发明名称 非挥发性记忆装置及其制造方法
摘要 一种非挥发性记忆装置,具有较少接触之自我对准阵列,且为三复晶矽,并由源极侧注入,并包括一金属覆盖字元线,包括:排列成列之具有第一、第二、与第三层复晶矽之复数个堆叠;一汲极区域,系位于每对复晶矽堆叠之二堆叠间,且此汲极区域系以自我对准之方式形成于该二堆叠之边缘间;以及一源极区,系利用形成在相邻二复晶矽堆叠间之侧壁间隔物以自我对准之方式形成,因此该源极区与二相邻之复晶矽堆叠对间之距离相等。
申请公布号 TW452941 申请公布日期 2001.09.01
申请号 TW088108372 申请日期 1999.11.20
申请人 布莱特微电子股份有限公司 发明人 马育耶;福本隆弘
分类号 H01L21/8247 主分类号 H01L21/8247
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种非挥发性记忆装置之制造方法,系适用于一矽基板上,包括下列步骤:(A)于该基板上沿着一列形成复数对堆叠,且各堆叠具有第一与第二层复晶矽,而该第一层复晶矽系与该基板绝缘,且该第二层复晶矽系与该第一层复晶矽绝缘;(B)于位于该等复晶矽堆叠之各对堆叠间之该基板中形成一汲极区,且各汲极区系以自我对准之方式形成于二堆叠之边缘;(C)于邻近每一复晶矽堆叠之边缘形成侧壁上之间隔物;以及(D)在相邻二对复晶矽堆叠间之该基板中形成一源极区,且每一源极区系以自我对准之方式形成于该氧化物间隔物之边缘。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中,该阵列系为一接触较少之阵列。3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中,在步骤(B)之后紧接着更包括(E)形成一组合层,由底部至顶部依序为高温氧化层/氮化层/复晶矽层于该记忆体单元之阵列上。4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中,更包括:(F)在步骤(D)之后利用一绝缘物质平坦化该阵列之表面区域。5.如申请专利范围第4项所述之方法,其中,更包括:(G)在步骤(F)之后选择性地自该单元列中移除该绝缘物质以直接于该单元之列上形成一沟槽。6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中,更包括:(H)在步骤(G)之后将ONP组合层转化成ONO组合层。7.如申请专利范围第6项所述之方法,其中,更包括:(I)在步骤(H)之后在相邻该复晶矽堆叠之边缘非等向性地蚀刻该ONO组合层以形成ONO侧壁间隔物。8.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,更包括:(J)在步骤(H)之后在复晶矽堆叠之列上成长一选择闸氧化层。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中,更包括:(K)在步骤(J)之后于复晶矽堆叠之列上形成一第三复晶矽层,且此第三复晶矽层系用以形成阵列之字元线。10.如申请专利范围第9项所述之方法,其中,更包括:(L)利用一层金属层覆盖该第三复晶矽层。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,该第一复晶矽层系形成该浮动闸极,该第二复晶矽层系形成该控制闸极,以及该第三复晶矽层系形成一控制闸极。12.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,步骤(A)更包括利用一矽化钨曾覆盖该第二金属层。13.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,于步骤(C)中之侧壁间隔物系由二氧化矽所形成。14.如申请专利范围第13项所述之方法,其中,于步骤(C)中之侧壁间隔物系利用非等向性蚀刻一氧化物层所形成。15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中,步骤(C)系利用氧化物填满每对复晶矽堆叠中之二堆叠间之空隙。16.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,在二相邻之该复晶矽堆叠对间之距离系大于二相邻之该复晶矽堆叠间之距离。17.如申请专利范围第16项所述之方法,其中,在二相邻之该复晶矽堆叠对间之距离系为二相邻之该复晶矽堆叠间之距离的三倍。18.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,该源极区在侧向上与二边复晶矽堆叠边缘间之距离相等。19.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,步骤(B)包括:(M)覆盖一光阻层于该相邻之复晶矽堆叠对间之矽基板区域;以及(N)植入砷离子于该暴露之矽基板区域中。