專利名稱：非揮發(fā)性記憶體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非揮發(fā)性記憶體(non-volatile memory, NVM)及其制造方法，特別是涉及于一種可以避免第二位元效應(yīng)(second bit effect)與程序化干擾(programdisturbance)的非揮發(fā)性記憶體及其制造方法。
背景技術(shù)：
非揮發(fā)性記憶體由于具有存入的資料在斷電后也不會消失的優(yōu)點，因此許多電器產(chǎn)品中必須具備此類記憶體，以維持電器產(chǎn)品開機時的正常操作。氮化物只讀記憶體(read only memory, ROM)為目前常見的一種非揮發(fā)性記憶體。在氮化物只讀記憶體的記憶胞中，利用由氮化物層所構(gòu)成的電荷捕捉結(jié)構(gòu)可儲存二位元的資料。一般來說，二位元的資料可分別儲存于電荷捕捉結(jié)構(gòu)中的左側(cè)(即左位元)或右側(cè)(即右位元)。然而，在氮化物只讀記憶體中存在著第二位元效應(yīng)，即當(dāng)對左位元進行讀取操作時會受到右位元的影響，或者當(dāng)對右位元進行讀取操作時會受到左位元的影響。此外，隨著記憶體尺寸逐漸縮小，記憶胞中的通道(channel)長度也隨之縮短，造成第二位元效應(yīng)更為顯著，因而影響了操作裕度(operation window)與元件效能。另外，由于記憶體尺寸逐漸縮小，記憶胞之間的間距也隨之縮短，因此相鄰的記憶胞在進行程序化操作時，也容易產(chǎn)生程序化干擾的問題。由此可見，上述現(xiàn)有的非揮發(fā)性記憶體在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直 未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品及方法又沒有適切的結(jié)構(gòu)及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的非揮發(fā)性記憶體及其制造方法，實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的的目的在于，克服現(xiàn)有的非揮發(fā)性記憶體存在的缺陷，而提供一種新的非揮發(fā)性記憶體的制作方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可以制造出能夠避免在操作時產(chǎn)生第二位元效應(yīng)與程序化干擾的非揮發(fā)性記憶體，非常適于實用。本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的非揮發(fā)性記憶體存在的缺陷，而提供一種新的非揮發(fā)性記憶體，所要解決的技術(shù)問題是使其可以避免在操作時產(chǎn)生第二位元效應(yīng)與程序化干擾，從而更加適于實用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種非揮發(fā)性記憶體的制造方法。此方法是在基底上形成具有突起部的第一氧化物層，在突起部二側(cè)的基底中形成一對摻雜區(qū)。并在突起部的側(cè)壁上形成一對電荷儲存間隙壁，且在第一氧化物層與電荷儲存間隙壁上形成第二氧化物層，并在第二氧化物層上形成導(dǎo)體層。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中所述的第一氧化物層的形成方法例如是先在基底上形成第一氧化物材料層。然后，在第一氧化物材料層上形成圖案化罩幕層。接著，以圖案化罩幕層為罩幕，移除部分第一氧化物材料層，以形成突起部。之后，移除圖案化
罩眷層。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中在移除部分第一氧化物材料層之后，未暴露出位于突起部二側(cè)的基底。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中在形成突起部之后以及在移除圖案化罩幕層之前，還包括以圖案化罩幕層為罩幕，進行離子植入工藝，以形成摻雜區(qū)。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中所述的電荷儲存間隙壁的形成方法例如是先在第一氧化物層上共形地形成電荷儲存材料層。之后，進行等向性蝕刻工藝，移除部分電荷儲存材料層。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中所述的電荷儲存間隙壁的形成方法例如是先在第一氧化物層上共形地形成電荷儲存材料層。然后，在電荷儲存材料層上形成第二氧化物材料層。之后，進行等向性蝕刻工藝，移除部分第二氧化物材料層與部分電荷儲存材料層。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中在形成突起部之后以及在移除圖案化罩幕層之前，還包括先于圖案化罩幕層與突起部的側(cè)壁上形成一對氮化物間隙壁。之后，以圖案化罩幕層與氮化物間隙壁為罩幕，進行離子植入工藝，以形成摻雜區(qū)。
