專利名稱：一種掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法。
背景技術(shù)：
掩膜只讀存儲(chǔ)器(MROM) 是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的常見種類之一，其廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品中。掩膜只讀存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)單元陣列和外圍邏輯電路組成，存儲(chǔ)單元陣列往往由相互正交的位線和字線構(gòu)成。外圍邏輯電路往往包括邏輯晶體管等器件。通常，制作掩膜只讀存儲(chǔ)器的工藝流程如下在半導(dǎo)體襯底上形成淺溝道隔離結(jié)構(gòu)；對(duì)半導(dǎo)體襯底的外圍電路區(qū)進(jìn)行離子注入工藝形成阱區(qū)，對(duì)定義為存儲(chǔ)單元區(qū)進(jìn)行離子注入形成位線；沉積柵極物質(zhì)層，其包括柵氧化層、經(jīng)過摻雜的多晶硅層、和硅化鎢層；刻蝕所述柵極物質(zhì)層形成柵極；對(duì)外圍電路區(qū)的源、漏區(qū)域進(jìn)行淺摻雜離子注入；在柵極兩側(cè)形成側(cè)墻；對(duì)外圍電路區(qū)的源、漏區(qū)進(jìn)行重?fù)诫s離子注入；在存儲(chǔ)單元區(qū)寫入數(shù)據(jù)；形成隔離層隔離存儲(chǔ)單元區(qū)，外圍電路區(qū)繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的工藝，比如形成連接孔、形成金屬互聯(lián)層等工藝?，F(xiàn)有工藝中，由于三層(柵氧化層、多晶硅層和硅化鎢層)的柵極結(jié)構(gòu)厚度較厚，制約了光刻工藝特征尺寸的進(jìn)一步縮減；并且，外圍電路區(qū)通常包括類型不同的晶體管(如PMOS晶體管和NMOS晶體管)，但是現(xiàn)有工藝是利用沉積工藝在外圍電路區(qū)均沉積相同摻雜類型的多晶硅層和硅化鎢層，然后利用刻蝕工藝形成柵極，因而對(duì)于不同類型的晶體管而言，其柵極均由柵極保護(hù)層以及同樣的摻雜的多晶硅層和硅化鎢層形成，這樣會(huì)影響晶體管的功函數(shù)和性能；同時(shí)，外圍電路區(qū)有時(shí)在電路設(shè)計(jì)上需要形成電阻等器件，比較理想的情況時(shí)，在外圍電路區(qū)上沉積摻雜的多晶硅層和硅化鎢層后，然后在同一步刻蝕工藝同時(shí)形成晶體管的柵極和電阻，但由于硅化鎢層阻值較小，利用上述方法形成的電阻的阻值不夠理想。因此，現(xiàn)有的形成掩膜只讀存儲(chǔ)器的工藝與標(biāo)準(zhǔn)的邏輯工藝技術(shù)兼容性不佳，制約了掩膜只讀存儲(chǔ)器的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，所述掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法利用未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì)層來(lái)形成柵極，并選擇性在柵極上形成金屬硅化物，這樣的工藝過程與邏輯工藝等有良好的兼容性，克服了由于使用柵氧化層、摻雜的多晶硅、和硅化鎢的柵極對(duì)晶體管功函數(shù)、特征尺寸的影響以及不能形成電阻等器件的問題。本發(fā)明提供一種掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，包括提供襯底，所述襯底包括存儲(chǔ)單元區(qū)和外圍電路區(qū)；在所述襯底上形成未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì)層；刻蝕所述柵極物質(zhì)層，形成柵極；在所述柵極兩側(cè)外圍電路區(qū)中形成源/漏極；
在所述襯底上形成介質(zhì)層；研磨所述介質(zhì)層,直至暴露出所述柵極；在所述柵極上利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成金屬硅化物。可選的，刻蝕所述柵極物質(zhì)層時(shí)，在所述外圍電路區(qū)還形成了電阻。可選的，在研磨所述介質(zhì)層的步驟之后、在柵極上利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成金屬硅化物之前，還包括在所述襯底上形成保護(hù)層；
在所述保護(hù)層上形成光阻層，并選擇性去除所述柵極上方的光阻層；以所述光阻層作為掩膜，刻蝕所述保護(hù)層?？蛇x的，所述保護(hù)層的材質(zhì)為二氧化硅，厚度為100埃 300埃?？蛇x的，所述金屬硅化物的形成過程包括在所述柵極上濺射形成金屬層；進(jìn)行第一次退火處理，形成金屬硅化物；濕法刻蝕去除未反應(yīng)的所述金屬層；進(jìn)行第二次退火處理，降低所述金屬硅化物的阻值?？蛇x的，所述金屬層的材質(zhì)為鈷、鎳，厚度為80埃 150埃?？蛇x的，所述第一次退火處理的溫度為450°C 550°C，時(shí)間為20秒 40秒；所述第二次退火處理的溫度為700°C 800°C，時(shí)間為20秒 40秒。可選的，在所述柵極上利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成金屬硅化物之后，還包括對(duì)需要寫入數(shù)據(jù)O的存儲(chǔ)單元進(jìn)行重?fù)诫s離子注入；對(duì)需要寫入數(shù)據(jù)I的存儲(chǔ)單元不進(jìn)行離子注入?？