專(zhuān)利名稱(chēng)：用于降低后段處理中紫外線引起的硅－氧化物－氮化物－氧化物－硅雙位閃存器件充電 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)閃存器件的工藝，該SONOS閃存器件包括紫外線(UV)輻射阻障層，用來(lái)降低在后段處理(back-end-of-line processing；BEOL)中紫外線引起的器件的充電。
背景技術(shù)：
非易失性存儲(chǔ)器件現(xiàn)廣泛使用于需要在終止電源時(shí)仍保持著信息的電子組件中。非易失性存儲(chǔ)器件包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、和電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)器件。EEPROM器件不同于其它的非易失性存儲(chǔ)器件之處在于他們能夠用電來(lái)編程和擦除。閃存EEPROM器件相似于EEPROM器件之處在于存儲(chǔ)單元能夠用電來(lái)編程和擦除。然而，閃存EEPROM器件可使用單一電流脈沖將器件中所有的存儲(chǔ)單元予以擦除。
對(duì)于EEPROM器件技術(shù)中產(chǎn)品研發(fā)的努力已集中在增加編程的速度、降低編程和讀取電壓、增加數(shù)據(jù)保存的時(shí)間、減少存儲(chǔ)單元的擦除時(shí)間、和縮小存儲(chǔ)單元的尺寸。對(duì)于制造EEPROM的一種重要的電介質(zhì)材料是氧化物-氮化物-氧化物(ONO)結(jié)構(gòu)。一種使用ONO結(jié)構(gòu)的EEPROM器件是硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)型的存儲(chǔ)單元。使用ONO構(gòu)造的第二種EEPROM器件是浮柵閃存器件，其中在浮柵上形成ONO結(jié)構(gòu)，該浮柵一般為多晶硅浮柵。
在SONOS器件中，于編程期間，電荷從襯底轉(zhuǎn)移至ONO結(jié)構(gòu)中的氮化硅層。電壓施加到柵極和漏極而建立垂直和橫向電場(chǎng)，這些電場(chǎng)沿著溝道長(zhǎng)度加速電子。當(dāng)電子沿著溝道移動(dòng)時(shí)，一部分的電子獲得足夠的能量躍過(guò)底部二氧化硅層的能障，而被捕獲在氮化硅層中。因?yàn)榻咏诼O的電場(chǎng)最強(qiáng)，因此電子靠近于漏極區(qū)被捕獲。當(dāng)將施加到源極和漏極的電位反向時(shí)，則造成電子沿著溝道于相反方向行進(jìn)，并被注入到接近于源極區(qū)的氮化硅層中。因?yàn)榈鑼硬⒉粚?dǎo)電，因此引入到氮化硅層中的電荷傾向于保持在局部區(qū)域。因此，根據(jù)所使用的電壓電位，電荷可儲(chǔ)存在單一連續(xù)氮化硅層中分離的區(qū)域中。
非易失性存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)者利用電子儲(chǔ)存在氮化硅層內(nèi)局部區(qū)域的性質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，而設(shè)計(jì)出了利用將儲(chǔ)存電荷于ONO層中二個(gè)區(qū)域的存儲(chǔ)器電路。此類(lèi)型的非易失性存儲(chǔ)器件已知為雙位EEPROM，其可從位于加州的Sunnyvale的Advanced Micro Devices公司購(gòu)得，商標(biāo)為MIRRORBITJ。在同樣尺寸的存儲(chǔ)陣列中，MIRRORBITJ雙位EEPROM能夠存儲(chǔ)的信息是傳統(tǒng)的EEPROM的二倍。左和右位儲(chǔ)存于氮化硅層的實(shí)際不同區(qū)域，分別接近于各存儲(chǔ)單元的左和右區(qū)域。然后使用編程方法使該二個(gè)位可同時(shí)被編程和讀取?？赏ㄟ^(guò)將適當(dāng)?shù)牟脸妷菏┘佑跂艠O和源極或漏極區(qū)兩者其中之一，而個(gè)別地擦除存儲(chǔ)單元的二個(gè)位。
一個(gè)使SONOS閃存器件能正確運(yùn)作的重要的概念是，必須使此二個(gè)位能夠獨(dú)立地寫(xiě)入和讀取。若編程此二位的其中一個(gè)位，則對(duì)該編程位的反向讀取必須感測(cè)高電壓Vt，即“0”，對(duì)該非編程位的反向讀取必須感測(cè)低電壓Vt，即“1”。因此，對(duì)非編程位的反向讀取，相當(dāng)于對(duì)編程位的前向讀取，為了產(chǎn)生足夠高的讀取電流，而必須擊穿捕獲電荷的區(qū)域。若未發(fā)生此情況，則非編程位將不能被讀取為“1”，即導(dǎo)電位。
對(duì)于包含電介質(zhì)電荷儲(chǔ)存層的SONOS閃存器件所遇到的一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)在制造期間暴露于紫外線輻射下，結(jié)果會(huì)使電荷儲(chǔ)存層中電荷增強(qiáng)，隨后增加Vt，尤其是在后段處理步驟中，即在形成閃存單元之后。包含高紫外線輻射的工藝會(huì)造成如此的電荷累積和伴隨的增加Vt電壓。此增加的Vt電壓將使得所有的位表現(xiàn)為高，即“0”。此外，若累積足夠多的電荷，則不能用可得的電壓輕易地擦除。結(jié)果，該SONOS器件將不能用作為電荷儲(chǔ)存器件。
紫外線輻射對(duì)于具有用于電荷儲(chǔ)存組件的多晶硅或其它的導(dǎo)電材料的浮柵閃存器件而言，并不造成問(wèn)題。在這樣的器件中，浮柵可有意地曝露于紫外線輻射下，以便中和在處理期間于存儲(chǔ)單元的浮柵中累積的任何電子電荷。例如，美國(guó)專(zhuān)利第6,350,651號(hào)以此方式使用紫外線輻射。
此種處理不能用于SONOS閃存器件中，因?yàn)殡姾蓛?chǔ)存層由于曝露于紫外線輻射下而可能造成無(wú)法挽回的損壞，此紫外線輻射會(huì)累積大量電荷，而該大量電荷不能通過(guò)進(jìn)一步的暴露于紫外線輻射下而予中和。
因此，需要有一種方法和一種器件，能夠在后段處理期間于SONOS器件中對(duì)電荷儲(chǔ)存層提供保護(hù)，免于暴露在紫外線輻射下。因此，需要有先進(jìn)的此種制造技術(shù)，以確保尤其是在后段處理期間，于SONOS結(jié)構(gòu)中不會(huì)發(fā)生電荷累積和增加Vt電壓。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種SONOS閃存器件，包括SONOS閃存單元；和至少一層紫外線防護(hù)層，其中該紫外線防護(hù)層包含有實(shí)質(zhì)為紫外線不透光材料。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種SONOS閃存器件，包括SONOS閃存單元；配置于該SONOS閃存單元上的紫外線防護(hù)接觸罩層，該紫外線防護(hù)接觸罩層包含有實(shí)質(zhì)為紫外線不透光的材料；和至少一層額外的紫外線防護(hù)層，該至少一層額外的紫外線防護(hù)層包含有至少一層紫外線不透光材料的子層，其中各紫外線不透光材料包括一種或多種富含硅(silicon-rich)的二氧化硅、富含硅的氮化硅、富含硅的碳化硅或富含硅的SiCN，其中該紫外線防護(hù)層保護(hù)該SONOS閃存單元免于在制造SONOS閃存器件的后段處理期間曝露于紫外線中而造成損害。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種保護(hù)SONOS閃存器件免于紫外線引起充電的方法，包括在半導(dǎo)體器件中制造SONOS閃存單元；和在SONOS閃存單元上沉積至少一層紫外線防護(hù)層，其中該紫外線防護(hù)層包含有實(shí)質(zhì)為紫外線不透光材料。
