发明名称 高密度可变工作函数光罩唯读记忆体及其制造方法
摘要 一种可变工作函数光罩唯读记忆体,其藉由选择在场效电晶体阵列中的每一个场效电晶体,其闸极所组成的工作函数来储存资料。这些场效电晶体的闸极中,一部份被掺杂为N型、其余部份被掺杂为P型,藉由此种掺杂以不同的杂质来使闸极形成不同的工作函数而使该些电晶体具有不同的临界电压。该光罩唯读记忆体包含一在矽基底上形成具有埋入式N型位元线(buried N+ bit lines)的平行阵列、一沈积在该些位元线上的闸极氧化层、及一沈积在该闸极氧化层上方的复晶矽层。该复晶矽层以地毯式地全面掺杂P型杂质,接着形成一编码光罩,将该些要设定为低临界电压的场效电晶体闸极所在的复晶矽层区域曝露出来,接着利用砷(arsenic)或是磷(phosophorus)植入该些光罩所曝露的复晶矽层区域,而后去除该光罩,紧接着将导电物质,例如钨化矽(tungsten silicide),沈积在该复晶矽层上,并形成唯读记忆体中的字元线。该些字元线当作该些场效电晶体的闸极,而该些位元线则当作场效电晶体的源极和汲极。
申请公布号 TW367618 申请公布日期 1999.08.21
申请号 TW085104462 申请日期 1996.04.15
申请人 联华电子股份有限公司 发明人 许兴仁;龚正致
分类号 H01L27/112 主分类号 H01L27/112
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,包括:一第一电晶体,其具有一汲极、一源极、及一闸极;一第二电晶体,其具有一汲极、一源极、及一闸极,其中该些第一电晶体和该些第二电晶体具有共同的汲极、共同的源极、及共同的汲极/源极三者之一;该第一电晶体的闸极包括一P型复晶矽层和该第二电晶体包括一N型复晶矽层。2.如申请专利范围第1项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,其中该第一电晶体和该第二电晶体包括:一复晶矽层;一导电物质层,位于该复晶矽层上方,该导电物质层与该第一电晶体的该P型复晶矽层及该第二电晶体的该N型复晶矽层完成欧姆接触。3.一种高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,包括:一第一电晶体,其具有一汲极、一源极、及一闸极,其中该第一电晶体包括一N型复晶矽层及在该N型复晶矽层上方的一导电物质层,该导电物质层和该N型复晶矽层形成欧姆接触;一第二电晶体,其具有一汲极、一源极、及一闸极其中该第二电晶体包括一P型复晶矽层及在该复晶矽层上方的一导电物质层,该导电物质层和该P型复晶矽层形成欧姆接触;其中该些第一电晶体和该些第二电晶体具有共同汲极和共同源极二者之一;一P/N接触面,形成于该些第一电晶体闸级和该些第二电晶体闸极的该复晶矽层之间,且该第一电晶体闸极的该导电层和该第二电晶体闸极的该导电层各具有一字元线。4.如申请专利范围第3项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,其中该导电物质层可为高融点金属及高融点矽化金属之一。5.一种高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,包括:复数条第一纵列,由复数个第一电晶体组成,该每一第一电晶体具有一第一汲极、一第一源极、和一第一闸极,该些第一电晶体的该些汲极耦合在一起形成一第一汲极位元线,且该些第一电晶体的该些源极耦合在一起形成一第一源极位元线;复数条第二纵列,由复数个第二电晶体组成,该每一第二电晶体具有一第二汲极、一第二源极、和一第二闸极,该些第二电晶体的该些汲极耦合在一起形成一第二汲极位元线,且该些第二电晶体的该些源极耦合在一起形成一第二源极位元线;该些第一电晶体的该些第一闸极和该些第二电晶体的该些与之相对应第二闸极形成复数条复晶矽字元线,且在该些第一闸极和相对应的第二闸极之间形成复数个P.N接合处。6.如申请专利范围第5项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,其中更包括复数条字元线,该些字元线可为高融点金属及高融点矽化金属之一组成,且该每一位元线位于由该些第一闸极和相对应的该些第二闸极组成的该复晶矽位元线上方。7.如申请专利范围第6项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,其中该些第一闸极至少一第一闸极包括一N型复晶矽层和一在该N型复晶矽层上方的导电物质层,该导电物质层与该N型复晶矽层形成欧姆接触,而与该第一闸极相对应的该第二闸极包括一P型复晶矽层和一在该P型复晶矽层上方的该导电物质层,该导电物质层与该P型复晶矽层形成欧姆接触。8.如申请专利范围第7项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,其中该第一纵列对应该第二纵列调整,藉以使得该第一汲极位元线和第二源极位元线同时形成,且该第二汲极位元线和第一源极字元线同时形成。9.一种高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,包括:复数条第一纵列,由复数个第一电晶体组成,每一该第一电晶体具有一第一汲极、一第一源极、及一第一闸极;复数条第二纵列,由复数个第二电晶体组成,每一该第二电晶体具有一第二汲极、一第二源极、及一第二闸极;其中该些第一电晶体的每一该第一闸极和其相对的该些第二电晶体的该第二闸极形成一连续字元线;且其中该些第一闸极至少有一第一电晶体的该第一闸极具有一第一工作函数,使该第一电晶体具有第一临界电压;并且其中该些第二闸极至少有一第二闸极具有一第二工作函数,使该第二电晶体具有一第二临界电压;该第一工作函数高于该第二工作函数一既定数値,使得该第一临界电压高于该第二临界电压约为一伏特。