发明名称 非挥发性记忆胞及其制造方法以及其操作方法
摘要 一种非挥发性记忆胞,包括配置在基底上之一选择闸极,配置在选择闸极的一侧壁上之浮置闸极间隙壁,配置在选择闸极与浮置闸极间隙壁之间的闸间介电层,配置在浮置闸极间隙壁与基底之间的穿隧层,配置在浮置闸极间隙壁侧边的基底中之源极区,配置在选择闸极的另一侧壁之侧边的基底中之汲极区。
申请公布号 TWI270944 申请公布日期 2007.01.11
申请号 TW094117963 申请日期 2005.06.01
申请人 力晶半导体股份有限公司 发明人 郭辉宏;陈琮珑;许正源
分类号 H01L21/336(2006.01);H01L29/788(2006.01) 主分类号 H01L21/336(2006.01)
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胞的制造方法,包括: 提供一基底; 于该基底上形成一图案化之罩幕层,该图案化之罩 幕层具有一第一开口以及位于该第一开口侧边之 二第二开口; 至少于该第一开口表面形成一穿隧层; 于该第一开口侧壁形成一对导体间隙壁; 于该对导体间隙壁之间的该基底中形成一源极区; 于该第一开口与该些第二开口中填入多数个绝缘 层; 移除该图案化之罩幕层,以于该第一开口与该些第 二开口之该些绝缘层之间形成一第三开口与一第 四开口; 于该第三开口与该第四开口表面形成一闸间介电 层,以至少覆盖该对导体间隙壁之裸露的部分; 于该第三开口与该第四开口中分别填入一导体层; 移除该些第二开口中的该些绝缘层,而暴露出该导 体层之一侧壁; 于该导体层暴露的该侧壁形成一绝缘间隙壁;以及 于该绝缘间隙壁侧边的该基底中形成一汲极区。 2.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆胞的 制造方法,其中在于该绝缘间隙壁侧边的该基底中 形成该汲极区之后,更包括进行一金属矽化步骤, 以于该导体层顶面形成一矽化金属层。 3.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆胞的 制造方法,其中于该第一开口侧壁形成该对导体间 隙壁的方法包括: 于该基底上形成一导体材料层; 移除部分该导体材料层,而于该第一开口与该些第 二开口的侧壁形成多数对导体间隙壁; 于该基底上形成一图案化之光阻层,该图案化之光 阻层暴露出该些第二开口; 移除该些第二开口中的该些导体间隙壁;以及 移除该图案化之光阻层。 4.如申请专利范围第3项所述之非挥发性记忆胞的 制造方法,其中移除部分导体材料层的方法包括进 行一非等向性蚀刻制程。 5.如申请专利范围第3项所述之非挥发性记忆胞的 制造方法,其中移除该些第二开口中的该些导体间 隙壁的方法包括等向性蚀刻制程。 6.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆胞的 制造方法,其中于该第三开口与该第四开口表面形 成该闸间介电层的方法包括: 进行一清洗步骤;以及 进行一高温热氧化步骤(HTO)。 7.如申请专利范围第6项所述之非挥发性记忆胞的 制造方法,其中在该清洗步骤步骤之后,该绝缘层 系覆盖住部分的该对导体间隙壁,而使该对导体间 隙壁之顶角暴露出来。 8.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆胞的 制造方法,其中该对导体间隙壁的最高点低于该罩 幕层顶面。 9.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆胞的 制造方法,其中在于该绝缘间隙壁侧边的该基底中 形成该汲极区之后,更包括于该源极区与该汲极区 上分别形成一源极接触窗与一汲极接触窗。 10.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆胞的 制造方法,其中于该第一开口与该些第二开口中填 入该些绝缘层的方法包括: 于该基底上形成一绝缘材料层,该绝缘材料层填满 该第一开口与该些第二开口;以及 利用一化学机械研磨制程,移除该第一开口与该些 第二开口以外之该绝缘材料层。 11.