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前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中在移除圖案化罩幕層時，同時移除氮化物間隙壁。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中所述的電荷儲存間隙壁的形成方法例如是先在第一氧化物層上共形地形成電荷儲存材料層。之后，進行等向性蝕刻工藝，移除部分電荷儲存材料層。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中在形成摻雜區(qū)之后以及在移除圖案化罩幕層之前，還包括形成第三氧化物層，以覆蓋圖案化罩幕層、氮化物間隙壁與第一氧化物層。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中移除圖案化罩幕層的方法例如是進行平坦化工藝，移除圖案化罩幕層、部分氮化物間隙壁與部分第三氧化物層，直到暴露出突出部，且形成電荷儲存間隙壁。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中在移除部分第一氧化物材料層之后，暴露出位于突起部二側(cè)的該基底。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中在形成突起部之后以及在移除圖案化罩幕層之前，還包括以圖案化罩幕層為罩幕，進行離子植入工藝，以形成摻雜區(qū)。前述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其中所述的電荷儲存間隙壁的形成方法包括例如是先在第一氧化物層上共形地形成第三氧化物層。然后，于第三氧化物層上共形地形成電荷儲存材料層。之后，進行等向性蝕刻工藝，移除部分電荷儲存材料層。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種非揮發(fā)性記憶體，其包括基底、電荷儲存結(jié)構(gòu)、第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)以及柵極。電荷儲存結(jié)構(gòu)配置于基底上。第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)分別配置于電荷儲存結(jié)構(gòu)二側(cè)的基底中。柵極配置于電荷儲存結(jié)構(gòu)上。電荷儲存結(jié)構(gòu)包括介電主體、第一電荷儲存間隙壁與第二電荷儲存間隙壁。第一電荷儲存間隙壁與第二電荷儲存間隙壁鏡像對稱地配置于介電主體中且彼此分離。第一電荷儲存間隙壁鄰近第一摻雜區(qū)，且第二電荷儲存間隙壁鄰近第二摻雜區(qū)。第一電荷儲存間隙壁與第二電荷儲存間隙壁分別為L形，且第一電荷儲存間隙壁的水平部分與第二電荷儲存間隙壁的水平部分彼此遠離延伸，或者第一電荷儲存間隙壁與第二電荷儲存間隙壁分別具有曲面或斜面，且第一電荷儲存間隙壁的曲面或斜面與第二電荷儲存間隙壁的曲面或斜面彼此遠離。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。前述的非揮發(fā)性記憶體，其中所述的第一電荷儲存間隙壁與第二電荷儲存間隙壁的材料例如為氮化物、多晶硅、高介電常數(shù)(high-k)材料、氧化鉿(HfxOy)、氮氧化鉿(HfOxNy)、氧化鋁(AlxOy)或氧化鉿鋁(HfxAlyOz) 前述的非揮發(fā)性記憶體，其中所述的第一電荷儲存間隙壁與第二電荷儲存間隙壁的厚度例如介于4 O人至8 O人之間。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明非揮發(fā)性記憶體及其制造方法至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明利用形成于氧化物突起部的側(cè)壁上的電荷儲存間隙壁來作為電荷儲存區(qū)域，因此可以有效地將電荷分別局限于電荷儲存間隙壁中，以避免在進行讀取操作時產(chǎn)生第二位元效應(yīng)，以及避免相鄰的記憶胞在進行程序化操作時產(chǎn)生程序化干擾的問題。