制造记忆体的方法、记忆装置及操作存取记忆装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术是有关于一种制造记忆体的方法、记忆装置及操作存取记忆装置的方法，是揭露一种具有至少一多阶记忆单元的记忆装置，以及每一多阶记忆单元被组设来储存ｎ个位元（而ｎ是一整数），其中该复数位元是储存至一电荷储存层，而藉由施加一电压来设定或重置该记忆单元的临界电压Ｖｔ至２↑［ｎ］阶层之一，来捕捉注射出的电荷载子。每一记忆单元可以程式化至一复数个２↑［ｎ］阶层之一，其中每一阶层代表ｎ个位元。本发明专利技术的制造记忆体的方法，尤其可以用来制造挥发性记忆体。本发明专利技术的新的记忆装置，尤其可以利用于挥发性记忆体。本发明专利技术的操作存取记忆装置的方法，可以用来操作上述的记忆装置，能够达成在记忆单元中储存多位元的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种记忆体的结构与其制造方法和操作方法，特别是涉及 一种。
技术介绍
动'态F逸才几存耳又i己'l'乙体(dynamic random access memory, DRAM， ？卩动'态 随机存取内存)是一主要半导体产品，其是应用在电脑核心记忆体与许多其 他电子消费装置中。动态随机存取记忆体记忆单元中两种常使用的布局设 计是平面记忆单元与堆叠记忆单元。在一平面记忆单元(本文中的单元，即 为胞，即记忆体的每一个储存单元称做记忆元或记忆胞(Cell ),胞即为单 元，以下均称为单元)结构中，该记忆单元是由该基板开始建构。该记忆单 元的电容是由位在该多晶硅记忆单元板与该基板之间的一介电二氧化硅层 所形成。在一堆叠记忆细单元结构中，该记忆单元如同该平面记忆单元是 由该基板开始建构。而该介电层是部分夹于两层多晶硅之间，以产生一大 面积的电容表面。请参阅图1所示，是一现有传统的平面电容动态随机存取记忆体的结 构示意图，是绘示现有习知技术的具有1位元记忆单元的一平面电容动态 随机存取记忆体100的示意图。该记忆体结构100,包含一金氧半(MOS)电 晶体101与一电容103。该记忆体结构100包含具有n+杂质扩散区域105 的一 p-型基板102。 一通道氧化物层104是形成在p-型基板102作为MOS 电晶体101的一源极105a与一漏极105b的n+杂质区域105之上。 一多晶 硅层106是形成在该通道氧化物层104之上。该多晶硅层的一第一部位106a 作为MOS电晶体101的一控制栅极(栅极即为闸极，本文均称为栅极)之 用。而该多晶硅层的一第二部位106b形成该储存电容103的部分。该记忆 结构可被配置在一个或多个阵列中。在此等配置中，每一电容103功能为 可4渚存一记忆位元的一记忆元件。每一 MOS电晶体101通过字元线、位元 线及感测放大器(未示)来控制该记忆储存元件的写入、抹除及读取，就如 同本领域技术人员所熟知。因为消费性电子产品密度增加的需求，记忆装 置有必要在记忆晶片中占更少的空间。然而，为了维持资料侦测和保留，在 该储存电容的大小上能有较少的着墨点，使得采用传统的动态随机存取记 忆体要增加密度是非常的困难。请参阅图2所示，是绘示一现有传统的绝缘层上覆硅(SOI)捕捉动态随机存取记忆体的结构示意图，是绘示现有习知技术的具有1位元记忆单元的一无电容绝缘层上覆硅(SOI)捕捉动态随机存取记忆体200的示意图。该记 忆结构200，包含一 p-型基板202。 一氧化物层204 (例如二氧化硅)形成 于该p-型基板202之上，以及一硅层206形成于该氧化物层204之上，已完 成该绝缘层上覆硅(SOI)(硅-绝缘-硅)多层结构。该硅层包含n+杂质扩散区 域205,而做为一源极205a与一漏极(本文中的漏极，即为汲极，以下均称 为漏极)205b之用。 一氧化物层208形成于该硅层206之上，以及一栅极氧 化物层210形成于该氧化物层208之上。而该栅极氧化物层210做为一控 制栅极之用。在操作上，施加控制电压于该控制栅极、源极和漏极，而从该 硅层206注射或移除电荷载子。该电荷是被捕捉在该硅层206，而不是 被储存在一储存电容。该硅层206 (或称浮动体)做为一电荷储存层之用。举 例来说，记忆装置200的该绝缘层上覆硅多层结构可以使用一氧气离子束 布植制程来形成一埋入的二氧化硅层。替代的方式，可以使用晶圓接合制 程或其他在现有习知技术中所熟知的方法之一来达成。该无电容绝缘层上 覆硅结构200比起图1所示的平面电容动态随机存取记忆体100需要更少 的空间，但仍是需要一种更简单的记忆结构制程。此外也因为消费性电子 产品密度增加的需求，需要对每一记忆单元可储存超过1位元资料的记忆 装置。请参阅图3所示，是绘示一快闪记忆装置的结构示意图，是绘示现有 习知技术的具有1位元记忆单元浮动栅极电性可抹除程式化只读记忆体 (EEPROM)快闪记忆体的一金属-氧化物-氮化物-氮化物-硅(MO丽S)记忆结 构300的示意图。该记忆结构300，包含具有n+杂质扩散区域303的一 p-型基板302,而该n+杂质扩散区域303做为一源极303a与一漏极303b之 用。 一第一氮化物层304 (例如氮化硅)形成在该p-型基板302之上。 一第 二氮化物层306 (例如氮化硅)形成在该第一氮化物层304之上。 一氧化物 层308形成在该第二氮化物层306之上。 一金属层310形成在该氧化物层 308之上。