[发明专利]防止氮化物内存晶胞被充电的制造方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止氮化物只读存储器(Nitride Read OnlyMemory；NROM)晶胞被充电的制造方法及其装置，特别是涉及一种在NROM单元的内层介质(Inter-Level Dielectrics；ILD)/内金属介质(Inter-Metal Dielectrics；IMD)中形成保护层的制造方法及其装置。

背景技术

请参照图1，其为现有NROM单元的结构的剖面图。此NROM单元的形成首先是利用光刻与例如湿式蚀刻法在基材100上定义出主动区域(Active Area)，并以离子注入法(Ion Implantation)在基材100内注入磷离子(P-)，而形成信道(Channel)124。在基材100上依序沉积第一氧化层102、氮化层104、以及第二氧化层106，其中氮化层104夹在第一氧化层102与第二氧化层106之间。利用光刻工艺定义第一氧化层102、氮化层104、以及第二氧化层106，而形成氧化硅/氮化硅/氧化硅的ONO(Oxide-Nitride-Oxide)结构1 08，并暴露出基材100。

接着，沉积多晶硅(Polysilicon)层110覆盖第二氧化层106，再沉积硅化金属(Silicide)层112覆盖多晶硅层110，同样利用光刻工艺定义暴露出第二氧化层106，而形成栅极114。随后，例如以化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition；CVD)沉积一层材料层覆盖基材100、第二氧化层106、以及硅化金属层112，其中此材料层例如为四氧乙基硅酸盐(Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate；TEOS)、二氧化硅(SiO₂)或氮化硅(Si₃N₄)等。以光刻及各向异性刻蚀(Anisotropic Etch)方式定义此材料层，以形成间隙壁(Spacer)116。

随后利用间隙壁116与栅极114所构成的结构为掩膜，以磷(P)或是对硅(Si)的固溶度(Solid Solubility)较高的砷(As)为离子源(IonSource)，对基材100进行高浓度且深度较深的重掺杂(Heavy Doping)，而形成漏极(Drain)122与源极(Source)126。沉积一层绝缘层118覆盖基材100、间隙壁116、以及硅化金属层112后，再沉积ILD/IMD层120覆盖绝缘层118。此时，NROM单元的结构已完成。

在往后的制造过程中，通常会有例如紫外线(Ultra-Violet Light)或等离子体的穿透，使得NROM组件内的原子受到激发，而导致NROM组件的电性的不稳定，造成NROM组件的伤害，或导致离子迁移率(Ion Mobility)提高，而造成制造过程期间电荷量升高，并造成阈值电压(Threshold Voltage)的升高，影响组件稳定性。

因此，上述现有NROM单元的制造方法中，没有形成保护的构造，因此在往后的制造过程中，NROM单元可能会遭受紫外线或等离子体的穿透，亦可能会增加离子迁移率，提高电荷量，都会对NROM单元造成伤害，且导致NROM单元电性不稳定。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种防止氮化物内存晶胞被充电的制造方法，本发明的方法在制造NROM单元时，形成保护层，以避免NROM组件受到紫外线或等离子体穿透，防止离子迁移率升高，以维持电性稳定。

本发明的另一目的是提供一种防止氮化物内存晶胞被充电的制造方法，本发明的方法在制造NROM单元时，在ILD/IMD层中形成一层或多层保护层，以避免制造过程中电荷量增加、离子迁移率提高、及紫外线照射或等离子体穿透，而增加组件的电性稳定度，并降低NROM组件的阈值电压，进而扩大阈值电压的范围。

本发明的另一目的是提供一种防止氮化物只读存储器晶胞被充电的装置。

为了达到上述的目的，本发明提供了一种防止氮化物只读存储器晶胞被充电的制造方法，其至少包括：提供一基材，其中该基材上形成有一氧化硅/氮化硅/氧化硅结构；形成一栅极覆盖部分的该氧化硅/氮化硅/氧化硅结构；形成一间隙壁，其中该间隙壁位于该栅极的两侧，且覆盖另一部分的该氧化硅/氮化硅/氧化硅结构；形成一绝缘层覆盖该基材、该栅极、以及该间隙壁；以及形成一保护层覆盖该绝缘层。