此外，本發(fā)明可藉由調(diào)整用以形成電荷儲存間隙壁的電荷儲存材料層的厚度來控制電荷儲存間隙壁的尺寸，以避免造成電荷儲存間隙壁的尺寸過小而影響記憶體儲存電荷的能力。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種非揮發(fā)性記憶體及其制造方法。該非揮發(fā)性記憶體的制造方法是先在基底上形成具有突起部的第一氧化物層。然后，在突起部二側(cè)的基底中形成一對摻雜區(qū)。接著，在突起部的側(cè)壁上形成一對電荷儲存間隙壁。而后，在第一氧化物層與電荷儲存間隙壁上形成第二氧化物層。之后，在第二氧化物層上形成導(dǎo)體層。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1A至圖1D是依照本發(fā)明第一實施例所繪示的非揮發(fā)性記憶體的制作流程的剖面示意圖。圖2A至圖2C是依照本發(fā)明第二實施例所繪示的非揮發(fā)性記憶體的制作流程的剖面示意圖。圖3A至圖3D是依照本發(fā)明 第三實施例所繪示的非揮發(fā)性記憶體端點制作流程的剖面示意圖。圖4A至圖4D是依照本發(fā)明第四實施例所繪示的非揮發(fā)性記憶體的制作流程的剖面示意圖。圖5A至圖5E是依照本發(fā)明第五實施例所繪示的非揮發(fā)性記憶體的制作流程的剖面示意圖。10、20、30、40、50 :非揮發(fā)性記憶體100、200、300、400、500 :某底102、108、112、202、210、302、312、402、412、502、510、514 :氧化物層102a、202a、302a、402a、502a :突起部104、204、304、404、504 :圖案化罩幕層106、206、308、406、508 :摻雜區(qū)110、208、310、408a、506、512 :電荷儲存間隙壁114、212、314、414、516 :導(dǎo)體層306 :氮化物間隙壁408 電荷儲存材料層410 :氧化物材料層
具體實施方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的非揮發(fā)性記憶體及其制造方法其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、方法、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，應(yīng)當(dāng)可對本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。第一實施例圖1A至圖1D是依照本發(fā)明第一實施例所繪示的非揮發(fā)性記憶體的制作流程的剖面示意圖。首先，請參閱圖1A所示,在基底100上形成具有突起部102a的氧化物層102。氧化物層102的形成方法例如是先在基底100上形成氧化物材料層。氧化物材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在氧化物材料層上形成圖案化罩幕層104。圖案化罩幕層104覆蓋氧化物層102中欲形成突起部的區(qū)域。接著，以圖案化罩幕層104為罩幕，進行等向性蝕刻工藝，以移除部分氧化物材料層直到暴露出基底100而形成突起部102a。在本實施例中，由于未被圖案化罩幕層104覆蓋的氧化物層102皆被移除，因此保留下來的氧化物層102皆屬于突起部102a。然后，請參閱圖1B所示，以圖案化罩幕層104為罩幕，進行離子植入工藝，以在突起部102a(氧化物層102) 二側(cè)的基底100中形成摻雜區(qū)106。之后，移除圖案化罩幕層104。接著，請參閱圖1C所示，在基底100上共形地形成氧化物層108。氧化物層108的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。氧化物層108覆蓋了突起部102a(氧化物層102)與摻雜區(qū)106。然后，在突起部102a(氧化物層102)的側(cè)壁上形成一對電荷儲存間隙壁110。電荷儲存間隙壁110作為后續(xù)形成的記憶體中的電荷儲存區(qū)域。電荷儲存間隙壁110的形成方法例如是先在氧化物層108上共形地形成電荷儲存材料層。電荷儲存材料層的材料例如為氮化物、多晶硅、高介電常數(shù)材料、氧化鉿、氮氧化鉿、氧化鋁或氧化鉿鋁。電荷儲存材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。