具有环绕圈型浮动闸极之快闪记忆体记忆胞构造及其制造方法

摘要

本发明系有关于一种快闪记忆体记忆胞构造及其制造方法，尤指一种具有环绕圈型浮动闸极之快闪记忆体，可利用源极与浮动闸极间之电容耦合而在浮动闸极下方之基板形成通道，热电子则由此通道注入电子至浮动闸极，和从从浮动闸极释放电子至控制闸极，其主要系将其浮动闸极蚀刻成一横跨于基板汲极区、源极区、及两场隔离区间具镂空之环圈型态样，而绝缘介电层及控制闸极则可依序以自动对准方式叠设于浮动闸极及未被浮动闸极所覆盖之整个基板表面上，其中浮动闸极之顶侧系形成不被绝缘介电层之氮化矽膜覆盖的释放尖端，如此不仅可以自动对准方式来形成控制闸极而适用于高积集密度之小面积记忆胞构造，亦可藉由福勒诺德汉(FN)穿隧效应而从浮动闸极内释放电子至控制闸极，以有效提升抹除资料效率及可靠性者。

主权项

1.一种快闪记忆体记忆胞构造,其主要构造系包括有:一半导体基板,内设有一源极及一汲极;一具有中央镂空区域以呈现环状态样之浮动闸极,其部分区域分别覆叠于该源极及汲极表面上,并以一闸间氧化层与源极及汲极电性隔离,而其中央镂空位置可露出该基板;一第一氧化膜,位于该浮动闸极表面、浮动闸极中央及其外围所外露之基板表面;一氮化矽膜,紧邻浮动闸极侧边之第一氧化膜表面,而浮动闸极之顶侧则为无氮化矽膜覆盖之释放尖端;及一控制闸极,叠设于该第二氧化膜之表面。2.如申请专利范围第1项所述之快闪记忆体记忆胞构造,其中该浮动闸极之中央镂空位置这基板表面可包括有一垫氧化层。3.如申请专利范围第1项所述之快闪记忆体记忆胞构造,其中该源极之作用区域系大于汲极区域者。4.如申请专利范围第1项所述之快闪记忆体记忆胞构造,尚可包括有一第二氧化膜,形成于氮化矽膜及位于释放尖端上第一氧化膜之表面。5.如申请专利范围第1项所述之快闪记忆体记忆胞构造,其中该第一氧化膜及控制闸极系围绕于浮动闸极中央镂饯位置及其四周周边者。6.如申请专利范围第1项所述之快闪记忆体记忆胞构造,其中该第一氧化膜亦可直接覆盖于外围基板之闸间氧化层表面。7.一种快闪记忆体记忆胞构造之制造方法,其主要步骤系包括有:A.提供一半导体基板,并在基板表面上形成一垫氧化层及氮化矽层,并利用微影蚀刻及场氧化技术在基板内形成复数个场氧化隔离区;B.利用微影及蚀刻技术制定氮化矽层及垫氧化层图案,仅保留横跨于两场氧化隔离区间之部分氮化矽层及垫氧化层区块;C.形成一闸间氧化层于未被氮化矽层覆盖之基板表面,且于闸间氧化层表面形成一第一多晶矽层;D.利用非均向乾蚀刻技术制定第一多晶矽层及闸间氧化层图案,形成可围绕该氮化矽层之一环绕圈型态样浮动闸极;E.移除该氮化矽层及垫氧化层;并在浮动闸极及露出之基板表面形成一第一氧化膜;F.形成氮化矽膜于第一氧化膜表面,并制定及蚀刻该氮化矽膜之图案,而于浮动闸极之顶侧表成未被该氮化矽膜覆盖之释放尖端;G.于氮化矽膜及释放尖端顶侧之第一氧化膜表面上形成第二多晶矽层,且利用微影及蚀刻技术以制定第二多晶矽层图案,以形成一控制闸极;再利用离子布植方式在基板内分别形成一源极及汲极;及H.完成后续之接触窗程序。8.如申请专利范围第7项所述之制造方法,其中在步骤F后尚可包括下列步骤:形成第二氧化膜于氮化矽膜及释放尖端顶侧之第一氧化膜表面;而第二多晶矽层则形成于该第二氧化膜之表面。9.