本發(fā)明方法的基礎(chǔ)，根據(jù)本發(fā)明，此結(jié)構(gòu)上先沉積用做閘極區(qū)域的多晶硅層且其上沉積氮化物層。一個在內(nèi)存胞元區(qū)域的所得層序列的區(qū)段之示意截面視圖被示于第2圖。如先前所討論，晶體管井12于硅基材10上形成，晶體管井12上形成的是經(jīng)敘述的ONO三重層20(其包括下方氧化物層14、氮化物層16及上方氧化物層18)。在內(nèi)存胞元區(qū)域之外，此ONO三重層由閘氧化物取代。ONO三重層20上為具厚度100奈米的多晶層22，此多晶層22上為氮化物層24(其具厚度50奈米)做為硬屏蔽層。
在下一個步驟，光技術(shù)被執(zhí)行以在氮化物層24產(chǎn)生加長的凹槽26；如第3圖所見，這些凹槽沿要于稍后被產(chǎn)生的位線延伸。藉由這些凹槽26，條帶28沿未來的位線額外被定義，貢獻(xiàn)未來閘結(jié)構(gòu)的這些條帶28。當(dāng)?shù)飳?4被蝕刻以制造凹槽26，用于光技術(shù)的抗蝕劑被剝除，于此多晶層22使用氮化物層24為屏蔽被蝕刻。ONO三重層20被用做此方法的蝕刻中止層，位線凹槽30形成于氮化物層24及多晶層22的所得結(jié)構(gòu)被示于第4a圖。藉由在多晶層22產(chǎn)生位線凹槽30，條帶形狀的閘極區(qū)域34(其沿未來的位線延伸)被制造于多晶層22。
本發(fā)明較佳具體實(shí)施例構(gòu)想在位線凹槽30的制造后，對應(yīng)于晶體管井12的摻雜形式的摻雜形式之植入在凹槽區(qū)域穿過ONO層序列20進(jìn)行以產(chǎn)生經(jīng)摻雜區(qū)域32。此摻雜為選擇性的，在n-信道儲存內(nèi)存的情況下，此摻雜較佳為一種具濃度如1×1014公分-3的硼植入。另一方面，植入32用于產(chǎn)生具位線植入及稍后制造的源極-汲極植入的硬p-n接合。另一方面，經(jīng)摻雜區(qū)域32之制造產(chǎn)生在閘邊緣的不足散射，及結(jié)果造成在信道下方的穿透，以使改良的貫穿阻力可被達(dá)到。在Boaz Eitan的上述出版物所敘述的形式的2-位內(nèi)存胞元要由內(nèi)存胞元實(shí)現(xiàn)的情況下，此種植入32為特別有利的。
使用已知方法，絕緣間隔物層36，第4b圖，在后續(xù)步驟于條帶形狀的多晶層區(qū)域34的側(cè)邊表面及在置于其上的氮化物層24的部份上被制造。為進(jìn)行此目的，較佳為氧化物層由TEOS(TEOS＝原硅酸四乙酯)藉由保形沉積先被制造，藉由此種沉積，得到全面積的氧化物層，在理想情況下，其在結(jié)構(gòu)的水平及垂直表面上具相同的厚度，此氧化物層接著藉由后續(xù)的不均向性干蝕刻自水平表面被移除以使側(cè)邊的氧化物間隔物層36(其可由第4b圖見到)留下。
在氧化物間隔物層的制造后，其具厚度40奈米，較佳為使用反應(yīng)式離子蝕刻以打開ONO三重層結(jié)構(gòu)的那些部份(在間隔物層制造后其仍為露出的)。經(jīng)由在ONO三重層結(jié)構(gòu)20的開孔，源極/汲極植入被形成；在n-信道儲存內(nèi)存的情況下，源極/汲極植入較佳為由具摻雜濃度3×1015公分-3的砷的植入而形成。所以沿未來的位線延伸的源極/汲極植入38亦可被稱為位線植入。
應(yīng)指出在進(jìn)行植入以制造區(qū)域38前不必要移除整個ONO三重層結(jié)構(gòu)20，而是植入可穿過下方氧化物層14(其接著用做散射氧化物)而被進(jìn)行。若植入穿過下方氧化物層14而被進(jìn)行，此氧化物層14接著必須被移除以露出在源極/汲極植入被進(jìn)行及金屬位線要被形成的基材12的上方表面。
之后，用于自對準(zhǔn)金屬硅化的金屬被沉積，較佳為Ti、Co及其合金，此沉積步驟之后為鍛煉(此為硅化所必須)及未硅化金屬的移除。在源極/汲極植入38上的金屬化40(其被示于第4b圖且其表示金屬位線40)以此方式被制造。接著，留下的溝隙以絕緣材料42填充，較佳為藉由氧化物沉積(TEOS)。所得表面再進(jìn)行平面化，如由使用反應(yīng)式離子蝕刻，或是較佳為CMP技術(shù)；在此情況下，非常硬的氮化物層可被用做機(jī)械研磨中止層。所得結(jié)構(gòu)的截面區(qū)段圖被示意地示于第4b圖。