之后，進行等向性蝕刻工藝，移除部分電荷儲存材料層。由上述可知，電荷儲存間隙壁110的尺寸取決于電荷儲存材料層的厚度。換句話說，電荷儲存間隙壁110的尺寸可藉由調(diào)整電荷儲存材料層的厚度來控制。在本實施例中，電荷儲存材料層的厚度例如介于40人至80 A之間。如此一來，在對所形成的記憶體施加電壓之后，可以有效地將電荷儲存且局限于電荷儲存間隙壁110中。此外，由于電荷儲存材料層的厚度介于40人至80人之間，因此不會造成電荷儲存間隙壁Iio的尺寸過小而影響記憶體儲存電荷的能力。之后，請參閱圖1D所示，在氧化物層108與電荷儲存間隙壁110上形成氧化物層112。氧化物層112的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在氧化物層112上形成導(dǎo)體層114，以形成非揮發(fā)性記憶體10。導(dǎo)體層114的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。導(dǎo)體層114例如為多晶硅層。非揮發(fā)性記憶體10包括多個如虛線處所示的記憶胞，其中突起部102a (氧化物層102)、氧化物層108、一·對電荷儲存間隙壁110與氧化物層112構(gòu)成電荷儲存結(jié)構(gòu)(突起部102a、氧化物層108與氧化物層112可合稱為介電主體)，而位于電荷儲存結(jié)構(gòu)二側(cè)的摻雜區(qū)106分別作為源極區(qū)與漏極區(qū)，且導(dǎo)體層114作為柵極。在每一個記憶胞中，由于二個電荷儲存間隙壁110彼此分離開，因此可以有效地將電荷分別局限于左側(cè)的電荷儲存間隙壁110(即左位元)與右側(cè)的電荷儲存間隙壁110(即右位元)中，以避免在進行讀取操作時產(chǎn)生第二位元效應(yīng)。此外，由于電荷被局限于電荷儲存間隙壁110中，因此也可避免相鄰的記憶胞在進行程序化操作時產(chǎn)生程序化干擾的問題。第二實施例圖2A至圖2C是依照本發(fā)明第二實施例所繪示的非揮發(fā)性記憶體的制作流程的剖面示意圖。首先，請參閱圖2A所示,在基底200上形成具有突起部202a的氧化物層202。氧化物層202的形成方法例如是先在基底200上形成氧化物材料層。氧化物材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在氧化物材料層上形成圖案化罩幕層204。圖案化罩幕層204覆蓋氧化物層202中欲形成突起部的區(qū)域。接著，以圖案化罩幕層204為罩幕，進行等向性蝕刻工藝，以移除部分氧化物材料層但不暴露出基底200而形成突起部202a。然后，請參閱圖2B所示，以圖案化罩幕層204為罩幕，進行離子植入工藝，以在突起部202a 二側(cè)的基底200中形成摻雜區(qū)206。接著，移除圖案化罩幕層204。之后，在突起部202a的側(cè)壁上形成一對電荷儲存間隙壁208。電荷儲存間隙壁208作為后續(xù)形成的記憶體中的電荷儲存區(qū)域。電荷儲存間隙壁208的形成方法例如是先在氧化物層202上共形地形成電荷儲存材料層。電荷儲存材料層的材料例如為氮化物、多晶硅、高介電常數(shù)材料、氧化鉿、氮氧化鉿、氧化鋁或氧化鉿鋁。電荷儲存材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。之后，進行等向性蝕刻工藝，移除部分電荷儲存材料層。與第一實施例相同，電荷儲存間隙壁208的尺寸可藉由調(diào)整電荷儲存材料層的厚度來控制。在本實施例中，電荷儲存材料層的厚度例如介于40人至80人之間。如此一來，可避免造成電荷儲存間隙壁208的尺寸過小而影響記憶體儲存電荷的能力。之后，請參閱圖2C所示，在氧化物層202與電荷儲存間隙壁208上形成氧化物層210。氧化物層210的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在氧化物層210上形成導(dǎo)體層212，以形成非揮發(fā)性記憶體20。導(dǎo)體層212的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。導(dǎo)體層212例如為多晶娃層。非揮發(fā)性記憶體20包括多個如虛線處所示的記憶胞，其中氧化物層202、一對電荷儲存間隙壁208與氧化物層210構(gòu)成電荷儲存結(jié)構(gòu)(氧化物層202與氧化物層210可合稱為介電主體)，而位于電荷儲存結(jié)構(gòu)二側(cè)的摻雜區(qū)206分別作為源極區(qū)與漏極區(qū)，且導(dǎo)體層212作為柵極。