10.如申请专利范围第9项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,其中该些第一电晶体的该些第一汲极耦合成一第一汲极位元线,该些第一电晶体的该些第一源极耦合成一第一源极位元线;而该些第二电晶体的该些第二汲极耦合成一第二汲极位元线,该些第二电晶体的该第二源极耦合成一第二源极位元线。11.如申请专利范围第10项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,其中该第一纵列对应该第二纵列调整,藉以使得该第一汲极位元线和该第二源极位元线同时形成,亦使得该第二汲极位元线和该第一源极字元线同时形成。12.如申请专利范围第9项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,其中该些第一闸极至少一个具有一P型复晶矽层和一在该P型复晶矽层上方的导电物质层,该导电物质层与该P型复晶矽层形成欧姆接触,而与该第一闸极相对应的该第二闸极具有一N型复晶矽层和在该N型复晶矽层上方的该导电物质层,该导电物质层与该N型复晶矽层形成欧姆接触。13.如申请专利范围第12项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,其中该导电物质层可为高融点金属及矽之一组成。14.一种高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,形成于一矽基底,包括:一电压来源,提供一参考电压;一第一电晶体,具有一第一通道区及在该第一通道区上方的一第一闸极,该第一闸极包括一第一物质,其具有相对于该矽基底物质的一第一工作函数,而使该第一电晶体具有一第一临界电压;一第二电晶体,具有一第二通道区及在该第二通道区上方的一第二闸极,该第二闸极包含一第二物质,其具有相对于该矽基底物质的一第二工作函数,而使该第二电晶体具有一第二临界电压;其中当在该第一闸极施以该参考电压时,该第一电晶体成为逻辑上的ON状态;当在该第二闸极施以该参考电压时,该第二电晶体成为逻辑上的OFF状态。15.如申请专利范围第14项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体,其中该第一物质具有一N型复晶矽及该第二物质具有一P型复晶矽。16.一种在高密度可变工作函数光罩唯读记忆体的制造方法,包括下列步骤:(a)提供一矽基底,该基底覆盖一闸极氧化层,并在该闸极氧化层上方形成一复晶矽层;(b)在该矽基底上方形成一编码光罩,其中该编码光罩提供复数个在该光罩唯读记忆体的该些记忆单元位置的开放区域;(c)在该解码光罩的该些开放区域植入该复晶矽层;(d)移除该编码光罩;(e)在该复晶矽层的至少一部份上方形成一导电物质层;(f)蚀刻该导电物质层及该复晶矽层,以形成该些闸极。17.如申请专利范围第16项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体的制造方法,其中该导电物质层沈积在该复晶矽层上方,而在该导电物质层及复晶矽层形成的该些闸极都可在一连续的蚀刻程序完成。18.如申请专利范围第16项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体的制造方法中,更包括在该复晶矽层全面植入一第一导电类别的一第一掺杂源的步骤,并在该编码光罩的该些开放区域植入一第二导电类别的一第二掺杂源,而区域地改变该复晶矽层成为一第二导电类别。19.如申请专利范围第18项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体的制造方法中,其中该第一掺杂源可为硼,而该第二掺杂源可为砷及磷之一。20.如申请专利范围第17项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体的制造方法,其中该导电物质与该P型复晶矽层和该N型复晶矽层形成欧姆接触。21.如申请专利范围第20项所述之高密度可变工作函数光罩唯读记忆体的制造方法,其中该导电物质可为高融点金属和矽两者之一。图式简单说明:第一图系显示一种光罩唯读记忆体的部份概略等效电路图;第二图系显示一种光罩唯读记忆体的部份平面上视图;第三图系显示第二图中的光罩唯读记忆体具体实施例之部份剖面图;第四图系显示第二图中的光罩唯读记忆体另一具体实施例之部份剖面图;第五图系显示第二图中的光罩唯读记忆体一种光罩对准误差型态的平面上视图;第六图系显示第二图中的光罩唯读记忆体另一种光罩对准误差型态的平面上视图;第七图系根据本发明的特征的光罩唯读记忆体部份平面上视图;第八图至第十一图系显示随着不同组成物质、不同工作函数的闸极所产生场效电晶体的临界电压値;第十二图至第二十图系根据本发明的可变工作函数光罩唯读记忆体制程中,在不同阶段的部份剖面图;以及第二十一图系根据本发明所产生的可变工作函数光罩唯读记忆体的部份概略等效电路图。
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