在操作上，该第二氮化物层306做为电荷捕捉及储存层之用，而该 第一氮化物层304仅做为一低阻障高度介电层之用。比起图2所示的无电 容绝缘层上覆硅(SOI)捕捉动态随机存取记忆体200,该MONNS快闪记忆体结 构300具有一更简单的制程。然而，却不适用于高速记忆体应用，例如动态 随机存取记忆体。此外，也因为消费性电子产品密度增加的需求，需要对 每一记忆单元可储存超过1位元资料的记忆装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的制造记忆体的方法，所要解决的技术 问题是使其尤其应用于挥发性记忆体，例如是动态随机记忆体，非常适于实用。本专利技术的另 一 目的在于提供一种新型结构的记忆装置，所要解决的技 术问题是使其尤其可以利用于挥发性记忆体，非常适于实用。本专利技术的还一目的在于，提供一种新的操作存取记忆装置的方法，所要 解决的技术问题是使其可以用来操作上述的新的记忆体，能够达成在记忆 单元中储存多位元的方法，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种制造记忆体的方法，其包括以下步骤 一基板； 一电荷储存层，形成于该基板之上与该基板直接接触； 一绝缘层，形成于该电荷储存层之上；以及一多晶硅层，形成于该绝缘层之上。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的制造记忆体的方法，其中所述的形成该电荷储存层包含由硅丰氮化物、氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、二氧化硅、氮化锗、氧化锗及氮氧化锗之一所形成。前述的制造记忆体的方法，其中所述的电荷储存层储存n个位元，而n 是一整数，该电荷储存层藉由施加一电压来设定或重置该记忆单元的临界 电压Vt至2阶层之一，来捕捉注射出的电荷载子。前述的制造记忆体的方法，其中所述多晶硅层是做为一控制栅极之用。前述的制造记忆体的方法，其中所述的绝缘层是做为防止电荷由该电 荷储存层流失之用。前述的制造记忆体的方法，其中所述的形成该绝缘层是包含由二氧化 硅、氮化硅、氧化铝及氧化铪之一层所形成。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据 本专利技术提出的一种记忆装置，其包含 一电荷储存层，形成于一导电性材料 的基板之上，并与导电性材料直接接触； 一绝缘层，形成于该电荷储存层之 上；以及一多晶硅层，形成于该绝缘层之上。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的记忆装置，其中所述的电荷储存层包含硅丰氮化物、氮化硅、氮 氧化硅、氧化硅、二氧化硅、氮化锗、氧化锗及氮氧化锗之一。前述的记忆装置，其中所述的电荷储存层储存n个位元，而n是一个 整数，该电荷储存层藉由施加一电压来设定或重置该记忆单元的临界电压 Vt至27介层之一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造记忆体的方法，其特征在于其包括以下步骤：　一基板；　一电荷储存层，形成于该基板之上与该基板直接接触；　一绝缘层，形成于该电荷储存层之上；以及　一多晶硅层，形成于该绝缘层之上。

【技术特征摘要】
US 2007-6-11 11/761,3441、一种制造记忆体的方法，其特征在于其包括以下步骤一基板；一电荷储存层，形成于该基板之上与该基板直接接触；一绝缘层，形成于该电荷储存层之上；以及一多晶硅层，形成于该绝缘层之上。2、 根据权利要求1所述的制造记忆体的方法，其特征在于其中所述 的形成该电荷储存层包含由硅丰氮化物、氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、二 氧化硅、氮化锗、氧化锗及氮氧化锗之一所形成。3、 根据权利要求1所述的制造记忆体的方法，其特征在于其中所述的 电荷储存层储存n个位元，而n是一整数，该电荷储存层藉由施加一电压 来设定或重置该记忆单元的临界电压Vt至2阶层之一，来捕捉注射出的电 荷载子。4、 根据权利要求1所述的制造记忆体的方法，其特征在于其中所述的 多晶硅层是做为一控制栅极之用。5、 根据权利要求1所述的制造记忆体的方法，其特征在于其中所述的 绝缘层是做为防止电荷由该电荷储存层流失之用。6、 根据权利要求1所述的制造记忆体的方法，其特征在于其中所述的 形成该绝缘层包含由二氧化硅、氮化硅、氧化铝及氧化铪之一层所形成。7、 一种记忆装置，其特征在于其包含一电荷储存层，形成于一导电性材料的基板之上，并与导电性材料直接 接触；一绝缘层，形成于该电荷储存层之上；以及 一多晶硅层，形成于该绝缘层之上。8、 根据权利要求7所述的记忆装置，其特征在于其中所述的电荷储存 层包含硅丰氮化物、氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、二氧化硅、氮化锗、氧 化锗及氮氧化锗之一。9、 根据权利要求7所述的记忆装置，其特征在于其中所述的电荷储存 层储存n个位元，而n是一整数，该电荷储存层藉由施加一电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昭谊，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]