與非揮發(fā)性記憶體10相同，在對非揮發(fā)性記憶體20的記憶胞進行讀取操作時可避免產(chǎn)生第二位元效應(yīng)，以及可避免相鄰的記憶胞在進行程序化操作時產(chǎn)生程序化干擾的問題。第三實施例圖3A至圖3D是依照本發(fā)明第三實施例所繪示的非揮發(fā)性記憶體的制作流程的剖面示意圖。首先，請參閱圖3A所示，在基底300上形成具有突起部302a的氧化物層302。氧化物層302的形成方法例如是先在基底300上形成氧化物材料層。氧化物材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在氧化物材料層上形成圖案化罩幕層304。圖案化罩幕層304覆蓋氧化物層302中欲形成突起部的區(qū)域。接著，以圖案化罩幕層304為罩幕，進行等向性蝕刻工藝，以移除部分氧化物材料層但不暴露出基底300而形成突起部302a。然后，請參閱圖3B所示，在圖案化罩幕層304與突起部302a的側(cè)壁上形成一對氮化物間隙壁306。氮化物間隙壁306的形成方法例如是先在氧化物層302上共形地形成氮化物材料層。之后，進行等向性蝕刻工藝，移除部分氮化物材料層。接著，以圖案化罩幕層304與氮化物間隙壁306為罩幕，進行離子植入工藝，以形成摻雜區(qū)308。在本實施例中，由于在形成摻雜區(qū)308時同時以圖案化罩幕層304與氮化物間隙壁306為罩幕來進行離子植入工藝，因此突起部302a 二側(cè)的摻雜區(qū)308之間可以具有較大的距離，進而可以避免后續(xù) 所形成的記憶體在操作過程中發(fā)生短通道效應(yīng)(short channeleffect)以及電荷擊穿(punch through)的現(xiàn)象而對元件效能造成影響。接著，請參閱圖3C所示，移除圖案化罩幕層304與氮化物間隙壁306。在本實施例中，圖案化罩幕層304與氮化物間隙壁306可同時被移除。然后，在突起部302a的側(cè)壁上形成一對電荷儲存間隙壁310。電荷儲存間隙壁310作為后續(xù)形成的記憶體中的電荷儲存區(qū)域。電荷儲存間隙壁310的形成方法例如是先在氧化物層302上共形地形成電荷儲存材料層。電荷儲存材料層的材料例如為氮化物、多晶硅、高介電常數(shù)材料、氧化鉿、氮氧化鉿、氧化鋁或氧化鉿鋁。電荷儲存材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。之后，進行等向性蝕刻工藝，移除部分電荷儲存材料層。與第一實施例相同，電荷儲存間隙壁310的尺寸可藉由調(diào)整所形成的電荷儲存材料層的厚度來控制。在本實施例中，電荷儲存材料層的厚度例如介于40人至80人之間。如此一來，可避免造成電荷儲存間隙壁310的尺寸過小而影響記憶體儲存電荷的能力。之后，請參閱圖3D所示，在氧化物層302與電荷儲存間隙壁310上形成氧化物層312。氧化物層312的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在氧化物層312上形成導(dǎo)體層314，以形成非揮發(fā)性記憶體30。導(dǎo)體層314的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。導(dǎo)體層314例如為多晶硅層。非揮發(fā)性記憶體30包括多個如虛線處所示的記憶胞，其中氧化物層302、一對電荷儲存間隙壁310與氧化物層312構(gòu)成電荷儲存結(jié)構(gòu)(氧化物層302與氧化物層312可合稱為介電主體)，而位于電荷儲存結(jié)構(gòu)二側(cè)的摻雜區(qū)308分別作為源極區(qū)與漏極區(qū)，且導(dǎo)體層314作為柵極。與非揮發(fā)性記憶體10相同，在對非揮發(fā)性記憶體30的記憶胞進行讀取操作時可避免產(chǎn)生第二位元效應(yīng)，以及可避免相鄰的記憶胞在進行程序化操作時產(chǎn)生程序化干擾的問題。此外，在非揮發(fā)性記憶體30中，由于源極區(qū)與漏極區(qū)之間具有較大的距離，因此可以避免在操作過程中發(fā)生短通道效應(yīng)以及電荷擊穿的現(xiàn)象。第四實施例圖4A至圖4D是依照本發(fā)明第四實施例所繪示的非揮發(fā)性記憶體的制作流程的剖面示意圖。首先，請參閱圖4A所示,在基底400上形成具有突起部402a的氧化物層402。氧化物層402的形成方法例如是先在基底400上形成氧化物材料層。氧化物材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在氧化物材料層上形成圖案化罩幕層404。圖案化罩幕層404覆蓋氧化物層402中欲形成突起部的區(qū)域。