20.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,步骤(J)系利用一热氧化制程而进行。21.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,该选择闸氧化层系包括一ONO组合薄层。22.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,步骤(H)系利用氧化该ONP组合层之传导复晶矽层以进行。23.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,于步骤(K)中并未使用光罩而以不均匀的方式回蚀刻一沈积于整个阵列表面之第三层复晶矽。24.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,步骤(A)系以传统之ETOX制程而进行。25.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,系利用化学机械研磨技术或是电阻回蚀刻制程以平坦化该阵列。26.如申请专利范围第10项所述之方法,其中,该记忆体单元系为分离闸极单元,且沿着各列之每二相邻之分离闸极单元系为其他之镜像。27.一种非挥发记忆装置,包括:于一基板上之由第一层与第二层复晶矽层形成之堆叠对组成之列,且该第一层复晶矽系与该基板绝缘,且该第二层复晶矽系与该第一层复晶矽绝缘;在该复晶矽堆叠对中之二相邻之堆叠间之该基板中之汲极区,且此汲极区系以自我对准之方式形成于该二堆叠之边缘间;在该相邻之复晶矽堆叠对间下方之基板中之一源极区,且此源极区系利用形成在相邻二复晶矽堆叠间之侧壁间隔物以自我对准之方式形成,因此该源极区与二相邻之复晶矽堆叠对间之距离相等;以及一位于该复晶矽堆叠上方之第三复晶矽层,但与该复晶矽堆叠绝缘,且此第三复晶矽层系于该阵列中形成一字元线。28.如申请专利范围第27项所述之装置,其中,更包括一相邻于该复晶矽堆叠之每一边缘之侧壁间隔物,其用以将该每一复晶矽堆叠之侧壁与该第三层复晶矽作绝缘。29.如申请专利范围第28项所述之装置,其中,在二相邻之该复晶矽堆叠对间之距离系大于二相邻之该复晶矽堆叠间之距离。30.如申请专利范围第29项所述之装置,其中,该记忆体单元系为分离闸极单元,且沿着各列之每二相邻之分离闸极单元系为其他之镜像。31.如申请专利范围第29项所述之装置,其中,在二相邻之该复晶矽堆叠对间之距离系为二相邻之该复晶矽堆叠间之距离的三倍。32.如申请专利范围第29项所述之装置,其中,更包括一层金属层用以覆盖该第三层复晶矽。33.如申请专利范围第32项所述之装置,其中,更包括一层矽化钨以覆盖该第二层复晶矽。34.如申请专利范围第29项所述之装置,其中,在该第二与第三层复晶矽间之该绝缘层系包括一氧化层/氮化层/氧化层组合薄层。35.如申请专利范围第29项所述之装置,其中,该由第一与第二层复晶矽所形成之该等复晶矽堆叠对系依据传统之ETOX制程而形成。36.如申请专利范围第29项所述之装置,其中,该汲极区系藉由于相邻之复晶矽堆叠对之间之区域覆盖一光阻层并植入砷离子于该暴露之矽基板中而形成。37.如申请专利范围第29项所述之装置,其中,该源极区系于相邻之各对复晶矽堆叠间透过一由氧化物侧壁间隔物所形成之开口植入砷离子而形成,因此该源极区系利用该侧壁间隔物以自我对准之方式形成。38.如申请专利范围第37项所述之装置,其中,在源极区域形成前,系于该氧化物侧壁间隔物与该复晶矽堆叠间形成一组合层,由底部至顶部依序为高温氧化层/氮化层/复晶矽层。39.如申请专利范围第38项所述之装置,其中,在沈积该第三层复晶矽之前,该氧化层/氮化层/复晶矽层顶部之该复晶矽层系转化为不具传导性。40.如申请专利范围第39项所述之装置,其中,该氧化层/氮化层/复晶矽层顶部之该复晶矽层系利用氧化该复晶矽层而使之转化成不具传导性。41.如申请专利范围第29项所述之装置,其中,该记忆体单元之该阵列在沈积该第三层复晶矽之前系先经一平坦化制程。42.如申请专利范围第41项所述之装置,其中,该字元线系藉由沈积该第三层复晶矽于形成在该复晶矽堆叠之列上经平坦化之阵列之沟槽内。43.如申请专利范围第41项所述之装置,其中,系利用化学机械研磨法或是回蚀刻制程用以平坦化该阵列。44.一种非挥发性记忆装置之制造方法,系适用于一矽基板上,包括下列步骤:(A)于该基板上沿着一列形成三堆叠S1.S2.S3,且各堆叠具有第一与第二层复晶矽,而该第一层复晶矽系与该基板绝缘,且该第二层复晶矽系与该第一层复晶矽绝缘;(B)于位于该复晶矽堆叠S1.S2之间之该基板中形成一汲极区,且各汲极区系以自我对准之方式形成于二堆叠S1.S2之边缘;(C)于邻近每一复晶矽堆叠之边缘形成侧壁上之间隔物;以及(D)在该二复晶矽堆叠S2.S3间之该基板中形成一源极区,且每一源极区系以自我对准之方式形成于该氧化物间隔物之边缘。