存储器结构及其制造方法技术

本公开提供一种存储器结构及其制造方法。存储器结构包括电荷捕捉层、第一氮氧化硅隧穿膜以及第二氮氧化硅隧穿膜。第一氮氧化硅隧穿膜在电荷捕捉层与第二氮氧化硅隧穿膜之间。第一氮氧化硅隧穿膜的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第一原子浓度比率为10％至50％。第二氮氧化硅隧穿膜的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第二原子浓度比率为1％至15％。第二氮氧化硅隧穿膜的氮原子的浓度小于第一氮氧化硅隧穿膜的氮原子的浓度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
存储器结构及其制造方法


[0001]本专利技术是有关于一种存储器结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]非易失性存储器装置在设计上有一个很大的特性是，当存储器装置失去或移除电源后仍能保存数据状态的完整性。目前业界已经提出许多不同型态的非易失性存储器装置。其中一个技术发展议题是使存储器装置具有更佳的存储单元数据保存性(data retention)。
[0003]公开内容
[0004]本公开有关于一种存储器结构及其制造方法。
[0005]根据本公开的一方面，提出一种存储器结构，其包括电荷捕捉层、第一氮氧化硅隧穿膜以及第二氮氧化硅隧穿膜。第一氮氧化硅隧穿膜在电荷捕捉层与第二氮氧化硅隧穿膜之间。第一氮氧化硅隧穿膜的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第一原子浓度比率为10％至50％。第二氮氧化硅隧穿膜的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第二原子浓度比率为1％至15％。第二氮氧化硅隧穿膜的氮原子的浓度小于第一氮氧化硅隧穿膜的氮原子的浓度。
[0006]根据本公开的另一方面，提出一种存储器结构的制造方法，其包括以下步骤。形成电荷捕捉层。形成第一氮氧化硅隧穿膜在电荷捕捉层上。使用自由基对第一氮氧化硅隧穿膜进行氧化工艺以形成第二氮氧化硅隧穿膜。
[0007]为了对本公开的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下：
附图说明
[0008]图1为一实施例中的存储器结构及其制造方法。
[0009]图2为示另一实施例中的存储器结构及其制造方法。
[0010]附图标记说明
[0011]102，302：存储器结构
[0012]104：电荷捕捉层
[0013]106：通道层
[0014]108，308：隧穿层
[0015]210：第一氮氧化硅隧穿膜
[0016]220：第二氮氧化硅隧穿膜
[0017]330：氧化硅隧穿层
[0018]t1：第一厚度
[0019]t2：第二厚度
具体实施方式
[0020]以下以一些实施例做说明。须注意的是，本公开并非显示出所有可能的实施例，未于本公开提出的其他实施方面也可能可以应用。再者，附图上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制。因此，说明书和腐乳内容仅作叙述实施例之用，而非作为限制本公开保护范围之用。另外，实施例中的叙述，例如细部结构、工艺步骤和材料应用等等，仅为举例说明之用，并非对本公开欲保护的范围做限制。实施例之步骤和结构各自细节可在不脱离本公开的精神和范围内根据实际应用工艺的需要而加以变化与修饰。以下是以相同/类似的符号表示相同/类似的元件做说明。
[0021]图1为一实施例中的存储器结构102的制造方法。形成第一氮氧化硅隧穿膜210在电荷捕捉层104上。形成第二氮氧化硅隧穿膜220在第一氮氧化硅隧穿膜210上。形成通道层106在第二氮氧化硅隧穿膜220上。隧穿层108包括氮氧化硅隧穿层，氮氧化硅隧穿层包括第一氮氧化硅隧穿膜210与第二氮氧化硅隧穿膜220。
[0022]第一氮氧化硅隧穿膜210实质上由硅原子、氧原子及氮原子构成。举例来说，第一氮氧化硅隧穿膜210可包括氮氧化硅(SiO
x
N
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)，例如SiON。第二氮氧化硅隧穿膜220可实质上由硅原子、氧原子及氮原子构成。
[0023]实施例中，第二氮氧化硅隧穿膜220是对第一氮氧化硅隧穿膜210进行自由基氧化工艺形成。如此，第二氮氧化硅隧穿膜220的势垒高度高于第一氮氧化硅隧穿膜210。实施例中，可将氢气(H
2 gas)与氧气(O2gas)导入反应腔室中，在例如温度约400℃至800℃的环境下进行氧化反应，产生水蒸气，以及氧自由基(O*)、氢氧自由基(OH*)、氢自由基(H*)。产生的自由基例如氢氧自由基(OH*)能够氧化反应腔室中的第一氮氧化硅隧穿膜210，从而形成第二氮氧化硅隧穿膜220在第一氮氧化硅隧穿膜210上。用以形成第二氮氧化硅隧穿膜220的氧化工艺也可包括湿法氧化工艺或干法氧化工艺。氧化工艺可以分批式的炉管机台，或单一晶圆式的工艺机台进行。第二氮氧化硅隧穿膜220的厚度、氧原子浓度分布、硅原子浓度分布、氮原子浓度分布等性质可通过氧化工艺参数做调变，例如反应气体流量比(gas flow rate ratio)、氧化工艺温度、氧化工艺时间等参数。