接著，以圖案化罩幕層404為罩幕，進行等向性蝕刻工藝，以移除部分氧化物材料層但不暴露出基底400而形成突起部402a。然后，請參閱圖4B所示，以圖案化罩幕層404為罩幕，進行離子植入工藝，以在突起部402a 二側(cè)的基底400中形成摻雜區(qū)406。接著，移除圖案化罩幕層404。而后，在氧化物層402上共形地形成電荷儲存材料層408。電荷儲存材料層408的材料例如為氮化物、多晶硅、高介電常數(shù)材料、氧化鉿、氮氧化鉿、氧化鋁或氧化鉿鋁。電荷儲存材料層408的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在電荷儲存材料層408上形成氧化物材料層410。氧化物材料層410的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。接著，請參閱圖4C所示，進行等向性蝕刻工藝，移除部分氧化物材料層410與部分電荷儲存材料層408，以在突起部402a的側(cè)壁上形成一對電荷儲存間隙壁408a。與第一實施例相同，電荷儲存間隙壁408a的尺寸可藉由調(diào)整所形成的電荷儲存材料層408的厚度來控制。在本實施例中，電荷儲存材料層408的厚度例如介于4O A至80人之間。如此一來，可避免造成電荷儲存間隙壁408a的尺寸過小而影響記憶體儲存電荷的能力。

之后，請參閱圖4D所示，在氧化物層402、電荷儲存間隙壁408a與剩余的氧化物材料層410上形成氧化物層412。氧化物層412的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在氧化物層412上形成導(dǎo)體層414，以形成非揮發(fā)性記憶體40。導(dǎo)體層414的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。導(dǎo)體層414例如為多晶硅層。非揮發(fā)性記憶體40包括多個如虛線處所示的記憶胞，其中氧化物層402、一對電荷儲存間隙壁408a、氧化物材料層410與氧化物層412構(gòu)成電荷儲存結(jié)構(gòu)(氧化物層402、氧化物材料層410與氧化物層412可合稱為介電主體)，而位于電荷儲存結(jié)構(gòu)二側(cè)的摻雜區(qū)406分別作為源極區(qū)與漏極區(qū)，且導(dǎo)體層414作為柵極。與非揮發(fā)性記憶體10相同，在對非揮發(fā)性記憶體40的記憶胞進行讀取操作時可避免產(chǎn)生第二位元效應(yīng)，以及可避免相鄰的記憶胞在進行程序化操作時產(chǎn)生程序化干擾的問題。第五實施例圖5A至圖5E是依照本發(fā)明第五實施例所繪示的非揮發(fā)性記憶體的制作流程的剖面示意圖。首先，請參閱圖5A所示，在基底500上形成具有突起部502a的氧化物層502。氧化物層502的形成方法例如是先在基底500上形成氧化物材料層。氧化物材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在氧化物材料層上形成圖案化罩幕層504。圖案化罩幕層504覆蓋氧化物層502中欲形成突起部的區(qū)域。接著，以圖案化罩幕層504為罩幕，進行等向性蝕刻工藝，以移除部分氧化物材料層但不暴露出基底500而形成突起部502a。
然后，請參閱圖5B所示，在圖案化罩幕層504與突起部502a的側(cè)壁上形成一對電荷儲存間隙壁506。電荷儲存間隙壁506的形成方法例如是先在氧化物層502上共形地形成電荷儲存材料層。電荷儲存材料層的材料例如為氮化物、多晶硅、高介電常數(shù)材料、氧化鉿、氮氧化鉿、氧化鋁或氧化鉿鋁。之后，進行等向性蝕刻工藝，移除部分電荷儲存材料層。 接著，以圖案化罩幕層504與電荷儲存間隙壁506為罩幕，進行離子植入工藝，以形成摻雜區(qū) 508。
與第三實施例相同，在本實施例中，突起部502a 二側(cè)的摻雜區(qū)508之間具有較大的距離，因此可以避免后續(xù)所形成的記憶體在操作過程中發(fā)生短通道效應(yīng)以及電荷擊穿的現(xiàn)象而對元件效能造成影響。
接著，請參閱圖5C所示，在氧化物層502上形成氧化物層510，以覆蓋圖案化罩幕層504、電荷儲存間隙壁506與氧化物層502。氧化物層510的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
而后，請參閱圖所示，移除圖案化罩幕層504。移除圖案化罩幕層504的方法例如是進行平坦化工藝(如化學(xué)機械研磨工藝)，移除圖案化罩幕層504、部分電荷儲存間隙壁506與部分氧化物層510，直到暴露出突出部502a，且在突出部502a的側(cè)壁上形成一對電荷儲存間隙壁512。