在一個(gè)實(shí)施例中，紫外線防護(hù)層保護(hù)該SONOS閃存單元免于在制造SONOS閃存器件的后段處理期間曝露于紫外線中而造成損害。
因此，本發(fā)明通過(guò)提供紫外線防護(hù)層而克服了SONOS閃存單元的紫外線引起充電的問(wèn)題，尤其是在后段處理期間。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)譬如(1)形成紫外線防護(hù)層，該紫外線防護(hù)層保護(hù)該器件免于在后段處理期間受到紫外線輻射；(2)保護(hù)SONOS閃存單元免于紫外線引起的充電；(3)提供易于適應(yīng)目前使用的制造工藝的工藝修正；以及(4)形成一層或多層的接觸罩層、層間電介質(zhì)層、以及除了標(biāo)準(zhǔn)電介質(zhì)功能之外的尚具有額外功能的上氧化物層。因此，本發(fā)明提供了先進(jìn)的ONO制造技術(shù)，并確保了在SONOS閃存器件的ONO結(jié)構(gòu)中適當(dāng)?shù)碾姾筛綦x，而同時(shí)提供了明顯良好的工藝并具有節(jié)省成本的優(yōu)點(diǎn)。雖然說(shuō)明了本發(fā)明，尤其是應(yīng)用在SONOS閃存器件方面，但是本發(fā)明可廣泛地應(yīng)用于任何包括電荷儲(chǔ)存層受到不需要的紫外線引起充電的半導(dǎo)體器件的制造。


圖1為示意地顯示依照本發(fā)明的實(shí)施例制造的含有雙位EEPROM晶體管的半導(dǎo)體襯底的部分的剖面圖，該雙位EEPROM晶體管包含實(shí)質(zhì)上紫外線不透光接觸罩層，并進(jìn)一步包括另一具有實(shí)質(zhì)為紫外線不透光子層的紫外線防護(hù)層；圖2為示意地顯示依照本發(fā)明的實(shí)施例制造的含有一對(duì)雙位EEPROM晶體管的半導(dǎo)體襯底的部分的剖面圖，該對(duì)雙位EEPROM晶體管包含于紫外線防護(hù)層中的實(shí)質(zhì)上紫外線不透光子層；圖3為示意地顯示依照本發(fā)明的實(shí)施例制造的包含二層紫外線防護(hù)層的半導(dǎo)體襯底的部分的剖面圖，各該紫外線防護(hù)層包括實(shí)質(zhì)上紫外線不透光子層；圖4至5是以橫剖面顯示的，依照本發(fā)明的實(shí)施例的工藝中，在半導(dǎo)體器件上制造本發(fā)明的紫外線防護(hù)層的工藝步驟；圖6為示意地顯示相似于圖1中的，依照本發(fā)明的實(shí)施例制造的包含接觸罩層、三層層間電介質(zhì)層和上氧化物層的半導(dǎo)體襯底的部分的剖面圖；圖7為示意地顯示本發(fā)明的實(shí)施例步驟的流程圖。
應(yīng)了解到為了簡(jiǎn)化和清楚顯示的目的，附圖中所示的組件并不須按比例繪制。例如，為了能清楚顯示而因此某些組件的尺寸相對(duì)于其它的組件刻意地繪得較大些。而且，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)乜紤]，各圖間的參考標(biāo)記予以重復(fù)使用，以指示相對(duì)應(yīng)的組件。
再者，應(yīng)了解到上文中所說(shuō)明的工藝步驟和結(jié)構(gòu)并未形成完整的用于制造集成電路的工藝流程。能夠結(jié)合本領(lǐng)域中當(dāng)前使用的集成電路制造技術(shù)而實(shí)施本發(fā)明，而僅為用未了解本發(fā)明，才將這些諸多的共同實(shí)施工藝步驟包含在此。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，示意地顯示晶體管10的剖面圖，其在一個(gè)實(shí)施例中為適用于譬如MIRRORBITJ的雙位EEPROM器件的SONOS閃存單元。晶體管10包括位于半導(dǎo)體襯底16上并由溝道區(qū)域18所分離的源極/漏極區(qū)域12和14。襯底16例如可以是單晶硅晶片。襯底16也可以是砷化鎵、絕緣體上硅層、外延層、硅鍺層、絕緣體上鍺層、或其它已知的半導(dǎo)體襯底。堆疊柵極24覆蓋于溝道區(qū)域18上。堆疊柵極24包括控制柵極電極26以及包含底層或隧道氧化物層28、電荷儲(chǔ)存層30和上氧化物層32的ONO結(jié)構(gòu)，如圖1中所示。在一個(gè)實(shí)施例中，電荷儲(chǔ)存層30是氮化物電荷儲(chǔ)存層。在一個(gè)實(shí)施例中，電荷儲(chǔ)存層30包括氮化硅。在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷儲(chǔ)存層30包括其它已知的電介質(zhì)電荷儲(chǔ)存材料，譬如，例如是高K電介質(zhì)材料。審查中的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)申請(qǐng)序號(hào)第10/36,757號(hào)，名稱(chēng)是“半導(dǎo)體器件的修正ONO結(jié)構(gòu)中高K電介質(zhì)材料的使用(USE OF HIGH-K DIELECTRICMATERIALS IN MODIFIED ONO STRUCTURE FORSEMICONDUCTOR DEVICE)”的相關(guān)申請(qǐng)案中揭示了適當(dāng)?shù)母逰電介質(zhì)電荷儲(chǔ)存材料。堆疊柵極24進(jìn)一步包括側(cè)壁襯墊34。如圖1中所示，電荷36a和36b可以?xún)?chǔ)存于電荷儲(chǔ)存層30中，該電荷儲(chǔ)存層30用作SONOS或雙位EEPROM器件中的電荷或電子儲(chǔ)存層。
仍參照?qǐng)D1，堆疊柵極24由第一層間電介質(zhì)(ILD)層20所覆蓋和圍繞著，該第一層間電介質(zhì)層20也可稱(chēng)之為ILD0層20。在一個(gè)實(shí)施例中，ILD0層20為二氧化硅。在另一個(gè)實(shí)施例中，ILD0層20可以包括其它的材料，譬如磷硅酸硼玻璃(BPSG)或用于此層的其它已知的材料。在圖1所示的實(shí)施例中，ILD0層20的厚度要厚于堆疊柵極24的高度。
