掩膜式只讀存儲器的編碼方法
2023-04-28 21:52:41 2
專利名稱：掩膜式只讀存儲器的編碼方法
技術領域：
本發明有關於半導體存儲器裝置的製造，特別是有關於一種掩膜式只讀存儲器(mask read-only memory；mask ROM)的編碼方法(coding method)，利用在編碼掩膜與半導體晶圓之間增加一粗糙粘合層(rugged adhesion layer)，提升小尺寸的編碼掩膜的粘合度。
以下利用圖1所示的掩膜式只讀存儲器陣列的上視圖，以及圖2所示的圖1的AA』線的剖面示意圖，以說明已知技術。
圖1顯示半導體基底10，其表面形成有掩膜式只讀存儲器陣列，主要包括互為平行的位元線(bit line)12；以及與上述位元線12略呈垂直設置的字元線(wordline)16。此只讀存儲器陣列(array)包括12個存儲器單元(memory cell)。符號18表示緩衝氧化層(buffered oxide)。然後利用微影製程(photol ithography)進行光阻塗布(coating)、選擇性曝光(exposure)、以及顯影步驟(development)，以在上述緩衝氧化層18表面形成當作編碼掩膜(coding mask)的光阻圖案(photoresistpattern)20，其僅覆蓋欲保護的存儲器單元的通道區。接下來，利用光阻圖案20為遮蔽物，並且進行離子植入步驟，使未受到保護的存儲器單元植入離子，而形成編碼植入區30，亦即受到保護的存儲器單元(cell)為″1″，其四周植入離子的存儲器單元為″0″。
然而，隨著掩膜式只讀存儲器的尺寸日益縮小，光阻圖案20的尺寸亦隨之變小，此導致小尺寸的光阻圖案20(或稱為光阻patch)容易在微影製程的顯影步驟(development)脫落，而造成存儲器的缺陷。
有鑑於此，本發明提供一種掩膜式只讀存儲器的編碼方法，能夠解決上述小尺寸光阻圖案容易脫落的問題。
根據上述目的，本發明提供一種掩膜式只讀存儲器的編碼方法，包括下列步驟提供一半導體基底，上述半導體基底形成有掩膜式只讀存儲單元陣列；在上述半導體基底上方形成一粗糙粘附層；在上述粗糙粘附層表面形成一編碼掩膜；利用上述編碼掩膜為遮蔽物，並且植入離子於上述未被遮蔽部分的半導體基底，以進行編碼。藉此，上述粗糙粘附層與編碼掩膜之間的總接觸面積增加，因而提升了粘附強度。
再者，上述掩膜式只讀存儲器的編碼方法之中，形成上述粗糙粘附層的步驟之前，還包括在上半導體基底表面形成一氧化緩衝層的步驟。
再者，形成上述粗糙粘附層的方法，還包括下列步驟在上述氧化緩衝層的表面沉積一非晶矽薄膜；以及在適當的溫度下於上述非晶矽薄膜表面沉積一粗糙復晶矽層，但是，粗糙粘附層不限於復晶矽材料。
再者，上述掩膜式只讀存儲器的編碼方法之中，形成上述編碼掩膜的方法更包括下列步驟在上述粗糙粘附層的表面形成一光阻層；選擇性對上述光阻層進行曝光；對上述已曝光的光阻層進行顯影步驟，以形成一當作編碼掩膜的光阻圖案。
再者，上述掩膜式只讀存儲器的編碼方法，還包括下列步驟利用蝕刻劑以剝除上述光阻圖案；以及利用蝕刻步驟以去除上述粗糙粘附層。
根據上述目的，本發明提供另一種掩膜式只讀存儲器的編碼方法，包括下列步驟提供一半導體基底，上述半導體基底形成有掩膜式只讀存儲單元陣列；在上述半導體基底表面形成一緩衝氧化層；在上述緩衝氧化層表面形成一粗糙復晶層；在上述粗糙復晶層表面形成一光阻圖案以當作編碼掩膜，上述光阻圖案覆蓋住欲保護的只讀存儲器單元；利用上述光阻圖案為遮蔽物，並且植入離子於上述未被遮蔽部分的只讀存儲器單元，以進行編碼；剝除上述光阻圖案；以及蝕刻以去除上述粗糙復晶矽層。
亦即，本發明為了解決上述小尺寸光阻圖案脫落的問題，提出一種在光阻圖案與半導體晶圓之間設置表面粗糙的粘合層，以提高光阻圖案與半導體晶圓之間的粘著力，然後再進行光阻圖案的定義、植入離子、以及利用蝕刻步驟以去除粘合層等製程，以消除存儲器的缺陷。
為了讓本發明的上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下
圖1是系根據已知技術的掩膜式只讀存儲器陣列的上視圖。
圖2是圖1的AA』線的剖面示意圖。
圖3是根據本發明實施例的掩膜式只讀存儲器陣列的上視圖。
圖4~圖6是根據本發明實施例的掩膜式只讀存儲器編碼方法的剖面示意圖；其中圖5是圖3的BB』線的剖面示意圖。