之后，請參閱圖5E所示，在氧化物層502與電荷儲存間隙壁512上形成氧化物層 514。氧化物層514的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，在氧化物層514上形成導(dǎo)體層516，以形成非揮發(fā)性記憶體50。導(dǎo)體層516的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。導(dǎo)體層516例如為多晶娃層。
非揮發(fā)性記憶體50包括多個如虛線處所示的記憶胞，其中氧化物層502、一對電荷儲存間隙壁512與氧化物層514構(gòu)成電荷儲存結(jié)構(gòu)(氧化物層502與氧化物層514可合稱為介電主體)，而位于電荷儲存結(jié)構(gòu)二側(cè)的摻雜區(qū)508分別作為源極區(qū)與漏極區(qū)，且導(dǎo)體層516作為柵極。與非揮發(fā)性記憶體10相同，在對非揮發(fā)性記憶體50的記憶胞進行讀取操作時可避免產(chǎn)生第二位元效應(yīng)，以及可避免相鄰的記憶胞在進行程序化操作時產(chǎn)生程序化干擾的問題。此外，在非揮發(fā)性記憶體50中，由于源極區(qū)與漏極區(qū)之間具有較大的距離， 因此可以避免在操作過程中發(fā)生短通道效應(yīng)以及電荷擊穿的現(xiàn)象。
在非揮發(fā)性 記憶體10、20、30、40、50的每一個記憶胞中，用以儲存電荷的二個電荷儲存間隙壁彼此分離且鏡像對稱地配置。此外，在非揮發(fā)性記憶體10、20、30的每一個記憶胞中，二個電荷儲存間隙壁分別具有曲面或斜面，且二個電荷儲存間隙壁的曲面或斜面彼此遠離。另外，在非揮發(fā)性記憶體40的每一個記憶胞中，二個電荷儲存間隙壁408a分別為L形，且二個L形的電荷儲存間隙壁408a中的水平部分彼此遠離延伸。
另外一提的是，在非揮發(fā)性記憶體40的電荷儲存間隙壁408a的制作過程中，在形成電荷儲存材料層408之后，在電荷儲存材料層408上形成了氧化物材料層410，然后才進行等向性蝕刻工藝來形成電荷儲存間隙壁408a，因此相比較于非揮發(fā)性記憶體10、20、30 的每一個記憶胞中的電荷儲存間隙壁，電荷儲存間隙壁408a可以具有較大的體積，且因此可讓所儲存的電荷更靠近摻雜區(qū)，以有效改善第二位元效應(yīng)和程序化干擾效應(yīng)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡`單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其包括以下步驟 在一基底上形成一第一氧化物層，該第一氧化物層具有一突起部； 在該突起部二側(cè)的該基底中形成一對摻雜區(qū)； 在該突起部的側(cè)壁上形成一對電荷儲存間隙壁； 在該第一氧化物層與該對電荷儲存間隙壁上形成一第二氧化物層；以及 在該第二氧化物層上形成一導(dǎo)體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中所述的第一氧化物層的形成方法包括 在該基底上形成一第一氧化物材料層； 在該第一氧化物材料層上形成一圖案化罩幕層； 以該圖案化罩幕層為罩幕，移除部分該第一氧化物材料層，以形成該突起部；以及 移除該圖案化罩幕層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中在移除部分該第一氧化物材料層之后，未暴露出位于該突起部二側(cè)的該基底。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中在形成該突起部之后以及在移除該圖案化罩幕層之前，還包括以該圖案化罩幕層為罩幕，進行離子植入工藝，以形成該對摻雜區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中該對電荷儲存間隙壁的形成方法包括 在該第一氧化物層上共形地形成一電荷儲存材料層；以及 進行等向性蝕刻工藝，移除部分該電荷儲存材料層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中該對電荷儲存間隙壁的形成方法包括 在該第一氧化物層上共形地形成一電荷儲存材料層； 在該電荷儲存材料層上形成一第二氧化物材料層；以及 進行等向性蝕刻工藝，移除部分該第二氧化物材料層與部分該電荷儲存材料層。