发明名称 非挥发性记忆体及其制造方法
摘要 一种非挥发性记忆体,其是由基底、金属闸极层、源极区与汲极区、穿隧介电层、电荷陷入层、阻挡介电层以及通道区所构成。金属闸极层设置于基底上。源极区与汲极区设置于金属闸极层两侧之基底中。穿隧介电层设置于金属闸极层与基底之间。电荷陷入层设置于穿隧介电层与金属闸极层之间,其中电荷陷入层系由多数个电荷陷入区块所构成,且这些电荷陷入区块系由一沟渠所分隔。阻挡介电层设置于电荷陷入层与金属闸极层之间,且填满电荷陷入层中之沟渠。通道区设置于电荷陷入层下方及源极区与汲极区之间的基底中。
申请公布号 TWI256726 申请公布日期 2006.06.11
申请号 TW094107440 申请日期 2005.03.11
申请人 旺宏电子股份有限公司 发明人 张国华
分类号 H01L27/115;H01L21/8247 主分类号 H01L27/115
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种非挥发性记忆体,该非挥发性记忆体包括: 一基底; 一金属闸极层,设置于该基底上; 一源极区与一汲极区,该源极区与该汲极区设置于 该金属闸极层两侧之该基底中; 一穿隧介电层,设置于该金属闸极层与该基底之间 ,该穿隧介电层之介电常数大于4; 一电荷陷入层,设置于该穿隧介电层与该金属闸极 层之间,其中该电荷陷入层系由多数个电荷陷入区 块所构成,且该些电荷陷入区块系由一沟渠所分隔 ,而形成一电荷陷入区块阵列,该电荷陷入区块阵 列从该源极区至该汲极区之方向系为列的方向,每 一列包括两个电荷陷入区块,每一行则包括n个(n为 正整数)电荷陷入区块; 一阻挡介电层,设置于该电荷陷入层与该金属闸极 层之间,且该阻挡介电层填满该电荷陷入层中之该 些沟渠;以及 一通道区,该通道区设置于该电荷陷入层下方及该 源极区与该汲极区之间的该基底中,该非挥发性记 忆体在未写入资料的状态下,同一列之该些电荷陷 入区块下方之该通道区具有相同启始电压,不同列 之该些电荷陷入区块则具有不同之启使电压。 2.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆体,其 中该穿隧介电层之材质包括氧化铝铪。 3.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆体,其 中该阻挡介电层之材质包括氧化铝。 4.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆体,其 中该金属闸极层之材质包括氮化矽钽。 5.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆体,其 中该电荷陷入层之材质包括氮化矽。 6.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆体,更 包括一导体层,设置于该金属闸极层上。 7.如申请专利范围第6项所述之非挥发性记忆体,其 中该导体层之材质包括矽化锗。 8.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆体,更 包括一金属矽化物层,设置于该金属闸极层与该源 极区与该汲极区上。 9.如申请专利范围第8项所述之非挥发性记忆体,其 中该金属矽化物层之材质包括矽化锗镍。 10.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆体, 其中该穿隧介电层、该电荷陷入层、该阻挡介电 层以及该金属闸极层构成一闸极结构。 11.如申请专利范围第10项所述之非挥发性记忆体, 更包括一间隙壁,设置于该闸极结构之侧壁。 12.一种非挥发性记忆体之制造方法,包括: 提供一基底; 于该基底上形成一穿隧介电层; 于该穿隧介电层上形成一电荷陷入层; 图案化该电荷陷入层,于该电荷陷入层中形成一沟 渠,该沟渠将该电荷陷入层分离成多数个电荷陷入 区块,该些电荷陷入区块形成一电荷陷入区块阵列 ,该电荷陷入区块阵列从一位元线至另一位元线之 方向系为列的方向,每一列包括两个电荷陷入区块 ,每一行则包括n个(n为正整数)电荷陷入区块; 于该电荷陷入层上形成一阻挡介电层,且该阻挡介 电层填满该电荷陷入层中之该沟渠; 于该阻挡介电层上形成一金属闸极层;以及 进行一启始电压调整步骤,使不同列之该些电荷陷 入区块下方之通道区具有不同之启始电压。 13.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆体 之制造方法,其中该穿隧介电层之材质包括氧化铝 铪。 14.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆体 之制造方法,其中形成该穿隧介电层之方法包括原 子层沈积法(Atomic Layer Depostion, ALD)。 15.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆体 之制造方法,其中形成该穿隧介电层之方法包括低 压化学气相沈积法。 16.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆体 之制造方法,其中形成该金属闸极层之方法包括反 应性溅镀法。 17.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆体 之制造方法,其中于形成该金属闸极层之后,更包 括在该金属闸极层、该源极区与该汲极区上形成 一金属矽化物层。 18.如申请专利范围第17项所述之非挥发性记忆体 之制造方法,其中该金属矽化物层之形成方法包括 : 于该基底上形成一导体层; 进行一微影蚀刻制程,移除该金属闸极层、该源极 区与该汲极区以外的区域上之导体层;以及 于该导体层上进行一自行对准矽化物制程。 19.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆体 之制造方法,其中该穿隧介电层、该电荷陷入层、 该阻挡介电层以及该金属闸极层构成一闸极结构 。 20.如申请专利范围第19项所述之非挥发性记忆体 之制造方法,更包括于形成该金属闸极层之后,于 该闸极结构之侧壁形成一间隙壁。 图式简单说明: 图1绘示为习知一种记忆胞之结构剖面图。 图2A所绘示为本发明一较佳实施例之一种非挥发 性记忆体的结构上视图。 图2B所绘示为图2A中沿A-A'线之一种非挥发性记忆 体的结构剖面图。 图2C所绘示为本发明另一实施例之一种非挥发性 记忆体的结构上视图。 图3A至图3G所绘示为依照本发明一实施例之一种非 挥发性记忆体之制造流程上视图。 图4A至图4G所绘示为图3A至图3G中沿B-B'线之制造流 程剖面图。
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