非挥发性存储器装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种非挥发性存储器装置的制造方法。此方法包括形成沟槽穿过牺牲层且延伸至基板中，填入第一绝缘材料于沟槽中，以及通过注入工艺将掺质注入于第一绝缘材料中。之后，部分地移除第一绝缘材料，以形成第一凹口于牺牲层之间。第一凹口的最低点低于基板的顶表面。此方法包括填入第二绝缘材料于第一凹口中，以及移除牺牲层，以形成第二凹口相邻于第二绝缘材料。此方法包括形成第一多晶硅层于第二凹口中，以及依序形成介电层及第二多晶硅层于第一多晶硅层上。于第一多晶硅层上。于第一多晶硅层上。

【技术实现步骤摘要】
非挥发性存储器装置的制造方法


[0001]本专利技术有关于一种存储器装置，且特别有关于一种非挥发性存储器装置的制造方法。

技术介绍

[0002]在现有的快闪存储器的工艺中，在用以凹陷化旋涂式玻璃的湿法刻蚀中，位于不同位置的旋涂式玻璃可能会具有不同的刻蚀深度。换言之，此湿法刻蚀的均一性不佳，且造成旋涂式玻璃的高度彼此不同。在后续的刻蚀工艺中，突出于穿隧氧化物层的旋涂式玻璃可能会变形，进而导致后续形成的浮动栅极变形。如此一来，将降低存储器装置的效能、良率、操作一致性及数据保存能力。
[0003]随着工艺的微缩，位于浮动栅极之间的隔离结构通常具有高深宽比。因此，上述问题将变得更加严重。如何提高存储器装置的效能、良率、操作一致性及数据保存能力，成为本领域业者亟欲改善的项目。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种非挥发性存储器装置的制造方法，能够改善存储器装置的效能、良率、操作一致性及数据保存能力。
[0005]本专利技术的一实施例揭示一种非挥发性存储器装置的制造方法，包括：形成牺牲层于基板上，以及形成沟槽穿过牺牲层且延伸至基板中。此制造方法亦包括填入第一绝缘材料于沟槽中。此制造方法亦包括：进行注入工艺，以将掺质注入于第一绝缘材料中。此制造方法亦包括：在进行注入工艺之后，部分地移除第一绝缘材料，以形成第一凹口于牺牲层之间。第一凹口的最低点低于基板的顶表面。此制造方法亦包括：填入第二绝缘材料于第一凹口中，以及移除牺牲层，以形成第二凹口相邻于第二绝缘材料。此制造方法亦包括形成第一多晶硅层于第二凹口中。此制造方法亦包括：部分地移除第二绝缘材料，以使第二绝缘材料的顶表面低于第一多晶硅层的顶表面。此制造方法亦包括：形成介电层于第一多晶硅层上，以及形成第二多晶硅层于介电层上。
[0006]根据本专利技术实施例所提供的非挥发性存储器装置的制造方法，在刻蚀旋涂式玻璃之前，进行注入工艺将合适的掺质注入到旋涂式玻璃的表面中。在注入工艺之后，旋涂式玻璃中的一部分的硅
‑
氧键结断裂，进而使位于表面的旋涂式玻璃的分子量分布较为均匀。因此，可提高刻蚀工艺的均一性，并且避免旋涂式玻璃及浮动栅极的变形。如此一来，能够大幅提升存储器装置的效能、良率、操作一致性及数据保存能力。
附图说明
[0007]图1A至图1G为本专利技术一些实施例的非挥发性存储器装置在工艺各个阶段的剖面示意图。
[0008]图2为图1C中区域R的放大剖面示意图。
[0009]图3A及图3B绘示出比较例1及实施例1的非挥发性存储器装置的第一深度D1及最短距离T1的变异性的实验结果。
[0010]图4为本专利技术另一些实施例的非挥发性存储器装置在工艺阶段的剖面示意图。
[0011]附图标记：
[0012]100:非挥发性存储器装置
[0013]102:基板
[0014]104:穿隧氧化物层
[0015]105:第一凹口
[0016]106:牺牲层
[0017]108:绝缘衬层
[0018]112:第一绝缘材料
[0019]114:第二绝缘材料
[0020]115:第二凹口
[0021]122:第一多晶硅层(浮动栅极)
[0022]124:介电层
[0023]126:第二多晶硅层(控制栅极)
[0024]150:注入工艺
[0025]200:非挥发性存储器装置
[0026]D1:第一深度
[0027]H1:第一高度
[0028]H2:第二高度
[0029]H3:第三高度
[0030]R:区域
[0031]T1:最短距离
[0032]W1:第一宽度
[0033]W2:第二宽度
[0034]W3:第三宽度
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的上述和其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。再者，本专利技术的不同范例中可能使用重复的参考符号及/或用字。这些重复符号或用字为了简化与清晰的目的，并非用以限定各个实施例及/或所述结构之间的关系。
