形成倍密式字符线的方法 【技术领域】
本发明涉及一种电可擦可编程只读存储器的制备技术，特别是一种形成倍密式字符线的方法，可降低字符线间的空间及线宽的宽度，可有效提高字符线的密度，借以在单位面积生产更多的存储器单元。
背景技术
在数字数据(digital information)的储存上，一般习惯以位来形容存储器的容量，存储器内每个用以储存数据的单元称为存储单元，每个存储单元皆有其特定的地址(address)，也就是存储单元是以一阵列(array)的方式排列，每一个行(column)与列(row)的组合代表一特定的存储单元地址。其中，位于同行或者同列的存储单元是以共同的导线加以串接，这些左右横向连接存储单元的导线称为字符线(word line)。
请参考图1a-图1b，图1a-图1b显示公知的电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read only memory，EEPROM)形成字符线的方法。
请参考图1a，首先，提供一半导体基底101，半导体基底101上形成有多个存储单元及其它相关组件，图式上并未标示存储单元及其它组件，以简单化本图式。于半导体基底101上依序形成一多晶硅层102、一钨金属硅化物WSi层103、及一具有开口105的图案化光阻层104；其中，开口105露出钨金属硅化物层103地部分表面；开口105的宽度约为0.18μm。
请参考图1b，以图案化光阻层104为蚀刻罩幕，依序对钨金属硅化物层103及多晶硅层102进行各向异性蚀刻至露出半导体基底101，以形成开口106；然后，将图案化光阻层104去除。如此一来，即形成字符线107a及107b，字符线107a及107b间以开口106相隔开来，且字符线107a、107b的宽度分别为0.14μm，而开口106的宽度与图案化光阻层104的开口105的尺寸相同。
因为光源及光阻层特性的限制，厚度不足的光阻层无法有效阻隔蚀刻源，厚度太厚的光阻层则接触窗尺寸不易控制，同时须避免光阻层倾倒，因此，字符线间的空间(space)及线宽(line)的比例无法太小，使得电可擦可编程只读存储器的字符线密度难以有效提升。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点而提供一种形成倍密式字符线的方法，用于制备电可擦可编程只读存储器，借由在既有的字符线罩幕间的空间中形成由氮化硅间隙壁及虚置多晶硅层组成的额外字符线罩幕的方法，有效降低字符线之间的空间及线宽，而使字符线的密度倍增。
本发明的目的可通过如下措施来实现：
一种形成倍密式字符线的方法，包括下列步骤：提供一半导体基底；在半导体基底上依序形成一多晶硅层、一第一绝缘层、一第一牺牲层、一第二绝缘层及一具有开口部的图案化光阻层，该开口部露出部分第二绝缘层；以光阻层为蚀刻罩幕，依序蚀刻第二绝缘层及第一牺牲层至露出第一绝缘层，以形成一第一字符线罩幕及一第二字符线罩幕以及设置于两者间的一开口；移除光阻层；在该开口的侧壁形成一间隙壁；在开口内填入一第二牺牲层；去除间隙壁、第二绝缘层及该间隙壁下的第一绝缘层，使第二牺牲层及其覆盖的第一绝缘层共同形成一第三字符线罩幕；及以第一字符线罩幕、第二字符线罩幕及第三字符线罩幕为蚀刻罩幕，蚀刻多晶硅层以分别形成一第一字符线、一第二字符线及一第三字符线。
本发明的目的还可通过如下措施来实现：
一种形成倍密式字符线的方法，包括下列步骤：提供一半导体基底，半导体基底上依序形成有一多晶硅层、一金属硅化物层、一氧化层、一第一虚置多晶硅层及一第一氮化层；在氮化层上形成一具有第一开口的图案化光阻层，开口露出部分该第一氮化层；以图案化光阻层为蚀刻罩幕，依序蚀刻第一氮化层及第一虚置多晶硅层至露出氧化层，以形成一第一字符线罩幕及一第二字符线罩幕以及设置于两者间的一第二开口；移除图案化光阻层；在第一字符线罩幕及第二字符线罩幕以及第二开口上顺应性形成一第二氮化层；对第二氮化层进行各向异性蚀刻以在第二开口的侧壁形成一间隙壁；在第一字符线罩幕及第二字符线罩幕以及第二开口上形成一第二虚置多晶硅层，第二虚置多晶硅层填满第二开口；对第二虚置多晶硅层进行回蚀刻步骤，以使第二虚置多晶硅层的高度低于间隙壁；去除间隙壁、第一氮化层及露出表面的氧化层，第二虚置多晶硅层及其覆盖的氧化层共同形成一第三字符线罩幕；及以第一字符线罩幕、第二字符线罩幕及第三字符线罩幕为蚀刻罩幕，依序蚀刻金属硅化物层及多晶硅层以分别形成一第一字符线、一第二字符线及一第三字符线。
本发明相比现有技术具有如下优点：
本发明提供形成字符线的方法，可不受光阻层特性的限制，利用虚置多晶硅层及绝缘层间隙壁的方法，在既成的字符线罩幕间的空间中增加一字符线罩幕，以额外形成一字符线，能够使字符线的密度倍增，进而有效提高单位面积下可生产的存储单元。