在雙位EEPROM晶體管10范例的操作中，電壓施加到柵極電極24，并適當(dāng)?shù)氖┘与妷褐猎礃O/漏極區(qū)域12和14。所施加的電壓造成電子電荷從源極/漏極區(qū)域12和14前進(jìn)越過(guò)溝道區(qū)域18。在編程期間，電荷一旦遭遇到足夠強(qiáng)的垂直電場(chǎng)，則該電荷從溝道區(qū)域18被注入或穿隧經(jīng)過(guò)下氧化物層28而進(jìn)入到氮化硅電荷儲(chǔ)存層30中。電荷儲(chǔ)存層也可稱(chēng)之為電子儲(chǔ)存層。例如，根據(jù)施加到控制柵極電極26和施加到源極/漏極區(qū)域12和14的特定電壓水平，電荷36a、36b轉(zhuǎn)進(jìn)入電荷儲(chǔ)存層30，并定位至鄰近源極/漏極區(qū)域12，或源極/漏極區(qū)域14的區(qū)域。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解到，為使雙位EEPROM器件能正常運(yùn)作，電荷36a、36b在它們最初引入的電荷儲(chǔ)存層30的區(qū)域中將保持隔離，而在編程電荷儲(chǔ)存層30之前，電荷儲(chǔ)存層30中不應(yīng)有任何電荷。為達(dá)成雙位EEPROM器件的正常性能，必須對(duì)電荷儲(chǔ)存層30的編程或未編程狀況作適當(dāng)?shù)谋３?。具體地，應(yīng)保護(hù)電荷儲(chǔ)存層30免于照射到紫外線輻射，因?yàn)楫?dāng)照射到紫外線輻射時(shí)會(huì)在電荷儲(chǔ)存層30中產(chǎn)生電荷。如上所述，如此會(huì)有非正確產(chǎn)生的電荷在儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生錯(cuò)誤，甚至?xí)p及到電荷儲(chǔ)存層30。
依照本發(fā)明，可通過(guò)如上述的形成紫外線防護(hù)層，而使得由照射紫外線輻射而在電荷儲(chǔ)存層30中產(chǎn)生的不想要的累積電荷減至最小。在閱讀下列對(duì)于上述依照本發(fā)明的構(gòu)造所作的工藝說(shuō)明后，將會(huì)對(duì)本發(fā)明能夠避免在電荷儲(chǔ)存層30中產(chǎn)生非正確的電荷并改進(jìn)雙位EEPROM器件的性能，有較佳的了解。
在圖1所示的實(shí)施例中，第一ILD0層20由接觸罩層38所覆蓋。該接觸罩層38也可以稱(chēng)之為“C1”層。在一個(gè)實(shí)施例中，接觸罩層38包括吸收紫外線輻射的富含硅的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，接觸罩層38包括實(shí)質(zhì)上紫外線不透光材料，譬如富含硅的氮化物、富含硅的氧化物、富含硅的碳化物或富含硅的氮碳化物。在一個(gè)實(shí)施例中，接觸罩層38包括一種或多種富含硅的二氧化硅、富含硅的氮化硅、富含硅的碳化硅或富含硅的氮碳化物。接觸罩層38可通過(guò)各種的工藝技術(shù)，例如CVD、LPCVD、APCVD等沉積而成。在一個(gè)范例實(shí)施例中，接觸罩層38包括一層由CVD工藝所形成的富含硅的氮化硅。在一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)質(zhì)為紫外線不透光的接觸罩層38提供晶體管10的保護(hù)，避免在后續(xù)形成晶體管10的堆疊柵極24工藝期間紫外線輻射照射到晶體管10。在一個(gè)實(shí)施例中，接觸罩層38足夠讓紫外線不透光以阻隔至少大約95％的紫外線輻射入射。在另一個(gè)實(shí)施例中，接觸罩層38足夠讓紫外線不透光以阻隔至少大約98％的紫外線輻射入射。以及在另一個(gè)實(shí)施例中，接觸罩層38足夠讓紫外線不透光以阻隔至少大約99％的紫外線輻射入射。以下將更詳細(xì)說(shuō)明組成接觸罩層38的富含硅的材料。
在一個(gè)實(shí)施例中(未顯示)，接觸罩層38包括實(shí)質(zhì)為紫外線不透光的第一子層，并包含有并非為紫外線不透光材料的第二子層。具有實(shí)質(zhì)為紫外線不透光的第一子層和第二子層的接觸罩層38的實(shí)施例，除了各層的總厚度較薄之外，本質(zhì)上類(lèi)似于以下說(shuō)明的關(guān)于紫外線防護(hù)層46的各層。在一個(gè)實(shí)施例中，接觸罩層38的實(shí)質(zhì)為紫外線不透光的第一子層可實(shí)質(zhì)上比第二子層厚。在一個(gè)實(shí)施例中，由于接觸罩層38的相對(duì)較薄的總厚度，因此沒(méi)有第二子層。在一個(gè)實(shí)施例中，接觸罩層38僅包括單一的、實(shí)質(zhì)為紫外線不透光的層。
仍參照?qǐng)D1，晶體管10進(jìn)一步包括導(dǎo)電連接插塊40，該導(dǎo)電連接插塊40例如可以是鎢插塊。導(dǎo)電連接插塊40形成于ILD0層20中的孔42中?？?2穿透ILD0層20，提供通路或通孔至晶體管10的源極12和/或漏極14。晶體管10進(jìn)一步包括金屬電極44。金屬電極44例如可以是晶體管10的連接組件(例如，位線等)，以提供電源和鄰接晶體管。在圖1中的導(dǎo)電插塊40提供金屬電極44和源極12和/或漏極14之間的電連接。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2中所示，導(dǎo)電插塊40同時(shí)提供一個(gè)晶體管10的源極12以及鄰接的晶體管的漏極14的電連接。
在圖1中所示的實(shí)施例中，晶體管10由紫外線防護(hù)層46所覆蓋。在一個(gè)實(shí)施例中，紫外線防護(hù)層46為第二間層電介質(zhì)層，標(biāo)示為ILD1。紫外線防護(hù)層46包括實(shí)質(zhì)為紫外線不透光的第一襯墊或子層46a和第二子層46b。在一個(gè)實(shí)施例中，該第二子層46b實(shí)質(zhì)上要較該第一子層46a厚，因此該第一子層46a也可稱(chēng)之為襯墊。在一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)質(zhì)為紫外線不透光的第一子層46a對(duì)晶體管10提供保護(hù)，避免在后續(xù)的形成晶體管10的堆疊柵極24的處理期間紫外線照射到晶體管10。在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a足夠讓紫外線不透光以阻隔至少大約95％的紫外線輻射入射。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a足夠讓紫外線不透光以阻隔至少大約98％的紫外線輻射入射。以及在另一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a足夠讓紫外線不透光以阻隔至少大約99％的紫外線輻射入射。
如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)“實(shí)質(zhì)為紫外線不透光”意味著如上說(shuō)明的層阻隔了至少大約90％的紫外線入射光。如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)“實(shí)質(zhì)上并非為紫外線不透光”意味著如上說(shuō)明的層能讓大部分的紫外線輻射通過(guò)而不予以吸收。如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)“實(shí)質(zhì)為紫外線透光”意味著如上說(shuō)明的層透過(guò)至少大約75％的紫外線入射光而予以不吸收。這些術(shù)語(yǔ)并不表示材料對(duì)于紫外線輻射譬如相位位移、波長(zhǎng)或其它性質(zhì)上沒(méi)有影響。