[0036]在此，「约」、「大约」的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即，在没有特定说明的情况下，仍可隐含「约」、「大约」的含义。
[0037]本专利技术提供一种非挥发性存储器装置的制造方法，图1A至图1G为本专利技术一些实施例的非挥发性存储器装置100在工艺各个阶段的剖面示意图。在一些实施例中，非挥发性存储器装置为NOR型快闪存储器。
[0038]请参照图1A，依序形成穿隧氧化物层104及牺牲层106于基板102上。在一些实施例中，基板102可为半导体基板。在一些实施例中，基板102的材料可包括硅、砷化镓、氮化镓、硅化锗、绝缘层上覆硅(silicon on insulator,SOI)、其他合适的材料或上述材料的组合。在一些实施例中，亦可在基板102中形成其他的结构，例如，掺杂区域(未绘示)。在本实施例中，基板102为硅基板。可通过热氧化工艺形成穿隧氧化物层104。牺牲层106可为氮化物、氮氧化物、碳化物或其他合适的绝缘材料。可通过沉积工艺形成牺牲层106，例如，化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺、其他合适的沉积工艺或上述的组合。在本实施例中，牺牲层106为氮化硅。
[0039]之后，进行图案化工艺，以形成穿过牺牲层106、穿隧氧化物层104且延伸至基板102中的多个沟槽。接着，顺应性地形成绝缘衬层108于上述多个沟槽中。绝缘衬层108可为由单一材料所形成的单层结构或由多种不同材料所形成的多层结构。在本说明书中，为了简化图式，在图1A至图1G所绘示的绝缘衬层108为单层结构。
[0040]在一些实施例中，绝缘衬层108为双层结构，在如此的实施例中，使用原位蒸汽产生法(in
‑
situ steam generation,ISSG)顺应性地形成第一氧化硅层于上述多个沟槽中，之后，使用高深宽比填沟工艺(high aspect ratio process,e
‑
HARP)顺应性地形成第二氧化硅层于第一氧化硅层上。在形成第一氧化硅层及第二氧化硅层之后，进行退火工艺，以提升绝缘衬层108的致密性。在如此的实施例中，第一氧化硅层具有极佳的均匀性与致密性。另一方面，第二氧化硅层可增加绝缘衬层108的厚度而不会消耗基板102中的硅原子，因此可保留较多的基板102的可用面积。在如此的实施例中，可增加基板102与后续的旋涂式玻璃之间的黏着性。此外，后续形成的第一绝缘材料112可能包括旋涂式玻璃(spin on glass,SOG)。旋涂式玻璃包括高分子等杂质。形成于第一绝缘材料112与穿隧氧化物层104之间的绝缘衬层108能够避免旋涂式玻璃直接接触穿隧氧化物层104，因而进一步改善非挥发性存储器装置100的良率。
[0041]接着，形成第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非挥发性存储器装置的制造方法，其特征在于，包括：形成一牺牲层于一基板上；形成一沟槽穿过该牺牲层且延伸至该基板中；填入一第一绝缘材料于该沟槽中；进行一注入工艺，以将一掺质注入于该第一绝缘材料中；在进行该注入工艺之后，部分地移除该第一绝缘材料，以形成一第一凹口于该牺牲层之间，其中该第一凹口的一最低点低于该基板的一顶表面；填入一第二绝缘材料于该第一凹口中；移除该牺牲层，以形成一第二凹口相邻于该第二绝缘材料；形成一第一多晶硅层于该第二凹口中；部分地移除该第二绝缘材料，使该第二绝缘材料的一顶表面低于该第一多晶硅层的一顶表面；形成一介电层于该第一多晶硅层上；以及形成一第二多晶硅层于该介电层上。2.如权利要求1所述的非挥发性存储器装置的制造方法，其特征在于，该掺质的原子量或分子量为30
‑
75。3.如权利要求1所述的非挥发性存储器装置的制造方法，其特征在于，该掺质包括磷、砷、氟或氟化硼。4.如权利要求1所述的非挥发性存储器装置的制造方法，其特征在于，该注入工艺的注入能量为0.1
‑
5.0keV。5.如权利要求1所述的非挥发性存储器装置的制造方法，其特征在于，该注入工艺的注入深度为10
‑
30nm。6.如权利要求1所述的非挥发性存储器装置的制造方法，其特征在于，在形成该第一凹口之后，该第一凹口的该最低点至该基板的该顶表面的距离为第一深度D1，该基板的该顶表面与该第一绝缘材料的一顶表面之间具有最短距离T1，且该最短距离T1相对于该第一深度D1的比率为1.5
‑
4。7.如权利要求1所述的非挥发性存储器装置的制造方法，其特征在于，在形成该...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建贤，林俊宏，蔡高财，蔡耀庭，
申请(专利权)人：华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：