專利名稱：利用遮蔽式鳥嘴改善高密度快閃記憶體穿隧氧化層邊緣電崩潰的方法
技術領域：
本發明涉及一種高密度快閃(flash)記憶體，更具體地說，涉及一種利用遮蔽式鳥嘴來改善高密度快閃記憶體穿隧氧化層邊緣電崩潰的方法。
背景技術：
集成電路制造技術發展的趨勢，主要在于電晶體的尺寸不斷縮小，因為縮小的元件能改善切換速度與元件消耗功率，電路的集成密度與功能也可提升。傳統的局部硅氧化(LOCalized Oxidation of Silicon；LOCOS)法受到鳥嘴(bird’s beak)效應與表面不平坦的限制，只能縮小至幾微米，因此，為了克服尺寸縮小的問題又發展出淺溝渠隔離(Shallow Trench Isolation；STI)技術以決解所面臨的問題。
典型的STI制程是在一硅基板上形成遮罩(mask)，以微影程序定義STI圖案后，利用遮罩蝕刻溝渠，之后在溝渠內填充一氧化物，并可選擇性地在填充氧化物以前在溝渠內先形成一氧化物(Liner oxide)。后續通常更換用化學機械研磨(Chemical-Mechanical Polishing；CMP)回蝕氧化物使其表面平坦化。接下來在元件區制作電晶體結構。
STI雖然能縮小元件的尺寸，然而，后續形成的穿隧氧化層在元件區的角落太過尖銳，使得局部電場增強進而引發邊緣電場效應造成崩潰。因此，如何提供一種能改善高密度快閃記憶體穿隧氧化層邊緣電崩潰的方法已迫在眉捷。
發明內容
本發明的主要目的在于提出一種利用遮蔽式鳥嘴改善高密度快閃記憶體穿隧氧化層邊緣電崩潰的方法。
本發明改善高密度快閃記憶體穿隧氧化層邊緣電崩潰的方法包括在基底上沉積一墊層后定義多個淺溝渠隔離及多個元件區，以墊層為遮罩蝕刻基底形成多個溝渠，在溝渠內成長襯氧化物延伸至元件區的邊緣形成初始鳥嘴，跟著沉積一氧化物填滿該多個溝渠，用化學機械研磨回蝕該氧化物，并以墊層作為研磨終止層，因而留下一平坦化表面，在移除墊層后，再次沉積氧化物覆蓋該STI氧化物，并蝕刻氧此物形成鳥嘴邊襯遮蔽初始鳥嘴，因而防止后續所形成的穿隧氧化層在元件區的角落部分太過尖銳。
下面將結合附圖對本發明中的具體實施例作進一步詳細說明。
圖1是在基底上形成墊氮化物及定義淺溝渠隔離圖案后的示意圖；圖2是蝕刻淺溝渠隔離的溝渠的示意圖；圖3是在溝渠中形成襯氧化物后的示意圖；圖4是在沉積高密度電漿氧化物后的示意圖；圖5是在經過化學機械研磨及移除墊氮化物后的示意圖；圖6是在高溫氧化物沉積后的示意圖；圖7是在蝕刻以形成鳥嘴邊襯后的示意圖；圖8是在沉積犧牲氧化物后的示意圖；圖9是在移除犧牲氧化物后的示意圖；以及圖10是在形成穿隧氧化層后的示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，首先在硅基底10上沉積一氮化物，跟著定義淺溝渠隔離的圖案及蝕刻該氮化硅物形成多個墊氮化物12。接著以墊氮化物12為遮罩蝕刻基底10形成多個溝渠14，如圖2所示。接下來在例如1100至1200℃下進行高溫氧化制程，如圖3所示，在溝渠14的表面形成襯氧化物15，此步驟將使得溝渠14的邊緣圓滑化，同時形成鳥嘴16侵入墊氮化物12下方的元件。跟著再使用例如在400至500℃高密度電漿氧化物18沉積填滿每一溝渠14，如圖4所示。接著以例如化學機械研磨回蝕氧化物18，此步驟以墊氮化物12作為蝕刻終止層，因而留下一平坦化表面，跟著去除墊氨化物12而露出元件區20，如圖5所示。跟著再度以例如在800至900℃下高溫氧化制程沉積一氧化物24覆蓋STI18及元件區20，如圖6所示，而且，在此高溫程序中，兩次沉積的氧化物18及24將熔合在一起成為氧化物25。然后蝕刻氧化物25使元件區20再次露出，此時氧化物25在元件區20邊緣的部分將形成鳥嘴邊襯26，如圖7所示，此鳥嘴邊襯26將對準并遮蔽鳥嘴16。此蝕刻氧化物25的步驟可以過度蝕刻，以去除元件區20中硅基底10表面的一厚度。不同地，也可在元件區20形成一犧牲氧化層28后，再去除該犧牲氧化層28，如圖8及圖9所示，該犧牲氧化層28的制備及移除是為了清除先前制程中殘留在元件區20上的物質。最后，在元件區20上形成一穿隧氧化層30，如圖10所示，由于在元件區20兩側的鳥嘴26覆蓋元件區20邊緣的彎角部分，故可防止穿隧氧化層30形成時因彎角而形成尖端。