【附图说明】
图1a和图1b是采用公知的电可擦可编程只读存储器形成字符线的方法在形成字符线过程中的结构示意图；及
图2a至图2h是采用本发明的电可擦可编程只读存储器形成倍密式字符线的方法在形成字符线过程中的结构示意图。
【具体实施方式】
请参考图2a-图2h，显示采用本发明的电可擦可编程只读存储器形成倍密式字符线的方法在形成字符线过程中结构示意图。
请参考图2a，首先，提供一半导体基底201，半导体基底201上形成有多个存储单元(memory cell)及其它相关组件，图式上并未标示存储单元及其它组件，以简单化本图式。接着，于半导体基底201上依序形成一多晶硅层(poly)202、一金属层203、一绝缘层204、一作为牺牲层的第一虚置(dummy)多晶硅层205、一绝缘层206及一具有开口208的图案化光阻层207，开口208会露出部分的绝缘层206。其中，多晶硅层202的厚度约为1150至1250；金属层203例如是金属硅化物层如钨金属硅化物WSi，厚度约为1550至1650；绝缘层204的材质例如是氧化硅层SiO2，厚度约为750至850；第一虚置多晶硅层205的厚度约为950至1050；绝缘层206为氮化层，材质例如是氮化硅SiN，厚度约为250至350，且绝缘层206与绝缘层204的材质相异；开口208的宽度约为0.18μm。
请参考图2b，以图案化光阻层207为蚀刻罩幕，依序对绝缘层206及第一虚置多晶硅层205进行各向异性蚀刻(anisotropical etching)步骤至露出绝缘层204，以形成一第一字符线罩幕209a及一第二字符线罩幕209b以及设置于两者间的开口209c；然后，将图案化光阻层207去除。其中，各向异性蚀刻步骤例如是反应性离子蚀刻(reactive ion etching)或电浆蚀刻(plasmaetching)；第一字符线罩幕209a及第二字符线罩幕209b的宽度约为0.14μm。
请参考图2c，于第一字符线罩幕209a及一第二字符线罩幕209b以及设置于两者间的开口209c上顺应性形成一绝缘层210；其中，绝缘层210的厚度约为200，材质与绝缘层206相同，例如是氮化硅SiN。
请参考图2d，接着，对绝缘层210进行各向异性蚀刻步骤至露出绝缘层204，以在开口209c的侧壁上形成间隙壁210a。其中，各向异性蚀刻步骤例如是反应性离子蚀刻或电浆蚀刻。
请参考图2e，于第一字符线罩幕209a及一第二字符线罩幕209b以及形成有间隙壁210a的开口209c上顺应性形成一作为牺牲层的第二虚置多晶硅层211，且第二虚置多晶硅层211会填满开口209c。其中，第二虚置多晶硅层211的厚度约为2000。
请参考图2f，接着，对第二虚置多晶硅层211进行回蚀刻(etch back)步骤，至露出绝缘层206，并继续回蚀刻至形成一高度低于间隙壁210a的第二虚置多晶硅层211a。
请参考图2g，将绝缘层206及间隙壁210a移除后，并将露出表面的绝缘层204亦移除，以在第一字符线罩幕209a及第二字符线罩幕209b间的开口209c中形成一第三字符线罩幕209d，第三字符线罩幕209d由第二虚置多晶硅层211a及绝缘层204a共同形成；其中，第三字符线罩幕209d的宽度约为0.14μm，并且，第三字符线罩幕209d分别与第一字符线罩幕209a及第二字符线罩幕209b以200的空间相隔开来。
请参考图2h，以第一字符线罩幕209a、第二字符线罩幕209b及第三字符线罩幕209d为蚀刻罩幕，依序对金属层203及多晶硅层202进行各向异性蚀刻步骤至露出半导体基底201，以在半导体基底201上分别形成第一字符线212a、第二字符线212b及第三字符线212c，然后，将第一字符线罩幕209a、第二字符线罩幕209b及第三字符线罩幕209d去除；其中，各向异性蚀刻步骤例如是反应性离子蚀刻或电浆蚀刻。
第一字符线212a、第二字符线212b及第三字符线212c的宽度同样约为0.14μm，并且第一字符线212a、第二字符线212b及第三字符线212c间分别以200的空间相隔开来；如此一来，即在既有的字符线212a、212c间的空间209c中额外形成一字符线212b，且字符线212a、212b、212c间的空间213可不受光阻层特性的限制而减少至200。
本发明提供的在EEPROM形成字符线的方法，可不受光阻层特性的限制，利用虚置多晶硅层及绝缘层间隙壁的方法，在既成的字符线罩幕间的空间中增加一字符线罩幕，以额外形成一字符线，能够使字符线的密度倍增，进而有效提高单位面积下可生产的存储单元。