為制造字符線路，其以與所制造的該位線路40成直角延伸，仍位于條帶形狀的閘極區(qū)域34上及在第4b圖由參考數(shù)字44指定的氮化物先由濕化學(xué)方法移除，較佳為使用熱磷酸。如第4c圖所見，含第二多晶層46、金屬層48及硬屏蔽50(較佳為氮化物)的層結(jié)構(gòu)在所得結(jié)構(gòu)上被制造。第二多晶層46由沉積制造，然而金屬層48由Wsi的沉積制造?；蚴?，含多晶硅、氮化鎢及鎢的層序列可以先前說明的方式于此被制造。氮化物層50接著藉由在第二多晶層46沉積而被制造為硬屏蔽。
以上述方法步驟在周圍區(qū)域所得到的層結(jié)構(gòu)被示于第5圖，在周圍區(qū)域ONO三重層結(jié)構(gòu)20由閘氧化物層52取代，如先前所討論。
以第4c及5圖所示的層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，光技術(shù)接著被進(jìn)行以在硬屏蔽50內(nèi)圖樣化在胞元數(shù)組內(nèi)的字符線及在周圍的閘極區(qū)域。接著，含第一多晶層22、第二多晶層46及金屬層48的字符線結(jié)構(gòu)以對氧化物高選擇性被蝕刻。之后，抗貫穿植入使用合適的光技術(shù)選擇性地在字符線間執(zhí)行。
所得結(jié)構(gòu)的區(qū)段圖，由第4c圖的箭頭A所定義的被示于第6a圖，然而，由箭頭B所定義的區(qū)段圖被示于第6b圖。在第6a圖中，上述的抗貫穿植入以參考數(shù)字54表示。
平行于圖樣化字符線的上述步驟，周圍晶體管的閘結(jié)構(gòu)在周圍區(qū)域被圖樣化；第7圖顯示一種示意截面視圖，其顯示含第一多晶層22、第二多晶層46、金屬層48及余留硬屏蔽50的此種晶體管閘的閘堆棧。
在于內(nèi)存胞元區(qū)域的字符線及于周圍區(qū)域的閘結(jié)構(gòu)之上述圖樣化后，進(jìn)一步絕緣該字符線及堆積該周圍晶體管的額外步驟被以已知方式進(jìn)行。此種額外步驟包括如周圍晶體管的再氧化、在周圍晶體管的側(cè)表面的氮化物-及/或氧化物-間隔物層的提供、較佳為亦包括在經(jīng)圖樣化位線結(jié)構(gòu)間的凹槽之填充、LDD植入(LDD＝輕摻雜汲極)及HDD植入(HDD＝重?fù)诫s汲極)及氮化物/BPSG沉積及平面化(使用如CMP技術(shù))。最后，先前技藝為已知的步驟被執(zhí)行以產(chǎn)生及填充接觸孔洞及以作動金屬化及保護(hù)。
在上述具體實(shí)施例中，多晶層22及46被沉積做為同時摻雜的多層；在較佳具體實(shí)施例的n-信道內(nèi)存的情況下，n+-摻雜的多晶硅層被沉積。在此第一具體實(shí)施例中，使用上述多晶硅-硅化物技術(shù)，字符線被金屬化。此具體實(shí)施例合適用于單一功函閘技術(shù)，其被有利地用于實(shí)現(xiàn)DRAMs及其類似物。
現(xiàn)在敘述合適用于高性能CMOS應(yīng)用的雙功函閘技術(shù)。
關(guān)于金屬，亦即，金屬化位線的制造，此第二具體實(shí)施例與先前所敘述的第一具體實(shí)施例并無不同，但是在第二具體實(shí)施例中所使用制造位線的方法為自對準(zhǔn)金屬硅化方法而非已關(guān)于第一具體實(shí)施例敘述的多晶硅-硅化物方法。為進(jìn)行此目的，以第4b圖所示的結(jié)構(gòu)形式(其中氮化物層44已額外被移除)為基礎(chǔ)及第二多晶層被施用；氧化物硬屏蔽以直接施用于此第二多晶層。應(yīng)指出在第二具體實(shí)施例中第一多晶層及第二多晶層起初以未摻雜層施用。第一多晶層的摻雜可與源極/汲極區(qū)域的摻雜在氮化物層44移除后或是穿透氮化物層(若其足夠薄)一起被進(jìn)行。