以上對于本發明中的較佳實施例所作的敘述僅為闡明其目的，而并非限定本發明的保護范圍。因基于本發明實施例而作修改或變化是可能的，因此，在不脫離本發明的設計精神下可以對其作出等效的變化與修飾，因此，凡是在不脫離本發明的設計精神下所作出的等效變化與修飾，均應認為落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種利用遮蔽式鳥嘴改善高密度快閃記憶體穿隧氧化層邊緣電崩潰的方法，包括下列步驟在一基底上形成多個溝渠以隔離多個元件區；在多個溝渠中形成襯氧化物延伸至多個元件區的邊緣；沉積一第一氧化物填滿多個溝渠形成多個淺溝渠隔離；沉積一第二氧化物覆蓋多個淺溝渠隔離及元件區；蝕刻第二氧化物以形成多個鳥嘴邊襯在多個元件區的邊緣；以及形成穿隧氧化層在多個元件區。
2.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于所述形成多個溝渠的步驟包括下列步驟在基底上形成一墊氮化物；在該墊氮化物上定義多個淺溝渠隔離的圖案，以及以墊氧化物為遮罩蝕刻基底形成多個溝渠。
3.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于所述形成多個淺溝渠隔離的步驟包括下列步驟高密度電漿氧化物沉積所述第一氧化物；以及化學機械研磨該第一氧化物。
4.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于所述沉積第二氧化物的步驟包括高溫氧化物沉積。
5.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于更包括有下列步驟在形成多個鳥嘴后在多個元件區形成犧牲氧化物；以及；移除所述犧牲氧化物。
6.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于所述襯氧化物在多個元件區的邊緣形成多個初始鳥嘴。
7.根據權利要求6中所述的方法，其特征在于所述邊襯鳥嘴對準并遮蔽初始鳥嘴。
8.一種利用遮蔽式鳥嘴改善高密度快閃記憶體穿隧氧化層邊緣電崩潰的方法，包括下列步驟在一基底上沉積一墊氮化物；在該墊氮化物上定義一元件區及淺溝渠隔離的圖案；以墊氮化物為遮罩蝕刻基底形成一溝渠；在溝渠中形成一襯氧化物延伸至元件區的邊緣并侵入該墊氮化物下方形成一鳥嘴；沉積一第一氧化物填滿該溝渠并覆蓋氮化物；回蝕刻該第一氧化物；移除該墊氮化物；沉積一第一氧化物覆蓋該第一氧化物及元件區；蝕刻第二氧化物以形成鳥嘴邊襯在該元件區的邊緣；以及形成穿隧氧化層在該元件區。
9.根據權利要求8中所述的方法，其特征在于所述形成襯氧化物是使用1100至1200℃的高溫氧化法。
10.根據權利要求8中所述的方法，其特征在于所述沉積第一氧化物是使用高密度電漿氧化制程，其操作溫度在400至500℃。
11.根據權利要求8中所述的方法，其特征在于所述回蝕刻第一氧化物是使用化學機械研磨，并以墊氮化物為蝕刻終止層。
12.根據權利要求8中所述的方法，其特征在于所述沉積第二氧化物是使用高溫氧化沉積制程，其操作溫度在800至900℃。
13.根據權利要求12中所述的方法，其特征在于所述第一及第二氧化物熔合在一起。
14.根據權利要求8中所述的方法，其特征在于所述蝕刻第二氧化物過度蝕刻以去除該元件區中基底的表面一厚度。
15.根據權利要求8中所述的方法，其特征在于更包括下列步驟在形成多個鳥嘴后在該多個元件區形成犧牲氧化物；以及移除該犧牲氧化物。
全文摘要
本發明公開了一種利用遮蔽式鳥嘴改善高密度快閃記憶體穿隧氧化層邊緣電崩潰的方法，其是在元件區的邊緣形成鳥嘴邊襯，以防止后續形成的穿隧氧化層在元件區的角落太過尖銳使得局部電場增強，進而引發邊緣電場效應造成崩潰。
文檔編號H01L21/76GK1549323SQ03123679
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月14日 優先權日2003年5月14日
發明者楊云祺 申請人:旺宏電子股份有限公司