如申请专利范围第1项所述之非挥发性记忆胞的 制造方法,其中于该第三开口与该第四开口中分别 填入该导体层的方法包括: 于该基底上形成一导体材料层,该导体材料层填满 该第三开口与该第四开口;以及 利用一化学机械研磨制程,移除该第三开口与该第 四开口以外之该导体材料层。 12.一种非挥发性记忆胞,包括: 一选择闸极,配置在一基底上; 一浮置闸极间隙壁,配置在该选择闸极的一侧壁上 ; 一闸间介电层,配置在该选择闸极与该浮置闸极间 隙壁之间; 一穿隧层,配置在该浮置闸极间隙壁与该基底之间 ; 一源极区,配置在该浮置闸极间隙壁侧边的该基底 中;以及 一汲极区,配置在该选择闸极的另一侧壁之侧边的 该基底中。 13.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆胞, 更包括一矽化金属层,配置在该选择闸极上。 14.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆胞, 更包括一绝缘间隙壁,配置在该汲极区与该选择闸 极之间,且位于该选择闸极的侧壁上。 15.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆胞, 其中该浮置闸极间隙壁的最高点低于该选择闸极 顶面。 16.如申请专利范围第15项所述之非挥发性记忆胞, 其中该选择闸极顶角系凸出至该浮置闸极间隙壁 的上方。 17.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆胞, 其中该选择闸极与该浮置闸极间隙壁的材质包括 掺杂多晶矽。 18.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆胞, 其中该闸间介电层的材质包括氧化矽或是氧化矽/ 氮化矽/氧化矽。 19.如申请专利范围第12项所述之非挥发性记忆胞, 其中该选择闸极、该浮置闸极间隙壁、该闸间介 电层、该穿隧层、该汲极区系构成一第一记忆胞, 且更包括一第二记忆胞以该第一记忆胞为镜像的 方式,配置于该基底上,而且该第一记忆胞与该第 二记忆胞共用该源极区。 20.一种非挥发性记忆胞的操作方法,该非挥发性记 忆胞至少包括配置在一基底上之一选择闸极,配置 在该选择闸极的一侧壁上之一浮置闸极间隙壁,配 置在该浮置闸极间隙壁侧边的该基底中之一源极 区,配置在该选择闸极的另一侧壁之侧边的该基底 中之一汲极区;该操作方法包括: 在进行一程式化操作时,于该源极区施加一第一电 压,于该选择闸极施加一第二电压,于该汲极区施 加一第三电压,于该基底施加一第四电压,以利用 源极侧注入效应(Source-Side Injection,SSI)程式化该浮 置闸极间隙壁。 21.如申请专利范围第20项所述之非挥发性记忆胞 的操作方法,其中该第一电压介于5至11伏特之间, 该第二电压介于1.0至2.0伏特之间,该第三电压为0 伏特,该第四电压为0伏特。 22.如申请专利范围第20项所述之非挥发性记忆胞 的操作方法,更包括: 在进行一抹除操作时,于该源极区施加一第五电压 ,于该选择闸极施加一第六电压,于该汲极区施加 一第七电压,于该基底施加一第八电压,以藉由穿 隧效应抹除储存于该浮置闸极间隙壁中的电荷。 23.如申请专利范围第22项所述之非挥发性记忆胞 的操作方法,其中该第五电压为0伏特,该第六电压 介于8至12伏特之间,该第七电压为0伏特,该第八电 压为0伏特。 24.如申请专利范围第20项所述之非挥发性记忆胞 的操作方法,更包括: 在进行一读取操作时,于该源极区施加一第九电压 ,于该选择闸极施加一第十电压,于该汲极区施加 一第十一电压,于该基底施加一第十二电压,以读 取储存于该浮置闸极间隙壁中的电荷。 25.如申请专利范围第24项所述之非挥发性记忆胞 的操作方法,其中该第九电压为0伏特,该第十电压 介于2至5伏特之间,该第十一电压介于1至3伏特之 间,该第十二电压为0伏特。 图式简单说明: 图1A至图1J绘示为依照本发明之一较佳实施例的一 种之非挥发性记忆胞的制造流程剖面示意图。 图2绘示为依照本发明之一较佳实施例的一种之具 有两个记忆胞之非挥发性记忆单元的剖面示意图 。
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