蛇x的，所述柵極物質(zhì)層包括柵氧化層和多晶硅層，所述柵氧化層的厚度為60埃 100埃，所述多晶硅層的厚度為1800埃 2000埃?？蛇x的，所述介質(zhì)層的材質(zhì)為二氧化硅，厚度為10，000埃 15，000埃。可選的，在所述襯底上形成介質(zhì)層之前，在所述襯底上形成研磨截止層?？蛇x的，所述研磨截止層的材質(zhì)為氮化硅，厚度為400埃 800埃。本發(fā)明提供一種掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，所述掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法利用未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì)層形成柵極，在柵極上形成金屬硅化物，解決了由于使用柵氧化層、摻雜的多晶硅、和硅化鎢的柵極對(duì)晶體管功函數(shù)和特征尺寸的影響以及不能形成電阻等器件的問題，與標(biāo)準(zhǔn)的邏輯工藝有良好的兼容性。


圖IA為本發(fā)明一實(shí)施例的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法的流程圖；圖IB為本發(fā)明另一實(shí)施例的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法的流程圖；圖2A 2L為本發(fā)明另一實(shí)施例的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法的各步驟的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式在背景技術(shù)中已經(jīng)提及，現(xiàn)有的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法有著與邏輯工藝不兼容的問題。因而，本發(fā)明提供一種掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，利用未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì)層形成柵極，并且在柵極上形成金屬硅化物，這樣的工藝過程與邏輯工藝等有良好的兼容性，解決了由于使用摻雜的多晶硅和硅化鎢的柵極對(duì)晶體管功函數(shù)，特征尺寸的影響以及不能形成電阻等器件的問題。下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)所述理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。 在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。請(qǐng)參考圖1A，其為本發(fā)明一實(shí)施例的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法的流程圖，所述方法包括如下步驟步驟S011，提供襯底，所述襯底上包括存儲(chǔ)單元區(qū)和外圍電路區(qū)；步驟S012，在所述襯底上形成未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì)層；步驟S013，刻蝕所述柵極物質(zhì)層，形成柵極；步驟S014，柵極兩側(cè)外圍電路區(qū)中形成源/漏極；步驟S015，在所述襯底上形成研磨截止層；步驟S016,在所述研磨截止層上形成介質(zhì)層；步驟SO17,研磨所述介質(zhì)層,直至暴露出所述柵極；步驟S018，在所述柵極上利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成金屬硅化物；步驟S019，于存儲(chǔ)單元區(qū)寫入數(shù)據(jù)。本發(fā)明的核心思想在于，利用未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì)層形成柵極，只在柵極上形成金屬硅化物，這樣的工藝過程與邏輯工藝等有良好的兼容性，避免了由于使用柵氧化層、摻雜的多晶硅、和硅化鎢的柵極對(duì)晶體管功函數(shù)，特征尺寸的影響以及不能形成電阻等器件的問題。根據(jù)是否需要在外圍電路區(qū)中的電路中形成電阻器件，在步驟S013中，刻蝕所述柵極物質(zhì)層時(shí)可以選擇是否留下對(duì)應(yīng)區(qū)域的柵極物質(zhì)層作為電阻。在需要形成電阻時(shí)，參照?qǐng)D1B，在步驟S017和步驟S018之間還包括以下步驟，以保證在形成金屬硅化物時(shí)電阻上未形成金屬硅化物影響阻值步驟S101，在所述襯底上形成保護(hù)層；步驟S102，在所述保護(hù)層上形成光阻層，選擇性去除所述柵極上方的光阻；步驟S103，以所述光阻層作為掩膜，刻蝕所述保護(hù)層。為使以上步驟更為明顯易懂，下面結(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施過程，由圖IB和圖2A 圖2L示出，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明以上制造工藝。第一步如圖2A所示，執(zhí)行步驟S011，提供包含有存儲(chǔ)單元區(qū)222和外圍電路區(qū)221的襯底201，在所述襯底201中形成有淺溝道隔離結(jié)構(gòu)202。