在第二多晶層及氧化物硬屏蔽的上述施用后，在內(nèi)存胞元區(qū)域內(nèi)的字符線結(jié)構(gòu)及在周圍區(qū)域的閘極結(jié)構(gòu)被制造。在內(nèi)存胞元區(qū)域內(nèi)的所得結(jié)構(gòu)以類似地對應(yīng)于第6a及6b圖所示的截面圖標(biāo)以示意截面圖標(biāo)被示于第8a及8b圖；相同參考數(shù)字被用于在這些圖中的對應(yīng)特征。而且，氧化物硬屏蔽的余留部份56被示于第8a及8b圖。
在第9圖所得周圍晶體管的示意截面圖標(biāo)被示出；在此結(jié)構(gòu)中，周圍晶體管的源極與門極區(qū)域的LDD植入58已被進(jìn)行。
自第8及9圖所示的條件開始，閘氧化，亦即，過氧化，較佳為于第一步驟進(jìn)行，藉由此步驟具厚度6奈米的薄氧化物層在內(nèi)存胞元區(qū)域內(nèi)的字符線結(jié)構(gòu)及在周圍晶體管區(qū)域的閘極堆棧的側(cè)表面上被制造，如第10a、10b及11圖所見。
與所示具體實(shí)施例不同，再氧化較佳為在LDD植入前進(jìn)行以使以此方式在源極/汲極區(qū)域產(chǎn)生的氧化物可被用做LDD植入的散射氧化物。于再氧化期間于水平表面產(chǎn)生的氧化物由不均向性蝕刻方法被移除。之后，根據(jù)較佳具體實(shí)施例，氮化物間隔物層62于氧化物層60上被制造，于此額外氧化物間隔物層64被施用于第11圖的側(cè)表面，其造成在內(nèi)存胞元區(qū)域內(nèi)的字符線凹槽的完全填充66。此處應(yīng)指出間隔物層的實(shí)施及選擇用做這些層的材料系基于要被產(chǎn)生的周圍晶體管應(yīng)具有的介電強(qiáng)度而定。
外側(cè)氧化物間隔物層64亦較佳為由保形氧化物沉積(自TEOS)被制造，于此在水平表面所沉積的氧化物由不均向性蝕刻方法被移除。藉由此蝕刻，硬屏蔽的余留部份56同時被移除以使第二多晶層46的余留部份被露出。
在此方面，制造HDD區(qū)域68的植入現(xiàn)在被執(zhí)行，第二多晶層46的摻雜同時被引起。
接著，自對準(zhǔn)金屬硅化方法被使用以提供在內(nèi)存胞元區(qū)域內(nèi)的字符線及在具金屬化層70的周圍區(qū)域的閘極堆棧。為得到此金屬化，金屬、Ti、Co及其合金先被施用于整個面積上，于此鍛煉步驟被進(jìn)行以產(chǎn)生硅化物層70。在此硅化期間，硅化物層72被額外產(chǎn)生于周圍晶體管的源極/汲極區(qū)域。接著，在鍛煉步驟期間未與硅進(jìn)行任何化學(xué)反應(yīng)的經(jīng)施用金屬層的部份被移除，其較佳為使用濕蝕刻方法。應(yīng)指出的是在硅化的鍛煉步驟期間，于HDD區(qū)域68的植入期間在第二多晶層46引入的摻雜會額外擴(kuò)散至第一多晶層22。
替代上述的第二具體實(shí)施例，閘極區(qū)域，亦即閘極多晶硅，可為在內(nèi)存胞元數(shù)組區(qū)域的p+-摻雜，此可具關(guān)于內(nèi)存胞元行為的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明允許在所討論的制造方法中內(nèi)存胞元數(shù)組金屬位線及金屬字符線的制造之有利并入，其允許以個別胞元的最小芯片面積累積大的胞元塊。特別是，本發(fā)明亦允許內(nèi)存胞元結(jié)構(gòu)及周圍晶體管結(jié)構(gòu)可被平行制造至最大的程度且此產(chǎn)生簡單及價格經(jīng)濟(jì)的方法序列。
參考數(shù)字清單2 字符線4 位線6 內(nèi)存胞元8 源極/汲極實(shí)施區(qū)域10基材12晶體管井14下方氧化物層16氮化物層18上方氧化物層20ONO結(jié)構(gòu)22多晶層24硬屏蔽層26在氮化物層的凹槽28條帶30位線路凹槽32經(jīng)摻雜區(qū)域34條帶形狀的閘極區(qū)域36絕緣間隔物層38源極/汲極植入40金屬位線42絕緣材料/氧化物44位于閘極區(qū)域的氮化物46第二多晶層48金屬層50硬屏蔽52閘氧化物層54抗貫穿植入56氧化物硬屏蔽層58LDD植入60再氧化層62氮化物間隔物層
