[发明专利]与非逻辑非晶硅只读存储器及其制造方法

说明书

本发明涉及一种只读存储器及其制造方法，特别是涉及一种利用非晶硅作为源极/漏极区的与非逻辑非晶硅只读存储器结构及其制造方法。

只读存储器已被广泛地应用于迷你电脑，微处理器系统等一类的数字设备中，其可用来储存一些系统数据，例如BIOS等常驻程序。由于只读存储器(简称ROM)的制作工艺非常复杂，而且需要很多耗费时间的步骤及材料的处理，因此，客户通常是先将程序数据交给存储器制造厂商，再由厂商将其编码在只读存储器中以制成成品。

大部分的只读存储器，除了在程序化(Programmed)阶段所存入的数据不同之外，其余的结构均相同。因此，只读存储器可先制作到程序化之前的步骤，并将这种可程序化的半成品库存起来，待客户送来特定程序的订单之后，即可迅速制作光掩模以进行程序化，再出货给客户。故上述的后程序化光掩模式只读存储器已成为业界惯用的方法。

一般常用的只读存储器是利用通道晶体管作为存储单元(MemoryCell)，并在程序化阶段，选择性地植入杂质到指定通道区，以藉改变临界电压(Threshold Voltage)而达到控制存储单元导通(ON)或关闭(OFF)的目的。为了清楚起见，一种现有的只读存储器结构如图1A至1C所示。图1A显示其部分俯视示意图，图1B显示其部分前视示意图，而图1C显示其部分侧视剖面示意图。现有的只读存储器结构包括一基底10，例如一P型硅基底，在基底10上形成多个位线(Bit Line，BL)11、氧化层12与多个字线(Word Line，WL)13。根据此只读存储器结构，图1A中虚线框起来的部分14就形成一存储单元。而存储单元即以通道16的离子植入与否，来存储二进制数字数据“0”或“1”。

现有的只读存储器的制造方法如图1C所示。首先，在基底10上植入N型杂质，例如砷离子，形成多个等距分布的位线11，而位线11之间则构成通道区16。其次，以氧化工序，在位线11与通道区16表面形成氧化层12。接着，形成一电导体层，例如高浓度掺杂的多晶硅层，并经照相与蚀刻限定图案，形成跨位线11的字线13，构成通道晶体管，完成传统只读存储器的半成品制造。接着进行程序化的步骤，形成一掩模层15，露出欲编码的通道区16，再植入P型杂质，例如硼离子，完成编码注入(Code Implant)的程序。而在只读存储器程序化的过程中，可根据不同的晶体管特性来决定不同的掺杂源。

上述现有的只读存储器，其源极/漏极区是通过在基底中注入掺杂的方式形成的，这会造成源极/漏极区与基底之间隔离(Isolation)效果较差。且由于源极/漏极和基底间主要是以一种二极管的结(diode junction)作为隔离，当所施加的电压增加时，漏电流(Leakage Current)也会随之增加，而无法避免漏电流的产生，且漏电流的大小和源极/漏极和基底的接触面积成正比。因此，会造成只读存储器的操作电压受限。

因此本发明的主要目的就是提供一种与非逻辑非晶硅只读存储器以及其制造方法，利用“绝缘层上有硅”结构，使只读存储器元件建立在一绝缘层上，以隔离基底与源极/漏极区，以避免源极/漏极区与基底之间漏电流的产生。

本发明的另一目的就是提供一种与非逻辑非晶硅只读存储器以及它的制造方法，利用“绝缘层上有硅”结构，使只读存储器元件建立在一绝缘层上，以隔离基底与源极/漏极区，避免基底与源极/漏极区之间的接合界面击穿，可提高器件的操作电压。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种与非逻辑非晶硅只读存储器的制造方法，包括下列步骤：

a.提供一基底，在该基底上裸露有一第一绝缘层的表面；

b.在该第一绝缘层表面形成一非晶硅层；

c.对该非晶硅层构图，形成多条沿一第一方向约为平行相隔的扩散区；

d.对这些扩散区进行第一类型离子掺杂，以调整临界电压；

e.在这些扩散区两侧形成多个第一间隙壁；

f．在这些扩散区与这些第一间隙壁表面形成一第二绝缘层；

g.在该第二绝缘层表面形成一第一电导体层；

h.对该第一电导体层构图，形成沿一第二方向互为平行相隔的多条栅极区，该第一方向与该第二方向以一角度相交，与这些字线重叠的这些扩散区部分形成多个通道区，而未与这些栅极区重叠的这些扩散区部分形成多个源极/漏极区；

i.在这些栅极区两侧形成第二间隙壁；

j.在上述各层表面形成一光致抗蚀剂层，并对该光致抗蚀剂层构图，露出部分这些通道区上方的这些栅极区；