第一子層46a包含可吸收紫外線輻射的富含硅的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，富含硅的材料實(shí)質(zhì)上為此處所定義的紫外線不透光材料。在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a包含一種或多種富含硅的二氧化硅、富含硅的氮化硅、富含硅的碳化硅或富含硅的SiCN。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a包含富含硅的二氧化硅。如于本領(lǐng)域中已知的，純的或按化學(xué)計(jì)量組成的二氧化硅對(duì)于紫外線輻射實(shí)質(zhì)上為透光，該紫外線輻射包括從具有波長(zhǎng)大約400nm的近紫外線輻射至具有波長(zhǎng)大約200nm的紫外線輻射范圍的紫外線輻射。然而，若增加二氧化硅的硅含量高于化學(xué)計(jì)量比率，則會(huì)增加材料的折射率和紫外線吸收率。因此，富含硅的二氧化硅提供了增強(qiáng)的紫外線阻隔能力。當(dāng)增加二氧化硅的硅含量時(shí)，紫外線阻隔或不透光度增加。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a包含富含硅的二氧化硅，其中硅的數(shù)量足夠使得第一子層46a實(shí)質(zhì)上為紫外線不透光。在一個(gè)實(shí)施例中，富含硅的二氧化硅具有化學(xué)式SiOx，其中x＜2。在一個(gè)實(shí)施例中，富含硅的二氧化硅具有化學(xué)式SiOx，其中1.8×1.99。在一個(gè)實(shí)施例中，富含硅的二氧化硅具有化學(xué)式SiOx，其中1.88×1.95。
一般而言，用于紫外線防護(hù)層的富含硅形式的材料，包括接觸罩層38，比非富含硅形式的相同材料，具有較高的折射率。一般而言，這些材料的濃縮的硅含量會(huì)相關(guān)增加這些材料的折射率和增加紫外線的不透光度。
如已為大眾所知的，實(shí)質(zhì)按化學(xué)計(jì)量組成的二氧化硅的折射率大約為1.46。如上文中所述的，富含硅的二氧化硅的折射率要高于二氧化硅的折射率。在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a具有從大約1.5至大約1.8范圍的折射率。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a具有從大約1.55至大約1.75范圍的折射率。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a具有從大約1.6至大約1.7范圍的折射率，在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a具有大于大約1.6的折射率。
此處，以及全部說(shuō)明書(shū)與權(quán)利要求中，可結(jié)合該范圍和比例上的限制。因此，例如，在上述折射率的范圍中，雖然并不特別提出從大約1.6至大約1.8的范圍，但是此范圍是在所揭示的范圍內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a包括富含硅的氮化硅。在其非富含硅的氮化硅中，化學(xué)計(jì)量形式通常指定為經(jīng)驗(yàn)式Si3N4。富含硅的氮化硅包括濃縮硅形式的氮化硅。因此，若富含硅的氮化硅的化學(xué)式寫(xiě)為SixN4，則x的值將大于3。在一個(gè)實(shí)施例中，3.01×4。在一個(gè)實(shí)施例中，x值的范圍從大于3，即從大約3.01至大約4。在一個(gè)實(shí)施例中，x值的范圍從大約3.1至大約3.8，而在另一個(gè)實(shí)施例中，從大約3.15至大約3.6。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a包括富含硅的碳化硅，SiC。碳化硅通常指定為實(shí)驗(yàn)的化學(xué)計(jì)量式SiC。富含硅的SiC包括相對(duì)于化學(xué)計(jì)量SiC的濃縮硅的SiC。因此，若在富含硅的SiC中碳化硅表示為SiaCb，a＞b，并且a+b＝2，則在化學(xué)計(jì)量SiC中，a實(shí)質(zhì)地等于b，即a~b，并且a+b＝2。在一個(gè)實(shí)施例中，于富含硅SiC中，a的范圍從1.01至大約1.2，并且a+b＝2。在一個(gè)實(shí)施例中，于富含硅SiC中，a的范圍從1.02至大約1.1，且a+b＝2。因此，在非富含硅SiC中，a的范圍從大于0.99至小于1.01，且b＝2-a。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a包括富含硅的SiCN。SiCN有各種名稱(chēng)，譬如氮化硅碳(silicon carbon nitride)、碳氮化硅(siliconcarbonitride)和氰化硅(silicon cyanide)。SiCN的實(shí)驗(yàn)式根據(jù)形成的狀況而變化，但是一般考慮為類(lèi)似于Si3N4和C3N4，其中Si和C成分可互換?！盎Q”Si和C的化學(xué)式有時(shí)稱(chēng)為(Si；C)3N4。在此處，此材料將簡(jiǎn)稱(chēng)為SiCN。富含硅的SiCN包含大比例的Si和小比例的C，而非富含硅的SiCN包含小比例的Si和大比例的C。因此，SiCN可視為具有通式SixCvN4。使用此化學(xué)式，在富含硅SiCN中，x＞1.5和y＜1.5，在非富含硅SiCN中，x 1.5和y 1.5。在一個(gè)實(shí)施例中，于富含硅的SiCN中，x的范圍從大于1.5至大約2.5，y的范圍從大約0.5至小于1.5。在一個(gè)實(shí)施例中，于富含硅的SiCN中，x的范圍從大約1.55至大約2.25，y的范圍從大約0.75至大約1.45。
在一個(gè)實(shí)施例中，富含硅的SiCN包括相對(duì)于C和N有超化學(xué)計(jì)量數(shù)量的Si。具有此超化學(xué)計(jì)量數(shù)量Si的SiCN具有全部數(shù)量超過(guò)用于化學(xué)計(jì)量平衡N數(shù)量所需的Si和C的數(shù)量。通過(guò)提供SiCN的濃縮Si量而獲得此增量。在此實(shí)施例中，例如，若y＝1.5則，x＞1.5。因此，根據(jù)SiCN中C和N的數(shù)量，而可加濃縮Si的含量。換言之，在此實(shí)施例中，一旦決定了C相關(guān)于N的含量，則在富含硅的SiCN中，將包含含量高于所需的化學(xué)計(jì)量的數(shù)量的Si，而不是包含化學(xué)計(jì)量的Si數(shù)量，因此具有超化學(xué)計(jì)量的Si數(shù)量。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a中的富含硅的材料吸收從大約450nm至大約190nm紫外線范圍的紫外線輻射。在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a中的富含硅的材料吸收從大約400nm至大約200nm紫外線范圍的紫外線輻射。在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a中的富含硅的材料吸收從大約390nm至大約210nm紫外線范圍的紫外線輻射。
