專利名稱：形成倍密式字符線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電可擦可編程只讀存儲器的制備技術(shù)，特別是一種形成倍密式字符線的方法，可降低字符線間的空間及線寬的寬度，可有效提高字符線的密度，借以在單位面積生產(chǎn)更多的存儲器單元。
背景技術(shù)：
在數(shù)字數(shù)據(jù)(digital information)的儲存上，一般習(xí)慣以位來形容存儲器的容量，存儲器內(nèi)每個用以儲存數(shù)據(jù)的單元稱為存儲單元，每個存儲單元皆有其特定的地址(address)，也就是存儲單元是以一陣列(array)的方式排列，每一個行(column)與列(row)的組合代表一特定的存儲單元地址。其中，位于同行或者同列的存儲單元是以共同的導(dǎo)線加以串接，這些左右橫向連接存儲單元的導(dǎo)線稱為字符線(word line)。
請參考圖1a-圖1b，圖1a-圖1b顯示公知的電可擦可編程只讀存儲器(electrically erasable programmable read only memory，EEPROM)形成字符線的方法。
請參考圖1a，首先，提供一半導(dǎo)體基底101，半導(dǎo)體基底101上形成有多個存儲單元及其它相關(guān)組件，圖式上并未標示存儲單元及其它組件，以簡單化本圖式。于半導(dǎo)體基底101上依序形成一多晶硅層102、一鎢金屬硅化物WSi層103、及一具有開口105的圖案化光阻層104；其中，開口105露出鎢金屬硅化物層103的部分表面；開口105的寬度約為0.18μm。
請參考圖1b，以圖案化光阻層104為蝕刻罩幕，依序?qū)︽u金屬硅化物層103及多晶硅層102進行各向異性蝕刻至露出半導(dǎo)體基底101，以形成開口106；然后，將圖案化光阻層104去除。如此一來，即形成字符線107a及107b，字符線107a及107b間以開口106相隔開來，且字符線107a、107b的寬度分別為0.14μm，而開口106的寬度與圖案化光阻層104的開口105的尺寸相同。
因為光源及光阻層特性的限制，厚度不足的光阻層無法有效阻隔蝕刻源，厚度太厚的光阻層則接觸窗尺寸不易控制，同時須避免光阻層傾倒，因此，字符線間的空間(space)及線寬(line)的比例無法太小，使得電可擦可編程只讀存儲器的字符線密度難以有效提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點而提供一種形成倍密式字符線的方法，用于制備電可擦可編程只讀存儲器，借由在既有的字符線罩幕間的空間中形成由氮化硅間隙壁及虛置多晶硅層組成的額外字符線罩幕的方法，有效降低字符線之間的空間及線寬，而使字符線的密度倍增。
本發(fā)明的目的可通過如下措施來實現(xiàn)一種形成倍密式字符線的方法，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底；在半導(dǎo)體基底上依序形成一多晶硅層、一第一絕緣層、一第一犧牲層、一第二絕緣層及一具有開口部的圖案化光阻層，該開口部露出部分第二絕緣層；以光阻層為蝕刻罩幕，依序蝕刻第二絕緣層及第一犧牲層至露出第一絕緣層，以形成一第一字符線罩幕及一第二字符線罩幕以及設(shè)置于兩者間的一開口；移除光阻層；在該開口的側(cè)壁形成一間隙壁；在開口內(nèi)填入一第二犧牲層；去除間隙壁、第二絕緣層及該間隙壁下的第一絕緣層，使第二犧牲層及其覆蓋的第一絕緣層共同形成一第三字符線罩幕；及以第一字符線罩幕、第二字符線罩幕及第三字符線罩幕為蝕刻罩幕，蝕刻多晶硅層以分別形成一第一字符線、一第二字符線及一第三字符線。
本發(fā)明的目的還可通過如下措施來實現(xiàn)一種形成倍密式字符線的方法，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底，半導(dǎo)體基底上依序形成有一多晶硅層、一金屬硅化物層、一氧化層、一第一虛置多晶硅層及一第一氮化層；在氮化層上形成一具有第一開口的圖案化光阻層，開口露出部分該第一氮化層；以圖案化光阻層為蝕刻罩幕，依序蝕刻第一氮化層及第一虛置多晶硅層至露出氧化層，以形成一第一字符線罩幕及一第二字符線罩幕以及設(shè)置于兩者間的一第二開口；移除圖案化光阻層；在第一字符線罩幕及第二字符線罩幕以及第二開口上順應(yīng)性形成一第二氮化層；對第二氮化層進行各向異性蝕刻以在第二開口的側(cè)壁形成一間隙壁；在第一字符線罩幕及第二字符線罩幕以及第二開口上形成一第二虛置多晶硅層，第二虛置多晶硅層填滿第二開口；對第二虛置多晶硅層進行回蝕刻步驟，以使第二虛置多晶硅層的高度低于間隙壁；去除間隙壁、第一氮化層及露出表面的氧化層，第二虛置多晶硅層及其覆蓋的氧化層共同形成一第三字符線罩幕；及以第一字符線罩幕、第二字符線罩幕及第三字符線罩幕為蝕刻罩幕，依序蝕刻金屬硅化物層及多晶硅層以分別形成一第一字符線、一第二字符線及一第三字符線。