[0024]实施例中，第一氮氧化硅隧穿膜210的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第一原子浓度比率为10％至50％，也即，氧原子浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的比率为50％至90％。或者，第一氮氧化硅隧穿膜210的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第一原子浓度比率为15％至40％，也即，氧原子浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的比率为60％至85％。或者，第一氮氧化硅隧穿膜210的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第一原子浓度比率为20％至30％，也即，氧原子浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的比率为70％至80％。
[0025]实施例中，第二氮氧化硅隧穿膜220的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第二原子浓度比率为1％至15％，也即，氧原子浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的比率为85％至99％。或者，第二氮氧化硅隧穿膜220的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第二原子浓度比率为1％至10％，也即，氧原子浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的比率为90％至99％。或者，第二氮氧化硅隧穿膜220的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第二原子浓度比率为1％至5％，也即，氧原子浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的比率为95％至99％。
[0026]实施例中，第二氮氧化硅隧穿膜220的氮原子的浓度小于第一氮氧化硅隧穿膜210的氮原子的浓度。也就是说，第二氮氧化硅隧穿膜220的氧原子浓度大于第一氮氧化硅隧穿膜210的氧原子浓度。
[0027]实施例中，第二氮氧化硅隧穿膜220的氮原子的浓度沿远离电荷捕捉层104的方向D1逐渐变小。
[0028]实施例中，第二氮氧化硅隧穿膜220具有比第一氮氧化硅隧穿膜210更高的势垒高度(barrier height)，因此能提升存储器结构102的数据保存性。
[0029]第一氮氧化硅隧穿膜210具有第一厚度t1(平行于方向D1上的尺寸)，第二氮氧化硅隧穿膜220具有第二厚度t2。第一氮氧化硅隧穿膜210对于第二氮氧化硅隧穿膜220的厚度比值(也即，t1/t2)为大于1，或者大于1.5，或者大于2。
[0030]存储器结构102可包括栅极层与数据储存层。数据储存层例如包括阻挡层、电荷捕捉层104和隧穿层108。电荷捕捉层104可配置在阻挡层(未示出)与隧穿层108之间。阻挡层(氧化硅层，例如二氧化硅(SiO2))可配置在栅极层(未示出)与电荷捕捉层104之间。存储器结构102的存储单元可定义在栅极层(未示出)与通道层106(例如多晶硅等)之间的数据储存层中。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器结构，包括：一电荷捕捉层；一第一氮氧化硅隧穿膜；以及一第二氮氧化硅隧穿膜，其中该第一氮氧化硅隧穿膜在该电荷捕捉层与该第二氮氧化硅隧穿膜之间，该第一氮氧化硅隧穿膜的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第一原子浓度比率为10％至50％，该第二氮氧化硅隧穿膜的氮原子的浓度对于氧原子与氮原子的总浓度的第二原子浓度比率为1％至15％，该第二氮氧化硅隧穿膜的该氮原子的浓度小于该第一氮氧化硅隧穿膜的该氮原子的浓度。2.根据权利要求1所述的存储器结构，其中该第二氮氧化硅隧穿膜的该氮原子的浓度沿远离该电荷捕捉层的方向逐渐变小。3.根据权利要求1所述的存储器结构，还包括一通道层，其中该第二氮氧化硅隧穿膜在该第一氮氧化硅隧穿膜与该通道层之间。4.根据权利要求1所述的存储器结构，其中该第一氮氧化硅隧穿膜对于该第二氮氧化硅隧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亘亘，卢棨彬，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：