在一個(gè)實(shí)施例中，用惠普公司(Hewlett-Packard)生產(chǎn)的紫外線光譜儀測(cè)量波長(zhǎng)為254mn的紫外線的紫外線吸收率或透射率(％T)。測(cè)量在此波長(zhǎng)紫外線輻射通常對(duì)紫外線吸收率提供了良好的評(píng)估。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二子層46b包括了第一子層的非富含硅形式的材料。因此，舉例而言，在一個(gè)實(shí)施例中，其中第一子層46a包括富含硅的二氧化硅，第二子層46b包括了非富含硅的、或?qū)嵸|(zhì)上按化學(xué)計(jì)量的二氧化硅。相似地，在一個(gè)實(shí)施例中，其中第一子層46a包括富含硅的氮化硅，第二子層46b包括了非富含硅的、或?qū)嵸|(zhì)上按化學(xué)計(jì)量的氮化硅。同樣地，在一個(gè)實(shí)施例中，其中第一子層46a包括富含硅的碳化硅，第二子層46b包括了非富含硅的、或?qū)嵸|(zhì)上按化學(xué)計(jì)量的碳化硅。以及類(lèi)似地，在一個(gè)實(shí)施例中，其中第一子層46a包括富含硅的SiCN，第二子層46b包括了非富含硅的、或?qū)嵸|(zhì)上按化學(xué)計(jì)量的SiCN。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二子層46b并非為紫外線不透光的。在一個(gè)實(shí)施例中，第二子層46b實(shí)質(zhì)上是對(duì)下至波長(zhǎng)大約200nm的紫外線透光。在一個(gè)實(shí)施例中，第二子層46b吸收至少一些高能量紫外線輻射，也就是說(shuō)，紫外線輻射具有波長(zhǎng)從大約254nm低至大約200nm，或至大約190nm。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二子層46b為二氧化硅。在一個(gè)實(shí)施例中，第二子層46b為具有一般化學(xué)式SiOx的二氧化硅，其中x 2。在一個(gè)實(shí)施例中，第二子層46b為具有一般化學(xué)式SiO2的二氧化硅，即，實(shí)質(zhì)上為按化學(xué)計(jì)量的二氧化硅。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二子層46b為非富含硅的氮化硅Si3N4，即，實(shí)質(zhì)上按化學(xué)計(jì)量的氮化硅。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二子層46b是如上定義的非富含硅的碳化硅SiC。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二子層46a為如上定義的非富含硅的SiCN。
圖2顯示了一對(duì)鄰近的晶體管10a和10b的第二示意圖。如圖1中的實(shí)施例所示，圖2中所示的實(shí)施例包括有半導(dǎo)體襯底16，在此半導(dǎo)體襯底16上形成有二個(gè)相鄰的晶體管10a和10b。各晶體管10a和10b包括源極12、漏極14和溝道區(qū)域18。形成于各晶體管10a和10b的溝道區(qū)域18上的是堆疊柵極24a、24b，如同較詳細(xì)說(shuō)明于圖1中的晶體管10。如同圖1中所示，在圖2中的各晶體管10a和10b包括第一層間電介質(zhì)層20，標(biāo)示為ILD0層20，該ILD0層20覆蓋和環(huán)繞著各堆疊柵極24a、24b。如圖1中所示，ILD0層20由接觸罩層38所覆蓋。在一個(gè)實(shí)施例中，該接觸罩層38為紫外線阻隔層。
圖2中顯示了第一導(dǎo)電插塊40a、金屬導(dǎo)體44和第二導(dǎo)電插塊40b。在圖2的實(shí)施例中，導(dǎo)電插塊40a提供金屬導(dǎo)體44與二個(gè)鄰接的晶體管10a、10b的鄰接的漏極14和源極12之間的電連接。圖2顯示第二導(dǎo)電插塊40b，該第二導(dǎo)電插塊40b提供從外部電源(圖中未顯示)至金屬導(dǎo)體44的電連接。
如圖2中所示，接觸罩層38由紫外線防護(hù)層46所覆蓋。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2中所示的紫外線防護(hù)層46為第二層間電介質(zhì)層，標(biāo)示為ILD1。紫外線防護(hù)層46包括第一實(shí)質(zhì)上紫外線不透光子層46a、和第二子層46b。在一個(gè)實(shí)施例中，如上關(guān)于圖1中所述，第二子層46b實(shí)質(zhì)上為對(duì)紫外線透光，在一個(gè)實(shí)施例中，該第二子層46b實(shí)質(zhì)上并非對(duì)紫外線不透光。上述關(guān)于圖1中所示實(shí)施例的紫外線防護(hù)層46可完全應(yīng)用于圖2的實(shí)施例的所有方面，因此在此處不再重復(fù)說(shuō)明。
圖3示意地顯示了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。圖3顯示了半導(dǎo)體器件50的一部分，該半導(dǎo)體器件50可包括例如譬如關(guān)于圖1和2所述的晶體管。圖3中所示的結(jié)構(gòu)描繪應(yīng)用于后段處理期間的各層。器件50包括第一層間電介質(zhì)層20(ILD0層20)，該ILD0層20可配置于覆蓋堆疊柵極(圖中未顯示)的層中，或其它的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中。圖3的ILD0層20實(shí)質(zhì)上與上述關(guān)于圖1和2中所示實(shí)施例中的相同。器件50進(jìn)一步包括接觸罩層38，該接觸罩層38實(shí)質(zhì)上與上述關(guān)于圖1和2所示實(shí)施例中的相同。圖3中所示器件50包括第一導(dǎo)電插塊40a和第二導(dǎo)電插塊40b。圖3中所示器件50也包括第一導(dǎo)電金屬44a和第二導(dǎo)電金屬44b。第一導(dǎo)電插塊40a提供第一導(dǎo)電金屬44a和第二導(dǎo)電金屬44b之間的電連接。第二導(dǎo)電插塊40b提供第二導(dǎo)電金屬44b和外部電源或其它器件(圖中未顯示)之間的電連接。
圖3中所示的半導(dǎo)體器件50包括兩層紫外線防護(hù)層。該器件50包括第一紫外線防護(hù)層46、和第二紫外線防護(hù)層48。在一個(gè)實(shí)施例中，第一紫外線防護(hù)層46和第二紫外線防護(hù)層48與上述關(guān)于圖1和2中所述的紫外線防護(hù)層46就材料、厚度、功能等方面而言實(shí)質(zhì)上相同。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖3中所示的第一紫外線防護(hù)ILD層46為第二層間電介質(zhì)層，標(biāo)示為ILD1。圖3中所示的第一紫外線防護(hù)層46包括第一實(shí)質(zhì)上紫外線不透光子層46a，和第二子層46b。在一個(gè)實(shí)施例中，該第二子層46b實(shí)質(zhì)上為紫外線透光，在另一個(gè)實(shí)施例中，該第二子層46b實(shí)質(zhì)上并非紫外線不透光。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖3中所示的第二紫外線防護(hù)層48為第三層間電介質(zhì)層，標(biāo)示為ILD2。圖3中所示的第二紫外線防護(hù)層48包括第一實(shí)質(zhì)上紫外線不透光子層48a，和第二子層48b。在一個(gè)實(shí)施例中，該第二子層48b實(shí)質(zhì)上為紫外線透光，在另一個(gè)實(shí)施例中，該第二子層48b實(shí)質(zhì)上并非紫外線不透光。