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點本發(fā)明提供形成字符線的方法，可不受光阻層特性的限制，利用虛置多晶硅層及絕緣層間隙壁的方法，在既成的字符線罩幕間的空間中增加一字符線罩幕，以額外形成一字符線，能夠使字符線的密度倍增，進而有效提高單位面積下可生產(chǎn)的存儲單元。


圖1a和圖1b是采用公知的電可擦可編程只讀存儲器形成字符線的方法在形成字符線過程中的結(jié)構(gòu)示意圖；及圖2a至圖2h是采用本發(fā)明的電可擦可編程只讀存儲器形成倍密式字符線的方法在形成字符線過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
請參考圖2a-圖2h，顯示采用本發(fā)明的電可擦可編程只讀存儲器形成倍密式字符線的方法在形成字符線過程中結(jié)構(gòu)示意圖。
請參考圖2a，首先，提供一半導(dǎo)體基底201，半導(dǎo)體基底201上形成有多個存儲單元(memory cell)及其它相關(guān)組件，圖式上并未標示存儲單元及其它組件，以簡單化本圖式。接著，于半導(dǎo)體基底201上依序形成一多晶硅層(poly)202、一金屬層203、一絕緣層204、一作為犧牲層的第一虛置(dummy)多晶硅層205、一絕緣層206及一具有開口208的圖案化光阻層207，開口208會露出部分的絕緣層206。其中，多晶硅層202的厚度約為1150至1250；金屬層203例如是金屬硅化物層如鎢金屬硅化物WSi，厚度約為1550至1650；絕緣層204的材質(zhì)例如是氧化硅層SiO2，厚度約為750至850；第一虛置多晶硅層205的厚度約為950至1050；絕緣層206為氮化層，材質(zhì)例如是氮化硅SiN，厚度約為250至350，且絕緣層206與絕緣層204的材質(zhì)相異；開口208的寬度約為0.18μm。
請參考圖2b，以圖案化光阻層207為蝕刻罩幕，依序?qū)^緣層206及第一虛置多晶硅層205進行各向異性蝕刻(anisotropical etching)步驟至露出絕緣層204，以形成一第一字符線罩幕209a及一第二字符線罩幕209b以及設(shè)置于兩者間的開口209c；然后，將圖案化光阻層207去除。其中，各向異性蝕刻步驟例如是反應(yīng)性離子蝕刻(reactive ion etching)或電漿蝕刻(plasmaetching)；第一字符線罩幕209a及第二字符線罩幕209b的寬度約為0.14μm。
請參考圖2c，于第一字符線罩幕209a及一第二字符線罩幕209b以及設(shè)置于兩者間的開口209c上順應(yīng)性形成一絕緣層210；其中，絕緣層210的厚度約為200，材質(zhì)與絕緣層206相同，例如是氮化硅SiN。
請參考圖2d，接著，對絕緣層210進行各向異性蝕刻步驟至露出絕緣層204，以在開口209c的側(cè)壁上形成間隙壁210a。其中，各向異性蝕刻步驟例如是反應(yīng)性離子蝕刻或電漿蝕刻。
請參考圖2e，于第一字符線罩幕209a及一第二字符線罩幕209b以及形成有間隙壁210a的開口209c上順應(yīng)性形成一作為犧牲層的第二虛置多晶硅層211，且第二虛置多晶硅層211會填滿開口209c。其中，第二虛置多晶硅層211的厚度約為2000。
請參考圖2f，接著，對第二虛置多晶硅層211進行回蝕刻(etch back)步驟，至露出絕緣層206，并繼續(xù)回蝕刻至形成一高度低于間隙壁210a的第二虛置多晶硅層211a。
請參考圖2g，將絕緣層206及間隙壁210a移除后，并將露出表面的絕緣層204亦移除，以在第一字符線罩幕209a及第二字符線罩幕209b間的開口209c中形成一第三字符線罩幕209d，第三字符線罩幕209d由第二虛置多晶硅層211a及絕緣層204a共同形成；其中，第三字符線罩幕209d的寬度約為0.14μm，并且，第三字符線罩幕209d分別與第一字符線罩幕209a及第二字符線罩幕209b以200的空間相隔開來。