64外部氧化物間隔物層66字符線凹槽填充68HDD植入70硅化物層72在源極/汲極區(qū)域的硅化物層
權(quán)利要求
1.一種制造內(nèi)存胞元數(shù)組位線(4、40)之方法，該方法包括下列步驟a)提供一種層結(jié)構(gòu)，其包括一種基材(10)，其具植入于其表面的晶體管井(12)、在該基材表面提供的儲存介質(zhì)層序列(20)、及在該儲存介質(zhì)層序列(20)上提供的閘極區(qū)域?qū)?22)；b)在該閘極區(qū)域?qū)?22)制造位線路凹槽(30)，該位線路凹槽向下延伸至該儲存介質(zhì)層序列(20)；c)在該位線路凹槽(30)的側(cè)邊表面上制造絕緣間隔物層(36)；d)在該位線路凹槽(30)的區(qū)域內(nèi)完全或部份移除該儲存介質(zhì)層序列(20)；e)在該位線路凹槽(30)的區(qū)域內(nèi)執(zhí)行源極/汲極植入(38)；f)若該儲存介質(zhì)層序列未于步驟d)完全被移除，在該位線路凹槽(30)的區(qū)域內(nèi)完全移除該儲存介質(zhì)層序列(20)；及g)在進(jìn)行該源極/汲極植入的區(qū)域上制造金屬化，以制造金屬位線路(40)，該金屬化由該絕緣間隔物層(36)與閘極區(qū)域?qū)?34)絕緣。
2.根據(jù)申請專利范圍第1項(xiàng)的方法，其中該金屬位線路(40)系由硅化方法制造。
3.根據(jù)申請專利范圍第1或2項(xiàng)的方法，其中在步驟c)前，在該基材的植入(32)在該位線凹槽(30)的區(qū)域進(jìn)行，該植入為對應(yīng)于晶體管井(12)的摻雜形式的摻雜形式。
4.根據(jù)申請專利范圍第1至3項(xiàng)中任一項(xiàng)的方法，其中該基材(10)由硅組成，該儲存介質(zhì)層序列(20)為氧化物-氮化物-氧化物層序列，及該閘極區(qū)域?qū)?22)由多晶硅組成。
5.根據(jù)申請專利范圍第1至4項(xiàng)中任一項(xiàng)的方法，其中硬屏蔽層(24)在步驟b)前施用于該閘極區(qū)域?qū)?22)。
6.一種制造內(nèi)存胞元數(shù)組之方法，該方法包括下列步驟進(jìn)行根據(jù)申請專利范圍第1項(xiàng)的步驟a)至g)h)以絕緣材料(42)填充在制造該金屬位線(40)后留下的位線路凹槽(30)；及i)制造字符線路(2、48)其基本上與該位線(4、40)成直角延伸且其每一個連接至許多閘極區(qū)域，當(dāng)該字符線(2、48)被制造時，該閘極區(qū)域藉由該閘極區(qū)域?qū)?22)其余部份的合適圖樣化而被制造。
7.根據(jù)申請專利范圍第6項(xiàng)的方法，其中步驟i)包括下列子步驟i1)多晶層(46)的全面積施用；i2)在該多晶層(46)上制造硅化物層(48)；及i3)圖樣化該硅化物層(48)、該多晶層(46)及該閘極區(qū)域?qū)?22)以產(chǎn)生該閘極區(qū)域及該字符線。
8.根據(jù)申請專利范圍第7項(xiàng)的方法，其在制造字符線的步驟后，包括在該字符線間的該基材制造抗貫穿植入(54)的進(jìn)一步步驟。
9.根據(jù)申請專利范圍第7或8項(xiàng)的方法，其包括在步驟i)后，側(cè)邊地施用絕緣層至該字符線及該閘極區(qū)域的側(cè)表面之額外步驟。
10.根據(jù)申請專利范圍第7或8項(xiàng)的方法，其包括在步驟i)后，以絕緣材料完全填充在該字符線及該閘極區(qū)域間的凹槽之額外步驟。
11.根據(jù)申請專利范圍第7至10項(xiàng)中任一項(xiàng)的方法，其中平行于該內(nèi)存胞元數(shù)組的制造，周圍晶體管可在該內(nèi)存胞元數(shù)組區(qū)域之外被制造。