當(dāng)然，紫外線防護(hù)層的厚度為形成該紫外線防護(hù)層的個(gè)別子層的厚度的總和。在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層具有厚度在從大約300埃至大約1000埃的范圍內(nèi)，紫外線防護(hù)層具有總厚度大約4000埃至大約10,000埃。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一子層具有厚度在從大約400埃至大約800埃的范圍內(nèi)，紫外線防護(hù)層具有總厚度大約5000埃至大約8000埃。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一子層具有厚度在從大約500埃至大約700埃的范圍內(nèi)，紫外線防護(hù)層具有總厚度大約6000埃至大約7000埃。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一子層46a的厚度足夠吸收從包括例如PECVD的后段處理所產(chǎn)生的入射紫外線輻射，該P(yáng)ECVD工藝可用來(lái)在半導(dǎo)體器件上沉積后續(xù)的材料。在紫外線防護(hù)層由譬如接觸罩層38或上氧化物層的單一層所組構(gòu)的實(shí)施例中，紫外線防護(hù)層的厚度具有從大約300埃至大約1000埃的范圍。
雖然已詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的上述實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解到，本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例可包含其它的紫外線防護(hù)層。在一些這樣的實(shí)施例中，紫外線防護(hù)層可構(gòu)成另一層的層間電介質(zhì)層或ILD，例如ILD3層。在ILD0層的情況，實(shí)質(zhì)上為紫外線不透光的子層是接觸罩層38，該接觸罩層38實(shí)際上是上層或頂層，而不是如在圖1至3所示ILD1和ILD3層的實(shí)施例中的下層和底層。在其它的實(shí)施例中，該紫外線防護(hù)層并非為層間電介質(zhì)層。舉例而言，紫外線防護(hù)層可以是上氧化物層。該上氧化物覆蓋該整個(gè)半導(dǎo)體器件。在一個(gè)實(shí)施例中，接觸罩層38和上氧化物層都包括如上述的紫外線防護(hù)層。在一個(gè)實(shí)施例中，這些層包括已如上述各子層的紫外線不透光的第一子層，和非紫外線不透光的第二子層。在另一個(gè)實(shí)施例中，該接觸罩層以及在又另一個(gè)實(shí)施例中的該上氧化物層，分別包括單一的、紫外線不透光的層，不同于包含二個(gè)子層的紫外線防護(hù)層。
雖然圖中并未顯示，但圖1至3中所示的實(shí)施例可包括如此處所說(shuō)明的其它的紫外線防護(hù)層。例如，這些實(shí)施例除了含有紫外線防護(hù)接觸罩層38和/或紫外線防護(hù)ILD1層46外，還可包括紫外線防護(hù)ILD2層、紫外線防護(hù)ILD3層、和/或紫外線防護(hù)上氧化物層。同樣地，在一個(gè)實(shí)施例中，ILD1層46并非為紫外線防護(hù)層，但是后續(xù)的譬如ILD2、ILD3或上氧化物層為紫外線防護(hù)層。圖6顯示的實(shí)施例包括其它層，某些或所有這些層可包括紫外線防護(hù)層和/或?qū)嵸|(zhì)的紫外線不透光層。
制造該器件的工藝下列說(shuō)明的本發(fā)明的工藝說(shuō)明可適用于譬如MIRRORBITJ器件的雙位EEPROM器件中的紫外線保護(hù)層的關(guān)系內(nèi)容。應(yīng)了解到雖然本發(fā)明此處所討論的是有關(guān)紫外線防護(hù)層的關(guān)系內(nèi)容，但是該討論僅是作為范例用而沒(méi)有用來(lái)限制本發(fā)范圍的意思。由本揭示方法所制造的紫外線防護(hù)層可應(yīng)用于任何的半導(dǎo)體器件，其中包括有閃存單元，且該半導(dǎo)體器件可承受紫外線引起的充電或其它的損害。
本發(fā)明的下列說(shuō)明參照著圖4至6而作說(shuō)明。圖4至5顯示了依照本發(fā)明的實(shí)施例在制造紫外線防護(hù)層的某些工藝步驟后，半導(dǎo)體器件的實(shí)施例的剖面圖。圖7顯示了依照本發(fā)明的實(shí)施例的工藝步驟的示意流程圖。
如圖7的示意流程圖中所示，依照本發(fā)明的實(shí)施例工藝的第一步驟701，提供如圖4中所示的其上制有SONOS閃存單元的半導(dǎo)體襯底。可通過(guò)任何本領(lǐng)域已知的適當(dāng)?shù)姆椒?，?lái)制造SONOS閃存單元。因?yàn)檫@樣的半導(dǎo)體器件的制法為已知，因此為了簡(jiǎn)明的目的，此處并不詳細(xì)說(shuō)明此種方法。圖4中顯示了此種器件10的例子。圖4中所示器件10的組件部分實(shí)質(zhì)上與關(guān)于圖1中所述的相同，而這些組件部分包括位于半導(dǎo)體襯底16中的源極/漏極區(qū)域12和14，該源極/漏極區(qū)域12和14由溝道區(qū)域18所分離。堆疊柵極24覆置于溝道區(qū)域18上。圖4中所示的器件10進(jìn)一步包括第一層間電介質(zhì)層20、接觸罩層38、導(dǎo)電插塊40、和金屬導(dǎo)體44。
在依照本發(fā)明工藝的第二步驟中，在圖7中示意性顯示為步驟702，紫外線防護(hù)層的第一層和子層沉積于SONOS閃存單元上。在一個(gè)實(shí)施例中，如上述定義的第一層或子層為實(shí)質(zhì)上紫外線不透光。在一個(gè)實(shí)施例中，第一層或子層為接觸罩層38。在一個(gè)實(shí)施例中，第一層或子層為子層46a。在一個(gè)實(shí)施例中，接觸罩層38為沉積的第一層，在此接觸罩層38后接著沉積第一子層46a，此二層實(shí)質(zhì)上包括紫外線不透光材料。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一子層包括富含硅的二氧化硅。如上所述，富含硅的二氧化硅具有化學(xué)式SiOx，其中x＜2(或可取而代的，化學(xué)式可表示為SiyO2，其中y＞1)。如上所述，在另一個(gè)實(shí)施例中，1.8×1.99，另一個(gè)實(shí)施例為1.88×1.95。
包含吸收紫外線輻射的富含硅的材料的接觸罩層38和/或第一子層46a，一般覆蓋沉積于整個(gè)晶片上。在一個(gè)實(shí)施例中，沉積第一子層的方法并不使用或產(chǎn)生紫外線輻射。在另一個(gè)實(shí)施例中，并不將SONOS存儲(chǔ)單元曝露于紫外線輻射中。
在接觸罩層38和/或第一子層46a包括富含硅的二氧化硅、富含硅的氮化硅、和富含硅的碳化硅的實(shí)施例中，本領(lǐng)域中通常熟知有各種的方法來(lái)形成和沉積這些材料，因此在此將不再作詳細(xì)的討論。
