非挥发性存储器及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种非挥发性存储器，其包括栅极结构以及源极／漏极区。栅极结构配置于基底上。栅极结构包括一对浮置栅极、穿隧介电层、控制栅极以及栅间介电层。浮置栅极配置于基底上。穿隧介电层配置于每一个浮置栅极与基底之间。控制栅极配置于此对浮置栅极之间的基底上，且覆盖每一个浮置栅极的顶面与至少侧壁。栅间介电层配置于控制栅极与每一个浮置栅极以及穿隧介电层之间，以及配置于控制栅极与基底之间。源极／漏极区配置于栅极结构二侧的基底中。因此增加了控制栅极所覆盖的浮置栅极的面积，进而提高了控制栅极与浮置栅极之间的耦合率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种存储器及其制作方法，且特别是有关于一种非挥发性存储器(non-volatile memory)及其制作方法。
技术介绍
非挥发性存储器因具有可多次进行数据的存入、读取、抹除等特性，且存 入的数据在断电后也不会消失，因此被广泛应用于个人计算机和电子设备。然 而，随着半导体组件朝小型化逐渐发展，存储器的尺寸也随着线宽减少而縮小， 连带使得非挥发性存储器中的控制栅极(control gate)与浮置栅极(floating gate) 间的耦合率(coupling ratio)大幅降低。因此，为了增加控制栅极与浮置栅极间的耦合率，目前大多利用增加控制 栅极与浮置栅极间覆盖面积的方式来提高耦合率。图1为现有一种非挥发性存储器的剖面示意图。请参照图1，非挥发性存 储器包括基底100、栅极结构102与源极/漏极区104。栅极结构102配置于基 底100上。源极/漏极区104配置于栅极结构102二侧的基底100中。栅极结构 102由T形的控制栅极106、 一对浮置栅极108、穿隧介电层110以及栅间介电 层112所构成。浮置栅极108配置于基底IOO上。穿隧介电层110配置于浮置 栅极108与基底IOO之间。控制栅极106配置于二个浮置栅极108之间，且覆 盖每一个浮置栅极108的顶面与一个侧壁。栅间介电层112配置于控制栅极106 与浮置栅极108以及穿隧介电层110之间，以及配置于控制栅极106与基底100 之间。由于T形的控制栅极106与一般I型的控制栅极比较起来可以覆盖较大面 积的浮置栅极108，因此增加了控制栅极106与浮置栅极108之间的耦合率。然而，在上述的非挥发性存储器中，虽然借由T形的控制栅极来提高与浮 置栅极之间的耦合率，但是仍无法大幅提高耦合率以适应日后技术的发展。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的就是在提供一种非挥发性存储器的制作方法，可 以从3维方向的制程改善增加控制栅极与浮置栅极之间的覆盖面积。本专利技术的另一目的就是在提供一种非挥发性存储器，可以提高控制栅极与 浮置栅极之间的耦合率。本专利技术提出一种非挥发性存储器的制作方法，此方法是先于基底上依序形 成第一介电层与第一导体层。然后，于第一导体层、第一介电层与基底中形成隔离结构，以于基底的行方向(column direction)上定义出多个条状导体层与多 个条状介电层。而后，移除部分隔离结构，以暴露出每一个条状导体层的至少 部分侧壁。继而，将每一个条状导体层与每一个条状介电层图案化，以形成多 个栅极结构。随后，于基底上顺应性地形成第二介电层。然后，于第二介电层 上形成第二导体层。接着，将第二导体层图案化，以形成多个第三导体层，其 中每一个第三导体层位于行方向上的二个栅极结构之间的第二介电层上，以及 覆盖每一个栅极结构至少一部份的侧壁。然后，于行方向上第三导体层之间的 基底中形成源极/漏极区。之后，于第三导体层之间形成第三介电层。依照本专利技术所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的移除部分隔离结构 的方法例如为回蚀刻法。依照本专利技术所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的隔离结构的形成方 法例如是先于第一导体层、第一介电层与基底中形成沟渠。接着，于基底上形 成介电材料层。然后，进行平坦化制程，以移除部分介电材料层，直到暴露出 第一导体层。依照本专利技术所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的栅极结构的形成方 法例如是先于隔离结构上与每一个条状导体层的一部分上形成图案化光刻胶 层。然后，以图案化光刻胶层为罩幕，移除部分条状导体层与部分条状介电层。 之后，移除图案化光刻胶层。依照本专利技术所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的第二介电层的形成 方法例如为化学气相沉积法。