存儲(chǔ)單元區(qū)222上在后續(xù)步驟中形成存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，外圍電路區(qū)221在后續(xù)步驟中形成外圍邏輯電路。第二步如圖2B所示，對(duì)外圍電路區(qū)221進(jìn)行離子注入工藝以分別形成N阱203和P阱204，然后對(duì)存儲(chǔ)單元區(qū)222進(jìn)行離子注入形成位線205。第三步如圖2C所示，執(zhí)行步驟S012在所述襯底201上形成未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì)層，包括柵氧化層206和多晶硅層207，無(wú)需形成硅化鎢層。通常，可以利用化學(xué)氣相沉積的工藝沉積柵氧化層206和多晶硅層207，柵氧化層206厚度為60埃 100埃，多晶硅層207厚度為1800埃 2000埃。第四步如圖2D所示，執(zhí)行步驟S013，刻蝕所述柵極物質(zhì)層，形成柵極206。具體 包括用光刻膠定義要刻蝕掉的部位，而后進(jìn)行刻蝕形成柵極206，然后去除光刻膠。需要說(shuō)明的是，當(dāng)外圍電路區(qū)221需要形成電阻207 (—般形成于淺溝道隔離結(jié)構(gòu)202上)時(shí)，光刻膠保護(hù)該部分的柵極物質(zhì)層不被刻蝕，該部分的柵極物質(zhì)層形成電阻207。第五步如圖2E所示，執(zhí)行步驟S014，在柵極兩側(cè)外圍電路區(qū)中形成源/漏極。具體包括對(duì)外圍電路區(qū)221要形成源/漏極的區(qū)域進(jìn)行淺摻雜離子注入(LDD)，并在所述柵極206和電阻207兩側(cè)形成側(cè)墻208 ;然后，在外圍電路區(qū)221要形成源漏極的區(qū)域進(jìn)行重慘雜離子注入(NPLUS&PPLUSImp lantat ion)。第六步如圖2F所示，執(zhí)行步驟S015，優(yōu)選在所述襯底201上形成研磨截止層
209。本實(shí)施例中，研磨截止層209的材質(zhì)為氮化硅，厚度為400埃 800埃。第七步如圖2G所示，執(zhí)行步驟S016，在所述研磨截止層209上形成介質(zhì)層210。本實(shí)施例中，介質(zhì)層210材質(zhì)為二氧化硅，厚度為10000埃 15000埃。介質(zhì)層210用以保護(hù)除柵極以外的部分在后續(xù)的形成金屬硅化物的過程中不被影響。第八步如圖2H所示，執(zhí)行步驟S017，研磨所述介質(zhì)層210，直至暴露出所述柵極206。所述研磨截止層209作為此研磨工藝的停止層，以確保研磨終點(diǎn)停止在柵極206上。需要說(shuō)明的是，如在第四步中沒有形成電阻207，例如圖IA所示的流程圖所對(duì)應(yīng)的實(shí)施例中，可直接進(jìn)行第十二步，在所述柵極206上利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成金屬硅化物。本實(shí)施例中在第四步中在淺溝道隔離結(jié)構(gòu)202上形成了電阻207，因此進(jìn)行了第九步到第十一步。第九步如圖21所示，執(zhí)行步驟S101，在所述襯底201上形成保護(hù)層211，本實(shí)施例中，所述保護(hù)層211的材質(zhì)為二氧化硅，厚度為100埃 300埃。第十步如圖2J所示，執(zhí)行步驟S102，在所述保護(hù)層211上形成光阻層212，并選擇性去除所述柵極206上方的光阻，暴露出柵極上方的保護(hù)層211。第十一步如圖2K所示，執(zhí)行步驟S103，以所述光阻層212作為掩膜，刻蝕所述保護(hù)層211，暴露出柵極206。第九步到第十一步是為了在電阻上方形成保護(hù)層，以保證在形成金屬硅化物時(shí)電阻上不成金屬硅化物影響電阻的阻值。第十二步如圖2L所示，執(zhí)行步驟S018，在所述柵極206上利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成金屬硅化物213。具體的，金屬硅化物的形成過程一般包括在柵極上濺射形成金屬層；進(jìn)行第一次退火處理，形成金屬硅化物；濕法刻蝕去除未反應(yīng)的所述金屬層；進(jìn)行第二次退火處理，降低所述金屬硅化物的阻值。一般的，所述金屬層的材質(zhì)為鈷、鎳，厚度為80埃 150埃。所述第一次退火處理的溫度為XX°C，時(shí)間為20秒 40秒；第二次退火處理的溫度為700°C 800°C，時(shí)間為20秒 40秒。第十三步參照步驟S019，于存儲(chǔ)單元區(qū)222寫入數(shù)據(jù)。通常，于存儲(chǔ)單元區(qū)寫入數(shù)據(jù)的具體過程為對(duì)需要寫入數(shù)據(jù)O的存儲(chǔ)單元進(jìn)行重?fù)诫s離子注入；對(duì)需要寫入數(shù)據(jù)I的存儲(chǔ)單元不進(jìn)行離子注入。