45.如申请专利范围第44项所述之方法,其中,该阵列系为一接触较少之阵列。46.如申请专利范围第45项所述之方法,其中,在步骤(B)之后紧接着更包括(E)形成一组合层,由底部至顶部依序为高温氧化层/氮化层/复晶矽层于该记忆体单元之阵列上。47.如申请专利范围第46项所述之方法,其中,更包括:(F)在步骤(D)之后将该高温氧化层/氮化层/复晶矽层转化成氧化层/氮化层/氧化层;(G)非等向性蚀刻该氧化层/氮化层/氧化层组合层以于相邻复晶矽堆叠之边缘形成氧化层/氮化层/氧化层以作为氧化层/氮化层/氧化层侧壁间隔物;以及(H)于该复晶矽堆叠列上成长一选择闸氧化层。48.如申请专利范围第47项所述之方法,其中,更包括:(I)在步骤(H)之后于该复晶矽堆叠列上形成一第三层复晶矽;(J)利用一层金属层使覆盖于该第三复晶矽层上。49.如申请专利范围第44项所述之方法,其中,步骤(B)中包括:(K)覆盖一光阻层于该堆叠S2与S3间之矽基板区域;以及(L)植入砷离子于该堆叠S2与S3间之区域下方之矽基板中以形成汲极区。50.如申请专利范围第48项所述之方法,其中,步骤(A)系依据传统ETOX制程而进行。51.如申请专利范围第45项所述之方法,其中,在二相邻之该复晶矽堆叠S2与S3间之距离系大于二相邻之该复晶矽堆叠S1与S2间之距离。52.如申请专利范围第45项所述之方法,其中,在二相邻之该复晶矽堆叠S2与S3间之距离系为二相邻之该复晶矽堆叠S1与S2间之距离的三倍。53.一种非挥发记忆装置,包括:于一矽基板上之由第一层与第二层复晶矽层形成之三堆叠S1.S2与S3组成之列,且该第一层复晶矽系与该基板绝缘,且该第二层复晶矽系与该第一层复晶矽绝缘;在该复晶矽堆叠对中之二相邻之堆叠S1与S2间之该基板中之汲极区,且此汲极区系以自我对准之方式形成于该二堆叠之边缘间;在该相邻之复晶矽堆叠对S2.S3间下方之基板中之一源极区,且此源极区系利用形成在相邻二复晶矽堆叠S2.S3间之侧壁间隔物以自我对准之方式形成,因此该源极区与二相邻之复晶矽堆叠对间之距离相等;以及一位于该复晶矽堆叠上方之第三复晶矽层,但与该复晶矽堆叠绝缘,且此第三复晶矽层系于该阵列中形成一字元线。54.如申请专利范围第53项所述之装置,其中,更包括一相邻于该复晶矽堆叠之每一边缘之侧壁间隔物,其用以将该每一复晶矽堆叠之侧壁与该第三层复晶矽作绝缘。55.如申请专利范围第53项所述之装置,其中,在二相邻之该复晶矽堆叠S2与S3间之距离系大于二相邻之该复晶矽堆叠S1与S2间之距离。56.如申请专利范围第53项所述之装置,其中,在二相邻之该复晶矽堆叠S2与S3间之距离系为二相邻之该复晶矽堆叠S1与S2间之距离的三倍。57.如申请专利范围第55项所述之装置,其中,该记忆体单元系为分离闸极单元,且沿着各列之每二相邻之分离闸极单元系为其他之镜像。58.一种非挥发记忆装置之制造方法,系适用于一矽基板上,包括:(A)于该基板上形成由第一与第二复晶矽层组成之堆叠,且该第一层系与该基板绝缘,且该第二层系与该第一层绝缘;以及(B)形成一氮化层于邻近该等堆叠之边缘以保护该等堆叠之边缘,且此氮化层系与该堆叠之边缘绝缘。59.如申请专利范围第58项所述之方法,其中,更包括:(C)沈积一组合层,由底部至顶部依序为氧化层/氮化层/氧化层于该记忆体单元上;(D)非等向性蚀刻位于该组合物顶之氧化层;以及(E)蚀刻该氮化层。60.如申请专利范围第59项所述之方法,其中,步骤(B)更包括:(F)在步骤(E)之后蚀刻该组合物之底层。61.一种非挥发记忆体装置之制造方法,包括:一由第一与第二层复晶矽构成之堆叠,系位于该矽基板上,且该第一层系与该基板绝缘,该第二层系与该第一层绝缘;以及一氮化层,系邻近于该堆叠之边缘以保护该与该堆叠复晶绝缘之氮化层之边缘。62.如申请专利范围第61项所述之方法,其中,该氮化层系作为该组合物,由底部至顶部依序为氧化层/氮化层/氧化层之中间该层。63.如申请专利范围第62项所述之方法,其中,该氧化层/氮化层/氧化层组合层系为以邻近该堆叠之间隔物形式存在。图式简单说明:第一图A为习知之三复晶矽闸极,以及由源极注入电子之快闪记忆体单元的一列之截面图;第一图B系显示对应于第一图A之截面图之两列记忆体单元布局;第一图C系为依据第一图B所示之布局而显示之电路图;第二图A-第二图D系显示导致选择闸之"尖端效应"的制程步骤;第三图A-第三图E与第三图G-第三图L为依据本发明的一个实施例在成功的制造阶段下,记忆体单元的一列其采样部分的截面图;第三图F系对应制程步骤之布局图示,其中,沟槽210系形成于此氧化层中。第四图A-第四图D更清楚地显示于第三图J中之ONO间隔物600形成之步骤;以及第四图E更清楚地显示对应第三图K中之六复晶矽堆叠之任何一个复晶矽堆叠的截面图。
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