請參考圖2h，以第一字符線罩幕209a、第二字符線罩幕209b及第三字符線罩幕209d為蝕刻罩幕，依序?qū)饘賹?03及多晶硅層202進行各向異性蝕刻步驟至露出半導(dǎo)體基底201，以在半導(dǎo)體基底201上分別形成第一字符線212a、第二字符線212b及第三字符線212c，然后，將第一字符線罩幕209a、第二字符線罩幕209b及第三字符線罩幕209d去除；其中，各向異性蝕刻步驟例如是反應(yīng)性離子蝕刻或電漿蝕刻。
第一字符線212a、第二字符線212b及第三字符線212c的寬度同樣約為0.14μm，并且第一字符線212a、第二字符線212b及第三字符線212c間分別以200的空間相隔開來；如此一來，即在既有的字符線212a、212c間的空間209c中額外形成一字符線212b，且字符線212a、212b、212c間的空間213可不受光阻層特性的限制而減少至200。
本發(fā)明提供的在EEPROM形成字符線的方法，可不受光阻層特性的限制，利用虛置多晶硅層及絕緣層間隙壁的方法，在既成的字符線罩幕間的空間中增加一字符線罩幕，以額外形成一字符線，能夠使字符線的密度倍增，進而有效提高單位面積下可生產(chǎn)的存儲單元。
權(quán)利要求
1.一種形成倍密式字符線的方法，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底；在該半導(dǎo)體基底上依序形成一多晶硅層、一第一絕緣層、一第一犧牲層、一第二絕緣層及一具有開口部的圖案化光阻層，該開口部露出部分該第二絕緣層；以該光阻層為蝕刻罩幕，依序蝕刻該第二絕緣層及該第一犧牲層至露出該第一絕緣層，以形成一第一字符線罩幕及一第二字符線罩幕以及設(shè)置于兩者間的一開口；移除該光阻層；在該開口的側(cè)壁形成一間隙壁；在該開口內(nèi)填入一第二犧牲層；去除該間隙壁、該第二絕緣層及該間隙壁下的該第一絕緣層，使該第二犧牲層及其覆蓋的該第一絕緣層共同形成一第三字符線罩幕；及以該第一字符線罩幕、該第二字符線罩幕及該第三字符線罩幕為蝕刻罩幕，蝕刻該多晶硅層以分別形成一第一字符線、一第二字符線及一第三字符線。
2.如權(quán)利要求1所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，在該半導(dǎo)體基底上形成一多晶硅層后還包括在該多晶硅層上形成一金屬硅化物層。
3.如權(quán)利要求2所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該金屬硅化物層為鎢金屬硅化物層。
4.如權(quán)利要求3所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該鎢金屬硅化物層的厚度為1550至1650。
5.如權(quán)利要求1所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該多晶硅層的厚度為1150至1250。
6.如權(quán)利要求1所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該第一絕緣層為氧化硅層。
7.如權(quán)利要求6所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該氧化硅層的厚度為750至850。
8.如權(quán)利要求1所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該第一犧牲層為多晶硅層。
9.如權(quán)利要求8所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該多晶硅層的厚度為950至1050。
10.如權(quán)利要求1所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，第二絕緣層為氮化層。
11.如權(quán)利要求10所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該氮化層的厚度為250至350。
12.如權(quán)利要求1所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該間隙壁為氮化層。