依照本专利技术所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的第二介电层例如为氧化物层/氮化物层/氧化物层。依照本专利技术所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的第三导体层的形成 方法例如是先形成图案光刻胶层，此图案化光刻胶层覆盖行方向上二个栅极结 构之上与之间的第二导体层以及覆盖栅极结构周围的部分第二导体层。然后， 以图案化光刻胶层为罩幕，移除部分第二导体层。之后，移除图案化光刻胶层。依照本专利技术所述的非挥发性存储器的制作方法，上述在形成第二导体层之 后以及将第二导体层图案化之前，还可以将第二导体层平坦化。本专利技术另提出一种非挥发性存储器，其包括栅极结构以及源极/漏极区。栅 极结构配置于基底上。栅极结构包括一对浮置栅极、穿隧介电层、控制栅极以 及栅间介电层。浮置栅极配置于基底上。穿隧介电层配置于每一个浮置栅极与 基底之间。控制栅极配置于此对浮置栅极之间的基底上，且覆盖每一个浮置栅 极的顶面与围绕每一个浮置栅极的侧壁。栅间介电层配置于控制栅极与每一个 浮置栅极以及穿隧介电层之间，以及配置于控制栅极与基底之间。源极/漏极区 配置于栅极结构二侧的基底中。依照本专利技术所述的非挥发性存储器，上述的控制栅极例如完全覆盖每一个 浮置栅极。依照本专利技术所述的非挥发性存储器，上述的浮置栅极的材料例如为多晶娃。依照本专利技术所述的非挥发性存储器，上述的控制栅极的材料例如为多晶娃。依照本专利技术所述的非挥发性存储器，上述的穿隧介电层的材料例如为氧化物。依照本专利技术所述的非挥发性存储器，上述的栅间介电层的材料例如为氧化 物/氮化物/氧化物。本专利技术在形成控制栅极之前，先移除了一部分浮置栅极周围的隔离结构， 因此当后续形成控制栅极之后，控制栅极除了可以位于浮置栅极之间以及覆盖 浮置栅极的顶面之外，还可以覆盖浮置栅极至少一部份侧壁，以达到增加控制 栅极覆盖浮置栅极的面积的目的，进而提高控制栅极与浮置栅极之间的耦合 率。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式作详细说明，其中图1为现有一种非挥发性存储器的剖面示意图。图2A至图2F为依照本专利技术实施例所绘示的非挥发性存储器的制作流程俯 视图。图3A至图3F为沿图2A至图2F中I-I'剖面所绘示的非挥发性存储器的制作流程剖面图。图4A至图4F为沿图2A至图2F中II-II'剖面所绘示的非挥发性存储器的制作流程剖面图。主要组件符号说明100、200:基底102、210:栅极结构104:源极/漏极区106:控制栅极108:浮置栅极110:穿隧介电层112:栅间介电层202:隔离结构203:沟渠204:条状导体层204，、214、 218:导体层206:条状介电层206，、212、 220:介电层208、216:图案化光刻胶层具体实施例方式图2A至图2F为依照本专利技术实施例所绘示的非挥发性存储器的制作流程俯视图。图3A至图3F为沿图2A至图2F中I-I'剖面所绘示的非挥发性存储器的 制作流程剖面图。图4A至图4F为沿图2A至图2F中II-II'剖面所绘示的非挥 发性存储器的制作流程剖面图。首先，请同时参照图2A、图3A与图4A，提供基底200。基底200例如为 硅基底。然后，于基底200上依序形成介电层(未绘示)与导体层(未绘示)。介电 层的材料例如为氧化物，其形成方法例如为热氧化法。导体层的材料例如为多 晶硅，其形成方法例如为化学气相沉积法。接着，于导体层、介电层与基底200 中形成隔离结构202，以于基底200的行方向上定义出条状导体层204与条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非挥发性存储器的制作方法，其特征在于包括：　于一基底上依序形成一第一介电层与一第一导体层；　于该第一导体层、该第一介电层与该基底中形成一隔离结构，以于该基底的一行方向上定义多个条状导体层与多个条状介电层；　移除部分该隔离结构，以暴露出每一该些条状导体层的至少部分侧壁；　将每一该些条状导体层与每一该些条状介电层图案化，以形成多个栅极结构；　于该基底上顺应性地形成一第二介电层；　于该第二介电层上形成一第二导体层；　将该第二导体层图案化，以形成多个第三导体层，其中每一该些第三导体层位于该行方向上的二个栅极结构之间的该第二介电层上，以及覆盖每一该些栅极结构至少一部份的侧壁；　于该行方向上该些第三导体层之间的该基底中形成一源极／漏极区；以及　于该些第三导体层之间形成一第三介电层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖伟明，张明成，黄建章，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]