后續(xù)還包括形成隔離層隔離存儲(chǔ)單元區(qū)，外圍電路區(qū)繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的工藝，比如形成連接孔、形成金屬互聯(lián)層等工藝，由于本發(fā)明對(duì)這些工藝沒有做改進(jìn)且為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明提供一種掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，所述方法利用未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì)層形成柵極，只在柵極上形成金屬硅化物，對(duì)晶體管功函數(shù)和光刻工藝的特征尺寸無(wú)不良影響，并能在外圍電路區(qū)形成電阻等器件，與邏輯工藝等有良好的兼容性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，包括 提供襯底，所述襯底包括存儲(chǔ)單兀區(qū)和外圍電路區(qū)； 在所述襯底上形成未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì)層； 刻蝕所述柵極物質(zhì)層，形成柵極； 在所述柵極兩側(cè)外圍電路區(qū)中形成源/漏極； 在所述襯底上形成介質(zhì)層； 研磨所述介質(zhì)層，直至暴露出所述柵極； 在所述柵極上利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成金屬硅化物。
2.如權(quán)利要求I所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于刻蝕所述柵極物質(zhì)層時(shí)，在所述外圍電路區(qū)還形成了電阻。
3.如權(quán)利要求2所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于在研磨所述介質(zhì)層的步驟之后、在柵極上利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成金屬硅化物之前，還包括 在所述襯底上形成保護(hù)層； 在所述保護(hù)層上形成光阻層，并選擇性去除所述柵極上方的光阻層； 以所述光阻層作為掩膜，刻蝕所述保護(hù)層。
4.如權(quán)利要求3所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所述保護(hù)層的材質(zhì)為二氧化硅，厚度為100埃 300埃。
5.如權(quán)利要求I所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所述金屬硅化物的形成過程包括 在所述柵極上濺射形成金屬層； 進(jìn)行第一次退火處理，形成金屬硅化物； 濕法刻蝕去除未反應(yīng)的所述金屬層； 進(jìn)行第二次退火處理，降低所述金屬硅化物的阻值。
6.如權(quán)利要求5所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所述金屬層的材質(zhì)為鈷、鎳，厚度為80埃 150埃。
7.如權(quán)利要求5所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所述第一次退火處理的溫度為450°C 550°C，時(shí)間為20秒 40秒；所述第二次退火處理的溫度為700 8000C，時(shí)間為20秒 40秒。
8.如權(quán)利要求I所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于在所述柵極上利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成金屬硅化物之后，還包括 對(duì)需要寫入數(shù)據(jù)O的存儲(chǔ)單元進(jìn)行重?fù)诫s離子注入； 對(duì)需要寫入數(shù)據(jù)I的存儲(chǔ)單元不進(jìn)行離子注入。
9.如權(quán)利要求I所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所述柵極物質(zhì)層包括柵氧化層和多晶硅層，所述柵氧化層的厚度為60埃 100埃，所述多晶硅層的厚度為1800埃 2000埃。
10.如權(quán)利要求I所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所述介質(zhì)層的材質(zhì)為二氧化硅，厚度為10000埃 15000埃。
11.如權(quán)利要求I所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于在所述襯底上形成介質(zhì)層之前，在所述襯底上形成研磨截止層。
12.如權(quán)利要求11所述的掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于所述研磨截止層的材質(zhì)為氮化娃，厚度為400埃 800埃。
全文摘要
本發(fā)明提供一種掩膜只讀存儲(chǔ)器的制造方法，包括提供襯底，所述襯底上定義有存儲(chǔ)單元區(qū)和外圍電路區(qū)；在所述襯底上形成未經(jīng)摻雜的柵極物質(zhì)層；刻蝕所述柵極物質(zhì)層，形成柵極；在外圍電路區(qū)域進(jìn)行淺摻雜離子注入；在所述柵極和電阻兩側(cè)形成側(cè)墻；在外圍電路區(qū)域進(jìn)行重?fù)诫s離子注入；在所述襯底上形成研磨截止層；在所述研磨截止層上形成介質(zhì)層；研磨所述介質(zhì)層，直至暴露出所述柵極；在所述柵極上利用自對(duì)準(zhǔn)工藝形成金屬硅化物；于存儲(chǔ)單元區(qū)寫入數(shù)據(jù)。對(duì)晶體管功函數(shù)和光刻工藝的特征尺寸無(wú)不良影響，并能在外圍電路區(qū)形成電阻等器件，與邏輯工藝等有良好的兼容性。
文檔編號(hào)H01L21/8246GK102945831SQ20121050759
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者于濤 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司