13.如權(quán)利要求1所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該第二犧牲層為多晶硅層。
14.一種形成倍密式字符線的方法，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底，在該半導(dǎo)體基底上依序形成有一多晶硅層、一金屬硅化物層、一氧化層、一第一虛置多晶硅層及一第一氮化層；在該氮化層上形成一具有第一開口的圖案化光阻層，該開口露出部分該第一氮化層；以該圖案化光阻層為蝕刻罩幕，依序蝕刻該第一氮化層及該第一虛置多晶硅層至露出該氧化層，以形成一第一字符線罩幕及一第二字符線罩幕以及設(shè)置于兩者間的一第二開口；移除該圖案化光阻層；在該第一字符線罩幕及該第二字符線罩幕以及該第二開口上順應(yīng)性形成一第二氮化層；對該第二氮化層進行各向異性蝕刻以在該第二開口的側(cè)壁形成一間隙壁；在該第一字符線罩幕及該第二字符線罩幕以及該第二開口上形成一第二虛置多晶硅層，該第二虛置多晶硅層填滿該第二開口；對該第二虛置多晶硅層進行回蝕刻步驟，以使該第二虛置多晶硅層的高度低于該間隙壁；去除該間隙壁、該第一氮化層及露出表面的該氧化層，該第二虛置多晶硅層及其覆蓋的該氧化層共同形成一第三字符線罩幕；及以該第一字符線罩幕、該第二字符線罩幕及該第三字符線罩幕為蝕刻罩幕，依序蝕刻該金屬硅化物層及該多晶硅層以分別形成一第一字符線、一第二字符線及一第三字符線。
15.如權(quán)利要求14所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，在形成上述各字符線后還包括一去除該第一字符線罩幕、該第二字符線罩幕及該第三字符線罩幕的步驟。
16.如權(quán)利要求14所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該多晶硅層的厚度為1150至1250。
17.如權(quán)利要求14所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該金屬硅化物層為鎢金屬硅化物層。
18.如權(quán)利要求17所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該鎢金屬硅化物層的厚度為1550至1650。
19.如權(quán)利要求14所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該氧化層的厚度為750至850。
20.如權(quán)利要求14所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該第一虛置多晶硅層的厚度為950至1050。
21.如權(quán)利要求14所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該第一氮化層的厚度為250至350。
22.如權(quán)利要求14所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該第二氮化層的厚度為400。
23.如權(quán)利要求14所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該各向異性蝕刻步驟為反應(yīng)性離子蝕刻或電漿蝕刻。
24.如權(quán)利要求14所述的形成倍密式字符線的方法，其特征在于，該第二虛置多晶硅層的厚度為2000。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種形成倍密式字符線的方法，首先提供一依次具有多晶硅層、第一絕緣層、第一虛置多晶硅層、第二絕緣層的半導(dǎo)體基底，第二絕緣層及第一虛置多晶硅層間具有一開口，并以開口相隔出第一字符線罩幕及第二字符線罩幕；于開口的側(cè)壁形成一間隙壁，并填入一第二虛置多晶硅層；接著，去除間隙壁、第二絕緣層及該間隙壁下的第一絕緣層，以使第二虛置多晶硅層及其覆蓋的第一絕緣層共同形成第三字符線罩幕；然后，以第一、二及三字符線罩幕為罩幕蝕刻多晶硅層以形成第一字符線、第二字符線及第三字符線；采用本發(fā)明的方法可有效降低字符線之間的空間及線寬，使字符線的密度倍增。
文檔編號H01L21/31GK1567563SQ03142560
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者林春榮 申請人:旺宏電子股份有限公司