首先，請參照圖3與圖4，提供一半導體基底100，其表面形成有掩膜式只讀存儲器陣列，主要包括互為平行的位元線(bit line)102；以及與上述位元線102略呈垂直設置的字元線(word line)106。上述位元線102系由植入半導體基底100內部的N型離子摻雜區(亦即源極/漏極)構成；而字元線106則是由形成於熱氧化層104上方的摻雜復晶矽圖案構成。符號108是形成於上述字元線106表面的緩衝氧化層(buffer oxide)，其例如由二氧化層構成，目的在於可以使晶片表面平面化。
然後，請參照圖5，利用低壓化學氣相沉積法(low pressure chemical vapordeposition；LPCVD)在上述緩衝氧化層108的上方沉積一非晶矽薄膜(amorphoussilicon film)，然後在565℃~585℃的溫度下，在上述非晶矽薄膜表面沉積粗糙復晶矽層，以當作粗糙粘合層110。利用上述粗糙粘合層110具有較大的表面積，能夠提升後續形成的編碼掩膜與半導體晶圓的之間粘附能力。接下來，利用微影製程進行一連串的光阻圖案、光阻曝光、烘烤、顯影等步驟，以在上述粗糙粘合層110表面形成光阻圖案112，來當作編碼掩膜，其僅覆蓋單一個欲保護的只讀存儲器單元的通道區，而露出鄰近的只讀存儲器單元。然後，利用上述光阻圖案112為遮蔽物，並且植入離子於上述未被遮蔽部分的只讀存儲器的通道區而形成編碼植入區114，藉以改變臨限電壓(threshold voltage)Vt。
之後，請參照圖6，利用傳統方式剝除上述光阻圖案112，之後，利用蝕刻方式去除上述粗糙復晶矽構成的粗糙粘合層110。
上述實施例雖然以粗糙復晶矽層為例，然而，本發明不限於此，只要是具有粗糙表面的薄層均可使用。
雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉本技術領域者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的權利要求書為準。
權利要求
1.一種掩膜式只讀存儲器的編碼方法，包括下列步驟提供一半導體基底，上述半導體基底形成有掩膜式只讀存儲單元陣列；在上述半導體基底上方形成一粗糙粘附層；在上述粗糙粘附層表面形成一編碼掩膜；利用上述編碼掩膜為遮蔽物，並且植入離子於上述未被遮蔽部分的半導體基底，以進行編碼。
2.如權利要求1所述的掩膜式只讀存儲器的編碼方法，其特徵在於，形成上述粗糙粘附的步驟之前，還包括在上半導體基底表面形成一氧化緩衝層的步驟。
3.如權利要求2所述的掩膜式只讀存儲器的編碼方法，形成上述粗糙粘附層的方法，還包括下列步驟在上述氧化緩衝層的表面沉積一非晶矽薄膜；以及在上述非晶矽薄膜表面沉積一粗糙復晶矽層。
4.如權利要求1的所述的掩膜式只讀存儲器的編碼方法，其特徵在於，形成上述編碼掩膜的方法還包括下列步驟在上述粗糙粘附層的表面形成一光阻層；選擇性對上述光阻層進行曝光；對上述已曝光的光阻層進行顯影步驟，以形成一當作編碼掩膜的光阻圖案。
5.如權利要求4所述的掩膜式只讀存儲器的編碼方法，還包括下列步驟利用蝕刻劑以剝除上述光阻圖案；以及利用蝕刻步驟以去除上述粗糙粘附層。
6.一種掩膜式只讀存儲器的編碼方法，包括下列步驟提供一半導體基底，上述半導體基底形成有掩膜式只讀存儲單元陣列；在上述半導體基底表面形成一緩衝氧化層；在上述緩衝氧化層表面形成一粗糙復晶層；在上述粗糙復晶層表面形成一光阻圖案以當作編碼掩膜，上述光阻圖案覆蓋住欲保護的只讀存儲器單元；利用上述光阻圖案為遮蔽物，並且植入離子於上述未被遮蔽部分的只讀存儲器單元，以進行編碼；剝除上述光阻圖案；以及蝕刻以去除上述粗糙復晶矽層。
全文摘要
本發明提供一種掩膜(mask)式只讀存儲器的編碼方法，首先，提供一半導體基底，上述半導體基底形成有掩膜式只讀存儲單元陣列。接著在上述半導體基底上方形成一粗糙粘附層。然後在上述粗糙粘附層表面形成一編碼掩膜，上述編碼掩膜覆蓋欲保護的存儲器單元。其次，利用上述編碼掩膜為遮蔽物，並且植入離子於上述未被遮蔽部分的半導體基底，以進行編碼。
文檔編號H01L21/8246GK1455450SQ02118929
公開日2003年11月12日 申請日期2002年4月30日 優先權日2002年4月30日
發明者許丹 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司