发明名称 氮化矽唯读记忆体及其制造方法
摘要 一种氮化矽唯读记忆体,此氮化矽唯读记忆体是由设置于基底上之控制闸极、设置于控制闸极两侧之基底的源极区与汲极区、设置于控制闸极与基底之间的电荷陷入层、设置于控制闸极与电荷陷入层之间的复合介电层与设置于电荷陷入层下方及源极区与汲极区之间的基底中的通道区所构成。在电荷陷入层上设置由氧化矽/氮化矽/氧化矽层组成之复合介电层,由于氮化矽隔离电荷陷入层与控制闸极之效果较氧化矽为佳,因此可以提升记忆体元件之可靠度。
申请公布号 TWI224857 申请公布日期 2004.12.01
申请号 TW092106744 申请日期 2003.03.26
申请人 旺宏电子股份有限公司 发明人 张国华
分类号 H01L27/112;H01L21/8246 主分类号 H01L27/112
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一;萧锡清 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种氮化矽唯读记忆体,该氮化矽唯读记忆体包 括: 一基底; 一控制闸极,该控制闸极设置于该基底上; 一电荷陷入层,该电荷陷入层设置于该控制闸极与 该基底之间; 一复合介电层,该复合介电层设置于该控制闸极与 该电荷陷入层之间,且该复合介电层包括氧化矽/ 氮化矽/氧化矽层; 一源极区与一汲极区,该源极区与该汲极区设置于 该电荷陷入层两侧之该基底中; 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;以及 一隔离区,该隔离区设置于该电荷陷入层中,且该 隔离区使该电荷陷入层分离成复数个电荷陷入区 块,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; 其中,该氮化矽唯读记忆体在未写入资料之状态下 ,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下方之 该通道区则具有不同之启始电压。 2.如申请专利范围第1项所述之氮化矽唯读记忆体, 其中更包括一穿隧氧化层,该穿隧氧化层设置于该 电荷陷入层与该基底之间。 3.如申请专利范围第1项所述之氮化矽唯读记忆体, 其中该电荷陷入层之材质包括氮化矽。 4.如申请专利范围第1项所述之氮化矽唯读记忆体, 其中该隔离区之材质包括氧化矽。 5.一种氮化矽唯读记忆体之制造方法,该方法包括 下列步骤: 提供一基底 于该基底上形成一氧化矽层; 于该氧化层上形成一电荷陷入层; 于该电荷陷入层中形成一隔离区,该隔离区使该电 荷陷入层分离成复数个电荷陷入区块,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; 在一反应室中,于该电荷陷入层上形成一复合介电 层; 图案化该复合介电层与该电荷陷入层,以暴露出预 定形成该些位元线之区域; 于该电荷陷入层两侧之该基底中形成该些位元线; 于该电荷陷入层上形成一控制闸极;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。 6.如申请专利范围第5项所述之氮化矽唯读记忆体 之制造方法,其中该电荷陷入层之材质包括氮化矽 。 7.如申请专利范围第5项所述之氮化矽唯读记忆体 之制造方法,其中于该导体层中形成该隔离区之方 法包括: 于该电荷陷入层上形成一图案化光阻层,该图案化 光阻层暴露预定形成该隔离区之区域; 进行一离子植入步骤,于预定形成该隔离区之区域 植入一掺质;以及 进行一回火制程,使该掺质与该电荷陷入层之矽反 应而形成该隔离区。 8.如申请专利范围第7项所述之氮化矽唯读记忆体 之制造方法,其中该离子植入步骤植入该导体层之 掺质包括氧离子。 9.