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中在形成該突起部之后以及在移除該圖案化罩幕層之前，還包括 在該圖案化罩幕層與該突起部的側(cè)壁上形成一對氮化物間隙壁；以及 以該圖案化罩幕層與該對氮化物間隙壁為罩幕，進行離子植入工藝，以形成該對摻雜區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中在移除該圖案化罩幕層時，同時移除該對氮化物間隙壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中該對電荷儲存間隙壁的形成方法包括 在該第一氧化物層上共形地形成一電荷儲存材料層；以及 進行等向性蝕刻工藝，移除部分該電荷儲存材料層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中在形成該對摻雜區(qū)之后以及在移除該圖案化罩幕層之前，還包括形成一第三氧化物層，以覆蓋該圖案化罩幕層、該對氮化物間隙壁與該第一氧化物層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中移除該圖案化罩幕層的方法包括進行平坦化工藝，移除該圖案化罩幕層、部分該對氮化物間隙壁與部分該第三氧化物層，直到暴露出該突出部，且形成該對電荷儲存間隙壁。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中在移除部分該第一氧化物材料層之后，暴露出位于該突起部二側(cè)的該基底。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中在形成該突起部之后以及在移除該圖案化罩幕層之前，還包括以該圖案化罩幕層為罩幕，進行離子植入工藝，以形成該對摻雜區(qū)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的非揮發(fā)性記憶體的制造方法，其特征在于其中該對電荷儲存間隙壁的形成方法包括 在該基底上共形地形成一第三氧化物層； 在該第三氧化物層上共形地形成一電荷儲存材料層；以及 進行等向性蝕刻工藝，移除部分該電荷儲存材料層。
15.一種非揮發(fā)性記憶體，其特征在于其包括 一基底; 一電荷儲存結(jié)構(gòu)，配置于該基底上； 一第一摻雜區(qū)與一第二摻雜區(qū)，分別配置于該電荷儲存結(jié)構(gòu)二側(cè)的該基底中；以及 一柵極，配置于該電荷儲存結(jié)構(gòu)上， 其中該電荷儲存結(jié)構(gòu)包括一介電主體、一第一電荷儲存間隙壁與一第二電荷儲存間隙壁，該第一電荷儲存間隙壁與該第二電荷儲存間隙壁鏡像對稱地配置于該介電主體中且彼此分離，該第一電荷儲存間隙壁鄰近該第一摻雜區(qū)，且該第二電荷儲存間隙壁鄰近該第二摻雜區(qū)，其中該第一電荷儲存間隙壁與該第二電荷儲存間隙壁分別為L形，且該第一電荷儲存間隙壁的水平部分與該第二電荷儲存間隙壁的水平部分彼此遠離延伸，或者該第一電荷儲存間隙壁與該第二電荷儲存間隙壁分別具有曲面或斜面，且該第一電荷儲存間隙壁的曲面或斜面與該第二電荷儲存間隙壁的曲面或斜面彼此遠離。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非揮發(fā)性記憶體，其特征在于其中所述的第一電荷儲存間隙壁與該第二電荷儲存間隙壁的材料包括氮化物、多晶硅、高介電常數(shù)材料、氧化鉿、氮氧化鉿、氧化鋁或氧化鉿鋁。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非揮發(fā)性記憶體，其特征在于其中所述的第一電荷儲存間隙壁與該第二電荷儲存間隙壁的厚度介于40人至80人之間。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種非揮發(fā)性記憶體及其制造方法。該非揮發(fā)性記憶體的制造方法是先在基底上形成具有突起部的第一氧化物層。然后，在突起部二側(cè)的基底中形成一對摻雜區(qū)。接著，在突起部的側(cè)壁上形成一對電荷儲存間隙壁。而后，在第一氧化物層與電荷儲存間隙壁上形成第二氧化物層。之后，在第二氧化物層上形成導(dǎo)體層。同時本發(fā)明還提供了一種利用上述方法制造的非揮發(fā)性記憶體。本發(fā)明通過利用形成于氧化物突起部的側(cè)壁上的電荷儲存間隙壁來作為電荷儲存區(qū)域，因此可以有效地將電荷分別局限于電荷儲存間隙壁中，以避免在進行讀取操作時產(chǎn)生第二位元效應(yīng)，以及避免相鄰的記憶胞在進行程序化操作時產(chǎn)生程序化干擾的問題。
文檔編號H01L27/115GK103050444SQ20111031940
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者鄭致杰 申請人:旺宏電子股份有限公司