12.根據(jù)申請專利范圍第6項(xiàng)的方法，其中步驟i)包括下列子步驟i1)多晶層(46)的全面積施用；i2)根據(jù)該字符線的圖樣以圖樣化該多晶層(46)及該閘極區(qū)域?qū)?22)的余留部份，由此該閘極區(qū)域被制造；i3)以絕緣材料(60、62、66)填充于步驟i2)所產(chǎn)生的在該多晶層(46)及該閘極區(qū)域?qū)?22)間的凹槽；及i4)執(zhí)行硅化方法以選擇性地在以字符線圖樣圖樣化的該多晶層(46)上制造硅化物層(70)，以制造金屬字符線。
13.根據(jù)申請專利范圍第12項(xiàng)的方法，其中在該內(nèi)存胞元數(shù)組區(qū)域之外的周圍晶體管的閘區(qū)域于步驟i2)被額外地制造，該閘區(qū)域于步驟i3)被提供絕緣層(60、62、64)于側(cè)表面，于步驟i4)硅化物層(70)被額外于該周圍晶體管的閘極區(qū)域上及源極/汲極區(qū)域(72)。
14.根據(jù)申請專利范圍第13項(xiàng)的方法，其在步驟i2)后，包括植入該周圍晶體管的源極/汲極區(qū)域(58、68)于該基材的步驟，該多晶層(46)的余留部份在植入步驟被同時摻雜。
15.一種內(nèi)存胞元數(shù)組，其包括許多內(nèi)存胞元(6)，其以二度空間數(shù)組排列及由以在基材上形成的場效晶體管實(shí)現(xiàn)；字符線(2、48、70)，其以關(guān)于內(nèi)存胞元數(shù)組的第一方向排列及其以電傳導(dǎo)方式連接至該內(nèi)存胞元(6)的閘極區(qū)域(34)；及位線(4、40)，在該內(nèi)存胞元(6)間基本上以與該第一方向成直角的第二方向延伸，其特征在于該等位線(4、40)系由直接在該內(nèi)存胞元的該源極/汲極區(qū)域(38)上所制造的金屬結(jié)構(gòu)所定義，及絕緣裝置(36)被提供于在該位線(4、40)的金屬結(jié)構(gòu)及內(nèi)存胞元的閘極區(qū)域(34、46)間
16.根據(jù)申請專利范圍第15項(xiàng)的內(nèi)存胞元數(shù)組，其中該絕緣裝置(36)由在該閘極區(qū)域(34)的側(cè)表面上所形成的絕緣間隔物層形成。
17.根據(jù)申請專利范圍第15或16項(xiàng)的內(nèi)存胞元數(shù)組，其中該位線的金屬結(jié)構(gòu)(40)為硅化物結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)申請專利范圍第15至17任一項(xiàng)的內(nèi)存胞元數(shù)組，其中該基材(10)由硅組成，該閘極區(qū)域由多晶硅組成，及該絕緣裝置(36)為側(cè)邊地施用于該閘極區(qū)域的氧化物間隔物層。
全文摘要
一種制造內(nèi)存胞元數(shù)組位線(40)之方法包括提供一種層結(jié)構(gòu)，其包括基材(10)(其具植入于其表面的晶體管井(12))的步驟做為第一步驟、在該基材(10)的表面提供的儲存介質(zhì)層序列(20)、及在該儲存介質(zhì)層序列(20)上提供的閘極區(qū)域?qū)?22)，位線路凹槽(30)，其在該閘極區(qū)域?qū)?22)制造，該位線路凹槽向下延伸至該儲存介質(zhì)層序列(20)，接著，在完全移除該儲存介質(zhì)層序列(20)后，絕緣間隔物層(36)在該位線路凹槽的側(cè)邊表面上被制造，于此源極/汲極植入(38)在該位線路凹槽(30)的區(qū)域內(nèi)執(zhí)行，之后，若此未在植入前被完成，則該基材被完全暴露在該位線路凹槽的區(qū)域內(nèi)。接著，金屬化以在露出的基材上制造金屬位線路(40)，該金屬化由該絕緣間隔物層(36)與該閘極區(qū)域?qū)?34)絕緣。
文檔編號H01L21/8247GK1502134SQ02805879
公開日2004年6月2日 申請日期2002年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月2日
發(fā)明者R·卡科斯奇科, J·威勒, R 卡科斯奇科 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司