如申请专利范围第7项所述之制造方法,其中在步骤B亦可为下列步骤:利用微影及蚀刻技术制定氮化矽层图案,仅保留横跨于两场氧化隔离区间之部分氮化矽层区块,而垫氧化层则可取代步骤C之闸间氧化层。10.如申请专利范围第9项所述之制造方法,其中在步骤E中亦可为是下列步骤:移除该氮化矽层;并依序在浮动闸极及露出之垫氧化层表面形成一第一氧化膜。11.如申请专利范围第7项所述之制造方法,其中在步骤G中所蚀刻之控制闸极系围绕于浮动闸极中央缕空及其周边位置者。12.如申请专利范围第7项所述之制造方法,其中在步骤G中所布植之源极作用区域系大于汲极区域者。13.一种快闪记忆体记忆胞构造之制造方法,其主要步骤系包括有:A.提供一半导体基板;B.于基板表面依续形成一闸间氧化层及一多晶矽层;C.利用微影及非均向乾蚀刻技术制定第一多晶矽层及闸间氧化层图案,以在基板上形成一中央镂空位置可露出基板表面之环绕圈型浮动闸极;D.依序在浮动闸极表面及其中央和外围所露出之基板表面形成一第一氧化膜;E.形成氮化矽膜于第一氧化膜表面,并制定及蚀刻该氮化矽膜之图案,而于浮动闸极之顶侧形成未被该氮化矽膜覆盖之释放尖端;F.于氮化矽膜及释放尖端顶侧之第一氧化膜表面上形成第二多晶矽层,且利用微影及蚀刻技术以制定第二多晶矽层图案,以形成一控制闸极;G.利用离子布植方式在基板内分别形成一源极及汲极;及H.完成后续之接触窗程序。14.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中步聚D、E、F、G亦可以下列步骤取代:D1.利用离子布植方式在基板之两侧分别形成一源极及汲极;E1.依序在浮动闸极表面及其中央和外围所露出之基板表面形成一第一氧化膜;F1.形成氮化矽膜于第一氧化膜表面,并制定及蚀刻该氮化矽膜之图案,而于浮动闸极之顶侧形成未被该氮化矽膜覆盖之释放尖端;G1.于氮化矽膜及释放尖端顶侧之第一氧化膜表面上形成第二多晶矽层,且利用微影及蚀刻技术以制定第二多晶矽层图案,以形成一控制闸极。15.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中在步骤F后尚可包括下列步骤:形成第二氧化膜于氮化矽膜及释放尖端顶侧之第一氧化膜表面,而第二多晶矽层则形成于该第二氧化膜之表面。16.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中在步骤F中所蚀刻之控制闸极系围绕于浮动闸极中央镂空及其周边位置者。17.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中在步骤G中所布植之源极作用区域系大于汲极区域者。18.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中在步骤C及步骤D亦可为下列步骤:C1.利用微影及非均向乾蚀刻技术制定第一多晶矽层图案,以在闸间氧化层上形成一中央镂空部分可露出闸间氧化层表面之环绕圈型浮动闸极;D.依序在浮动闸极表面及其中央和外围所露出之闸间氧化层表面形成一第一氧化膜。图式简单说明:第一图:系习用堆叠闸极型快闪记忆体记忆胞之构造剖视图;第二图:系习用分离闸极型快闪记忆体记忆胞之构造剖视图;第三图A至第三图H:系本发明快闪记忆体记忆胞一较佳实施例之各流程剖视图;及第四图A至第四图C:系本发明如第三图所示快闪记忆体之部分步骤阵列结构示意图。