如申请专利范围第8项所述之氮化矽唯读记忆体 之制造方法,其中氧离子之植入剂量包括11018原子 /平方公分至21018原子/平方公分左右。 10.如申请专利范围第8项所述之氮化矽唯读记忆体 之制造方法,其中氧离子之植入能量为20仟电子伏 特至80仟电子伏特左右。 11.如申请专利范围第8项所述之氮化矽唯读记忆体 之制造方法,其中该回火制程之温度包括950℃至 1150℃左右。 12.如申请专利范围第8项所述之氮化矽唯读记忆体 之制造方法,其中于该电荷陷入层两侧之该基底中 形成该些位元线之步骤之后与于该电荷陷入层上 形成该控制闸极之步骤之前更包括于该位元线上 形成一场氧化层。 13.如申请专利范围第5项所述之氮化矽唯读记忆体 之制造方法,其中在该反应室中,于该电荷陷入层 上形成该复合介电层之步骤包括: 将该基底置于该反应室中; 在该反应室内,于该电荷陷入层上形成一第一氧化 矽层; 在该反应室内,于该第一氧化矽层上形成一氮化矽 层;以及 在该反应室内,于该氮化矽层上形成一第二氧化矽 层。 14.如申请专利范围第13项所述之氮化矽唯读记忆 体之制造方法,其中在该反应室内,于该电荷陷入 层上形成该第一氧化矽层之方法包括即时蒸汽产 生制程。 15.如申请专利范围第13项所述之氮化矽唯读记忆 体之制造方法,其中在该反应室内,于该第一氧化 矽层上形成该氮化矽层之步骤包括将二氯矽烷与 氨气通入该反应室中,使二氯矽烷与氨气反应形成 该氮化矽层。 16.如申请专利范围第13项所述之氮化矽唯读记忆 体之制造方法,其中在该反应室内,于该氮化矽层 上形成该第二氧化矽层之步骤包括将二氯矽烷与 氧化亚氮通入该反应室中,使二氯矽烷与氧化亚氮 反应形成该第二氧化矽层。 17.一种氮化矽唯读记忆体之制造方法,该方法包括 下列步骤: 提供一基底 于该基底上形成一氧化矽层; 于该氧化层上形成一电荷陷入层; 于该电荷陷入层中形成一隔离区,该隔离区使该电 荷陷入层分离成复数个电荷陷入区块,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; 在一反应室中,于该电荷陷入层上形成一第一介电 层; 在该反应室内,通入一第一气体,以于该第一介电 层上形成一第二介电层; 在该反应室内,通入一第二气体,以于该第二介电 层上形成一第三介电层; 图案化该第三介电层、该第二介电层、该第一介 电层与该电荷陷入层,以暴露出预定形成该些位元 线之区域; 于该电荷陷入层两侧之该基底中形成该些位元线; 于该电荷陷入层上形成一控制闸极;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。 18.如申请专利范围第17项所述之氮化矽唯读记忆 体之制造方法,其中在该反应室内,于该电荷陷入 层上形成该第一介电层之方法包括即时蒸汽产生 制程。 19.如申请专利范围第17项所述之氮化矽唯读记忆 体之制造方法,其中该第一气体包括二氯矽烷与氨 气。 20.如申请专利范围第17项所述之氮化矽唯读记忆 体之制造方法,其中该第二气体包括二氯矽烷与氧 化亚氮。 21.如申请专利范围第17项所述之氮化矽唯读记忆 体之制造方法,其中该第一介电层包括氧化矽层。 22.如申请专利范围第17项所述之氮化矽唯读记忆 体之制造方法,其中该第二介电层包括氮化矽层。 23.如申请专利范围第17项所述之氮化矽唯读记忆 体之制造方法,其中该第三介电层包括氧化矽层。 图式简单说明: 第1A图所绘示为本发明一实施例之氮化矽唯读记 忆体之结构上视图; 第1B图所绘示为第1A图中沿A-A'线之结构剖面图; 第2A图与第2B图为分别绘示本发明另一实施例之氮 化矽唯读记忆体之结构上视图; 第3A图至第3G图所绘示为本发明之氮化矽唯读记忆 体的制造流程上视图;以及 第4A图至第4G图所绘示为第3A图至第3G图中沿B-B'线 之制造流程剖面图。
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