发明名称 具有双分离式非导电电荷捕捉嵌入物之电荷捕捉记忆元件的制造方法
摘要 一种具有双分离式非导电的电荷捕捉嵌入物之电荷捕捉记忆元件的制造方法,此结构有一矽基底与两个接面。在两个接面之间的基底上有一闸氧化层(GOX),且在GOX上有一多晶矽闸极。而且,矽基底上有一底氧化层(BOX),且沿着多晶矽闸极之底部与侧壁形成有一共形的顶氧化层(TOX)。位于GOX旁边、BOX与TOX之间有两个电荷捕捉嵌入物。各个电荷捕捉嵌入物之上至少被一部分的多晶矽闸极所覆盖。电荷捕捉嵌入物由非导电的电荷捕捉材料制成。此外,本发明亦揭露此种元件之制造方法。
申请公布号 TWI247389 申请公布日期 2006.01.11
申请号 TW093136702 申请日期 2004.11.29
申请人 旺宏电子股份有限公司 发明人 施彦豪
分类号 H01L21/8246 主分类号 H01L21/8246
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 1.一种记忆元件,包括: 一半导体基底; 一绝缘层,其具有氧化物之特性; 一第一与一第二嵌入物,其系由一非导电捕捉材料 所定义,该第一与该第二嵌入物与该绝缘层之一第 一侧侧与一第二侧相邻;以及 一多晶矽闸极,定义在该绝缘层以及至少一部分的 该第一与该第二嵌入物之上。 2.如申请专利范围第1项所述之记忆元件,更包括: 一第一与一第二氧化区块,其位于该第一与第二嵌 入物之侧边,覆盖该基底并紧邻该多晶矽闸极之侧 壁。 3.如申请专利范围第2项所述之记忆元件,更包括: 一多晶矽层定义在该多晶矽闸极与该第一与该第 二氧化区块之上。 4.如申请专利范围第3项所述之记忆元件,其中该多 晶矽层是一掺杂多晶矽层。 5.如申请专利范围第2项所述之记忆元件,其中该第 一与该第二氧化区块是高密度电浆氧化区块。 6.如申请专利范围第1项所述之记忆元件,其中该非 导电电荷捕捉材料系选自于氮化矽、氧化铝与铪 氧化物。 7.如申请专利范围第1项所述之记忆元件,其中该第 一与该第二电荷陷入捕捉嵌入物是被氧化物所包 围。 8.一种记忆元件的制造方法,包括: 提供一半导体基底; 在该基底上形成一绝缘层,且该绝缘层之材质为具 有氧化物之特性; 在该绝缘层之第一侧与第二侧形成多数个底切区 域; 在该些底切区域中形成一第一与一第二嵌入物,该 第一与第二嵌入物之材质具非导电电荷捕捉性质; 于该绝缘层上形成一闸极,该闸极至少部分重叠于 第一与第二嵌入物之上。 9.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,更包括:紧邻该第一与该第二嵌入物植入多数 个接面。 10.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,更包括: 沿着该多晶矽闸极之底部与侧壁成长形成一顶氧 化层(TOX);以及 在形成该些底切区域之后,于该基底之上再形成一 底层氧化层(BOX)。 11.如申请专利范围第10项所述之记忆元件的制造 方法,更包括: 于该第一、该第二嵌入物与该顶氧化层之间之顶 界面以及该第一、该第二嵌入物与该该底氧化层 之间之底部界面进行热处理。 12.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,更包括:于该基底顶部形成一高密度电浆氧化 区块,其紧邻闸极的侧壁且位于该第一与第二嵌入 物之一侧。 13.如申请专利范围第12项所述之记忆元件的制造 方法,更包括: 在该高密度电浆氧化区块与该闸极之上沉积一多 晶矽层;以及 在该多晶矽层上沈积一层钨金属矽化物。 14.如申请专利范围第13项所述之记忆元件的制造 方法,其中该多晶矽层为一掺杂杂质多晶矽层。 15.如申请专利范围第12项所述之记忆元件的制造 方法,更包括:以化学物质移除高密度电浆氧化区 块之顶部。 16.如申请专利范围第15项所述之记忆元件的制造 方法,该化学物质为一氢氟酸。 17.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,更包括:于该多晶矽闸极上形成一氮化矽区块 。 18.如申请专利范围第17项所述之记忆元件的制造 方法,更包括:在形成该第一与该第二嵌入物之后, 再以化学物质移除该氮化矽区块。 19.如申请专利范围第18项所述之记忆元件的制造 方法,该化学物质为一热磷酸。 20.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,该些底切区域是以一化学物质来形成的。 21.如申请专利范围第20项所述之记忆元件的制造 方法,该化学物质是一氢氟酸。 22.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,其中形成该第一与该第二嵌入物的方法包括: 在该闸极与该基底上沈积一共形的非导电电荷捕 捉材料层,以填入该些底切区域,该共形非导电电 荷捕捉材料层覆盖该闸极与该绝缘层;以及 氧化该共形非导电电荷捕捉材料层之外部,以形成 该第一与该第二嵌入物。 23.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,其中沈积该共形非导电电荷捕捉材料层的方法 采用低压化学气相沈积法或原子层气相沉积法。 24.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,其中该非导电电荷捕捉材料系选自于氮化物、 氧化铝、氧化铪所组成之族群。 25.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,其中该闸极是一多晶矽闸极。 26.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,更包括: 在该第一、该第二嵌入物与该绝缘层之界面进行 热处理。 27.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制方法 ,其中该第一与第二嵌入物之横向长度是等长或较 短于通道热电子注入或价带-价带热电洞注入之长 度。 28.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,其中该第一与第二嵌入物的位置系发生通道热 电子注入或价带-价带热电洞注入之处。 29.如申请专利范围第8项所述之记忆元件的制造方 法,其中形成该第一与第二嵌入物的方法包括: 在该闸极与该基底上沈积一共形非导电电荷捕捉 材料层,以填入该些底切区域,该共形非导电电荷 捕捉材料层覆盖该闸极与该绝缘层;以及 蚀刻该共形非导电电荷捕捉材料层的外部,以形成 该第一与该第二嵌入物。 30.如申请专利范围第29项所述之记忆元件的制造 方法,该沈积该共形非导电电荷捕捉材料层的方法 可采用一低压化学气相沈积法或一原子层气相沉 积法。 图式简单说明: 图1系根据本发明实施例所绘示之一种电荷捕捉记 忆元件的剖面图。 图2A-2I系绘示图1之一种电荷捕捉记忆元件的制造 方法流程图。 图3系绘示运用图2A-2I之方法所制造之具有九个电 荷捕捉记忆体元件之电荷捕捉记忆元件阵列结构 的俯视图。 图3A系绘示图3之电荷捕捉记忆元件阵列结构其A-A' 切线之剖面图。 图3B系绘示图3之电荷捕捉记忆元件阵列结构其B-B' 切线之剖面图。
地址 新竹市新竹科学工业园区力行路16号