在接觸罩層38和/或第一子層46a包括富含硅的SiCN和在第二子層46b包括非富含硅的SiCN的實(shí)施例中，已知有各種方法用來(lái)形成和沉積這樣的材料。由于能在SiCN中獲得可變的化學(xué)計(jì)量，因此能通過(guò)改變供給于工藝中的含硅量而獲得形成富含硅、或非富含硅的SiCN。
一般而言，在富含硅的材料中，當(dāng)該材料有較高的折射率時(shí)則有較高的紫外線吸收能力。增加折射率通常造成增加材料的紫外線不透光度。
舉例而言，在第一子層46a為包括富含硅的二氧化硅的實(shí)施例中，富含硅的二氧化硅根據(jù)其折射率可以不是純的或按化學(xué)計(jì)量的二氧化硅。對(duì)于按化學(xué)計(jì)量的二氧化硅，折射率大約為1.46至1.5。為了獲得充分的紫外線防護(hù)，也就是說(shuō)，為了第一子層46a將能實(shí)質(zhì)地紫外線不透光，則折射率須大于1.5，在一個(gè)實(shí)施例中，折射率為約大于1.6，如上文中所提及的，在另一個(gè)實(shí)施例中，折射率可實(shí)質(zhì)上大于1.6?？赏ㄟ^(guò)在二氧化硅中加入更多的硅，即通過(guò)如上述形成富含硅的二氧化硅，而達(dá)成增加二氧化硅的折射率。在處理期間通過(guò)測(cè)量層的折射率而能夠很容易地判定是否含有足夠的硅。
同樣的考慮應(yīng)用于富含硅的氮化硅、富含硅的SiCN、和富含硅的碳化硅。
如圖7中的步驟703所示，本發(fā)明方法的第三步驟包括沉積紫外線防護(hù)層46的第二子層46b。當(dāng)已沉積了足夠的所選厚度的第一子層46a后，則在其上沉積第二子層46b。
如圖7中所示，一些實(shí)施例繞過(guò)步驟703直接進(jìn)行到步驟704，而因此選擇性地回到步驟702以沉積另一層的實(shí)質(zhì)紫外線不透光材料。在圖7中繞過(guò)步驟703用一條替代路徑(a)來(lái)示意地表示。在圖7中從步驟704回到步驟702用一條替代路徑(b)來(lái)示意地表示。
在一個(gè)實(shí)施例中，如上所述，第二子層的材料包括第一子層非富含硅形式的材料。在如此的一個(gè)實(shí)施例中，從富含硅層的沉積轉(zhuǎn)變到非富含硅層的沉積，可僅通過(guò)改變沉積狀況而予完成。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)改變沉積后熱處理狀況而完成轉(zhuǎn)變，如上關(guān)于SiCN的說(shuō)明。
舉例而言，在一個(gè)實(shí)施例中，其中富含硅的材料為富含硅的二氧化硅，僅通過(guò)改變提供至沉積裝置的含硅前體的量而完成從沉積第一子層至沉積第二子層的轉(zhuǎn)變，該改變含硅前體的量從導(dǎo)致富含硅的二氧化硅的沉積的第一數(shù)量改變至導(dǎo)致實(shí)質(zhì)上按化學(xué)計(jì)量的二氧化硅的沉積的第二數(shù)量。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際上連續(xù)步驟，而在同一裝置上施行此二步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，沉積延遲或暫停而導(dǎo)致任何不連續(xù)狀況是由于改變供應(yīng)至沉積裝置的含硅前體的量而造成。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，步驟702和步驟703為實(shí)質(zhì)上連續(xù)沉積步驟的一部分，該步驟可視為步驟702和步驟703的結(jié)合。此實(shí)施例示意地說(shuō)明于圖7中，通過(guò)替代路徑(b)，引導(dǎo)從步驟704返回到步驟702。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可適當(dāng)?shù)剡x用沉積非富含硅材料的其它方法。
從步驟703所得的示意性結(jié)構(gòu)，在圖5中所示的第一子層46a上沉積第二子層46b，如圖1中所示的結(jié)構(gòu)。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3中例子所示，第二紫外線防護(hù)層48沉積于第一紫外線防護(hù)層46上。在此實(shí)施例中，重復(fù)步驟702和步驟703。在一個(gè)實(shí)施例中，有一層，在另一個(gè)實(shí)施例中，有二層或更多層，以及在另一個(gè)實(shí)施例中，沒(méi)有其它的材料層形成于第一紫外線防護(hù)層和第二紫外線防護(hù)層之間。在一個(gè)實(shí)施例中，額外的層包括金屬導(dǎo)電層，相似于圖3中所示的層44a、44b。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，形成了完全的層，也可以蝕刻或部分地去除介于第一紫外線防護(hù)層和第二紫外線防護(hù)層之間的層，形成例如導(dǎo)電圖案或其它的“布線”。然后，沉積第二紫外線防護(hù)層以對(duì)介入的層或材料提供絕緣和保護(hù)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二紫外線防護(hù)層取代傳統(tǒng)的譬如ILD2層的層間電介質(zhì)層、接觸罩層或上氧化物層，如上述的說(shuō)明。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖6中所示，第三紫外線防護(hù)層52沉積于第二紫外線防護(hù)層48上。圖6為示意地顯示相似于圖1半導(dǎo)體襯底部分的剖面圖，依照本發(fā)明的實(shí)施例制造包含接觸罩層38、三層層間電介質(zhì)層20、46和48(層46和48的其中任何一者或二者可以是紫外線防護(hù)層)和紫外線防護(hù)上氧化物層52。第三紫外線防護(hù)層或上氧化層52將實(shí)質(zhì)類(lèi)似于第一和第二紫外線防護(hù)層，在一個(gè)實(shí)施例中包括第一實(shí)質(zhì)上紫外線不透光子層和第二子層，該第二子層包括非紫外線不透光材料，在另一個(gè)實(shí)施例中包括單一、實(shí)質(zhì)上紫外線不透光層。
在一個(gè)實(shí)施例中，該第三紫外線防護(hù)層取代傳統(tǒng)的譬如ILD3層的層間電介質(zhì)層。
這些實(shí)施例顯示于圖7中步驟704，并通過(guò)替代路徑(b)，引導(dǎo)從步驟704回到步驟702。依照步驟704，當(dāng)需要沉積額外的紫外線防護(hù)層，或?qū)嵸|(zhì)上紫外線不透光層時(shí)，可以經(jīng)由替代路徑(a)和/或(b)重復(fù)步驟702和步驟703，或僅有步驟702。如圖7中所示，步驟704包括可選擇回到步驟702，或工藝可以進(jìn)行到圖7中所示的最后步驟，繼續(xù)半導(dǎo)體器件的制造。
