[发明专利]可编程非挥发存储器的单元布图结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及可编程非挥发存储器(NVM)的布图结构及其制造方法。

背景技术

目前，OTP NVROM(One Time Programmable Non-volatile Read-OnlyMemory，一次性可编程非挥发只读存储器)在世界上应用广泛。相对于其他非挥发性只读存储器来说，OTP NVROM具有结构简单，集成度高，生产工艺精炼，编程结构多样化等优点。

OTP NVROM提供了介于掩模只读存储器(Mask Rom)和闪存(Flash)产品特性之间的单片微型计算机(Micro Controller Unit)存储单元，既可以进行一次性编程，在生产量不大的情况下，其价格又接近掩模产品，因此被市场广泛应用。

现有的OTP NVROM制造技术通常应用于大于0.18um技术，虽然已有多家研究机构报道OTPNVROM在实验室的很多制造方法，但均未报道在大规模生产中制造高密度OTPNVROM的方法。

此外，OTP NVROM一般的设计法则(design rule)中，接触到栅极需要留有一定的间距，如图1所示。而采用自对准接触(SAC)工艺的正方形网格设计的OTP结构中的字线(word line)方向每隔一定距离要开一条共源线(commonsource line)以分离器件的源漏端，如图2所示。这使得单元布图(Cell layout)需要占较大的空间。

发明内容

本发明目的在于，提供一种自对准浮栅和自对准接触(SAC)结构的可编程NVM的单元布图结构及其制造方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可编程NVM的单元布图结构，包括有源区域、浅槽隔离区域、多晶硅字线，第一层接触、第二层接触，其中每两条位线共用所述第二接触。其中，所述可编程NVM的单元布图结构为网格结构。可使用自对准接触结构SAC(selfalign contact)，同时取消共源线，并且每个源漏端互相共享使用接触以达到最小尺寸的结构。因此采用了双层接触(contact)结构的新设计达到了每两条位线(Bitline)共用接触。

与现有技术相比，虽然本发明这种布图结构可能对编程的难度有所增加，但接触的设计使每个单元器件的源极和/或漏极可以独立连接出来，同时达到共源极和/或漏极的目的，节省了空间。这种结构结合设计规则(design rule)的限制，最大限度地应用了二维空间的空隙，充分体现了高密度的特性，降低了生产成本。

一种可编程非挥发存储器的制造方法，包括以下步骤：

步骤一、在半导体衬底上形成浮栅和浅槽隔离区；

步骤二、进行阱注入和热退火工艺；

步骤三、生长控制栅极；

步骤四、形成侧墙，进行源/漏极离子注入；

步骤五、生长介电质将金属连线与下层器件区分开，并进行第一层接触和第二层接触的制造。

进一步地，所述步骤一具体包括以下步骤：

首先，在半导体衬底表面生长隧道氧化层，之后再生长一非掺杂多晶硅层，再进行多晶硅离子注入，形成浮栅，在形成浮栅后，形成浅槽隔离。

进一步地，所述步骤二具体包括以下步骤：

根据硅表面薄膜的组分和厚度进行阱注入，形成基本的器件源区，通过快速热退火工艺将注入离子分布均匀，并形成硅间介电层。

进一步地，所述步骤三具体包括以下步骤：

在硅间介电层生长重掺杂多晶硅作为控制栅极，然后又生长一层硅化钨，作为接触与多晶硅栅形成欧姆接触的连接层，再依次生长刻蚀阻挡层，用于形成自对准接触。

进一步地，所述步骤三中的所述刻蚀阻挡层为氧化硅层和氮化硅层。

进一步地，所述步骤四中利用氮化硅或氧化硅作为栅极的侧墙，然后进行源漏极离子注入，形成完整的MOS器件。

进一步地，所述步骤五中第一层接触的制造采用负距离设计规则制造。

进一步地，所述步骤五中第二层接触的制造，根据布图的设计，打孔与第一层接触相连接，完成第二层接触的制造。