如圖7中最后步驟所示，依照本發(fā)明形成紫外線防護(hù)層或各層后，半導(dǎo)體器件和SONOS閃存單元進(jìn)一步進(jìn)行后段處理，以完成適當(dāng)?shù)钠骷圃?。由于本發(fā)明的結(jié)果，在一個(gè)實(shí)施例中，不須保護(hù)器件和SONOS閃存單元避免其曝露于紫外線輻射。在另外的實(shí)施例中，可能希望保護(hù)器件和SONOS閃存單元使其免于此種曝露，因?yàn)椴豢赡芡ㄟ^(guò)使用本發(fā)明而完全保護(hù)器件免除所有的紫外線輻射損害效果。
在一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)半導(dǎo)體器件和SONOS閃存單元避免曝露于隨后形成堆疊柵極后的工藝步驟期間所產(chǎn)生的紫外線輻射。在另一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)半導(dǎo)體器件和SONOS閃存單元避免曝露在隨后形成堆疊柵極后的ONO部分工藝步驟期間所產(chǎn)生的紫外線輻射。在一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)半導(dǎo)體器件和SONOS閃存單元避免曝露于隨后形成電荷儲(chǔ)存層后的工藝步驟期間所產(chǎn)生的紫外線輻射。在一個(gè)實(shí)施例中，避免受到在制造工藝中的這些點(diǎn)或這些點(diǎn)之外所產(chǎn)生的紫外線輻射，包括本文中所說(shuō)明的形成一個(gè)或多個(gè)紫外線保護(hù)層。在另一個(gè)實(shí)施例中，防紫外線輻射進(jìn)一步包括采取屏蔽或否則避免使受到紫外線照射。在另一個(gè)實(shí)施例中，防紫外線輻射進(jìn)一步包括如上述的選擇和使用無(wú)紫外線的工藝。
工業(yè)可應(yīng)用性本發(fā)明通過(guò)提供紫外線保護(hù)層，而克服了紫外線于SONOS閃存器件，尤其是在后段處理期間引起的充電問(wèn)題。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)譬如(1)形成紫外線防護(hù)層，該紫外線防護(hù)層保護(hù)該器件免于在后段處理期間受到紫外線輻射；(2)保護(hù)SONOS閃存單元免于紫外線引起充電；(3)提供易于適應(yīng)目前使用的制造工藝的工藝修正；以及(4)形成一層或多層的接觸罩層、層間電介質(zhì)層、和除了標(biāo)準(zhǔn)的電介質(zhì)功能外還具有額外功能的上氧化物層。因此，本發(fā)明提供了先進(jìn)的ONO制造技術(shù)，并確保于SONOS閃存器件的ONO結(jié)構(gòu)中適當(dāng)?shù)碾姾筛綦x，而同時(shí)提供了明顯良好的工藝并具有節(jié)省成本的優(yōu)點(diǎn)。雖然本發(fā)明已作了說(shuō)明，尤其是應(yīng)用在SONOS閃存器件方面，但是本發(fā)明可廣泛地應(yīng)用于任何包括電荷儲(chǔ)存層受到不想要的紫外線引起充電的半導(dǎo)體器件的制造。
雖然本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施范例而作了詳細(xì)的說(shuō)明，但是本發(fā)明并不受這些所示實(shí)施例的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解到，這些實(shí)施例可作許多的修飾和變化，而仍不偏離本發(fā)明的精神。例如，制成ONO結(jié)構(gòu)的各層的厚度可按此處的說(shuō)明而予變化。因此，本發(fā)明將包括所有落于所附權(quán)利要求和其等效結(jié)果內(nèi)的此等變化和修飾。
權(quán)利要求
1.一種硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅閃存器件(10、50)，包括SONOS閃存單元(24)；以及至少一層紫外線防護(hù)層(38、46、48和/或52)，其中該紫外線防護(hù)層包括實(shí)質(zhì)上紫外線不透光材料。
2.如權(quán)利要求1所述的器件，其中該紫外線防護(hù)層為設(shè)置在該硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅閃存單元上的接觸罩層(38)。
3.如權(quán)利要求1所述的器件，其中該紫外線防護(hù)層(38、46、48和/或52)保護(hù)該SONOS閃存單元避免在該SONOS閃存器件的后段處理期間受到紫外線輻射而造成損害。
4.如權(quán)利要求1所述的器件，其中該紫外線不透光材料包括富含硅的二氧化硅、富含硅的氮化硅、富含硅的碳化硅或富含硅的SiCN的至少其中一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的器件，進(jìn)一步包括至少一層額外的紫外線防護(hù)層，該至少一層額外的紫外線防護(hù)層包括至少一層紫外線不透光材料的子層。
6.如權(quán)利要求5所述的器件，其中該至少一層額外的紫外線防護(hù)層為第一層間電介質(zhì)層(46)、第二層間電介質(zhì)層(48)、或上氧化物層(52)組件的其中一個(gè)或多個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的器件，其中該紫外線不透光材料包括大于1.5的折射率。
8.一種保護(hù)硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅閃存單元避免受到紫外線引起充電的方法，包括在半導(dǎo)體器件上制造SONOS閃存單元；以及在該SONOS閃存單元上沉積至少一層紫外線防護(hù)層，其中該紫外線防護(hù)層包括實(shí)質(zhì)上紫外線不透光材料。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該紫外線不透光材料包括富含硅的二氧化硅、富含硅的氮化硅、富含硅的碳化硅或富含硅的SiCN的至少其中一種或多種，和/或包括折射率大于1.5。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括沉積至少一層額外的紫外線防護(hù)層，該至少一層額外的紫外線防護(hù)層包括至少一層紫外線不透光材料的子層。
全文摘要
一種保護(hù)硅－氧化物－氮化物－氧化物－硅(SONOS)閃存單元(24)免于紫外線引起充電的方法，包括在半導(dǎo)體器件(10、50)中制造SONOS閃存單元(24)；和在SONOS閃存單元(24)上沉積至少一層紫外線防護(hù)層(38、46、48或52)，該紫外線防護(hù)層包含有實(shí)質(zhì)為紫外線不透光的材料。提供一種SONOS閃存器件(10、50)，該SONOS閃存器件包括SONOS閃存單元(24)，和至少一層其中包含有實(shí)質(zhì)為紫外線不透光材料的紫外線防護(hù)層(38、46、48或52)。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1748319SQ200480003682
公開(kāi)日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月5日
發(fā)明者M·V·恩戈, T·卡邁勒, M·T·拉姆斯拜, A·哈利亞, J·帕克, N·程, J·P·埃哈特, J·A·希爾茲, C·弗格森, A·T·許, R·A·韋爾塔斯, T·戈迪帕蒂 申請(qǐng)人:先進(jìn)微裝置公司