專利名稱：非易失性存儲(chǔ)單元、與非型非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲(chǔ)器及其制造方法，更特別地，涉及非易失性存儲(chǔ)單
元、NAND型非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法。
背景技術(shù)：
在各種存儲(chǔ)器產(chǎn)品中，具有可進(jìn)行多次數(shù)據(jù)存入、讀取、抹除等動(dòng)作， 且存入的數(shù)據(jù)在斷電后也不會(huì)消失的優(yōu)點(diǎn)的非易失性存儲(chǔ)器，已成為個(gè)人計(jì) 算機(jī)和電子設(shè)備所廣泛采用的 一種存儲(chǔ)元件。
另一方面，目前業(yè)界較常使用的非易失性存儲(chǔ)陣列包括或非(NOR)型 陣列結(jié)構(gòu)和與非(NAND)型陣列結(jié)構(gòu)。由于與非(NAND)型陣列的非易 失性存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)是使各存儲(chǔ)單元串接在一起，其集成度與面積利用率比或非 (NOR)型陣列的非易失性存儲(chǔ)器好，所以已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多種電子產(chǎn)品中。
然而，隨著集成電路的蓬勃發(fā)展，存儲(chǔ)器的橫向尺寸日益縮小，因此， 存儲(chǔ)器中的溝道長(zhǎng)度亦隨之縮小。如此一來，在操作非易失性存儲(chǔ)器時(shí)，在 不同偏壓下，更容易造成編程干擾(program disturb),而使存儲(chǔ)器被錯(cuò)誤寫 入，導(dǎo)致存儲(chǔ)器的可靠度(reliability)降低。 一般而言，藉由在存儲(chǔ)器的源 極/漏極區(qū)注入高濃度的4參雜劑可以減低熱載流子注入(hot carrier injection, IICI)問題，且改善存儲(chǔ)單元在編程(program)時(shí)的干擾問題。
但是，上述提高源極/漏極區(qū)的摻雜劑濃度的作法，會(huì)使得源極/漏極區(qū) 之間容易發(fā)生不正常的電性擊穿(punch through),如此將嚴(yán)重影響存儲(chǔ)元 件的電性表現(xiàn)。為了克服電性擊穿的問題，典型的方法是需進(jìn)行環(huán)狀注入 (halo implantation )等抗擊穿注入工藝。不幸的是，當(dāng)使用環(huán)狀注入技術(shù)來 制造存儲(chǔ)器時(shí)，元件的可靠度也會(huì)相對(duì)降低。
由此可知，在目前元件小型化的趨勢(shì)下，如何在有限的空間中兼顧元件 的集成度和元件可靠度，將是各界研究的重點(diǎn)之一
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種非易失性存儲(chǔ)單元、NAND型非易失性存儲(chǔ) 器及其制造方法，能夠獲得較淺的接面深度，且可避免已知的種種問題以及
提高元件可靠度。
本發(fā)明提出一種非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法。首先，在基底上依序形 成絕緣層、第一導(dǎo)體層、柵間絕緣層、第二導(dǎo)體層以及硬掩模層。然后，圖 案化硬掩模層、第二導(dǎo)體層、柵間絕緣層和第一導(dǎo)體層，以形成堆疊柵極結(jié) 構(gòu)。之后，移除堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩旁的基底上的絕緣層，直至曝露出基底表面。 隨后，在所曝露出的基底上形成外延材料層。接著，進(jìn)行離子注入工藝，于 基底中形成摻雜區(qū)，以及使外延材料層轉(zhuǎn)變成摻雜外延材料層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，上述外延材料 層的形成方法例如是進(jìn)行選擇性外延生長(zhǎng)工藝。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，上述移除部分 絕緣層直至曝露出基底表面的方法例如是進(jìn)行回蝕刻工藝。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，上述氧化層的 形成方法例如是進(jìn)行再氧化工藝。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，在堆疊柵極結(jié) 構(gòu)形成之后，以及移除部分絕緣層之前，還包括在堆疊柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成 氣化層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，在移除部分絕 緣層之后、形成外延材料層之前，還包括進(jìn)行預(yù)清潔步驟。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，上述第 一導(dǎo)體 層的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，上述第二導(dǎo)體 層的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，上述第二導(dǎo)體 層例如是由導(dǎo)體材料層與金屬硅化物層組成。
本發(fā)明還提出一種非易失性存儲(chǔ)單元，其包括基底、堆疊柵極結(jié)構(gòu)、絕 緣層以及摻雜外延材料層。其中，堆疊柵極結(jié)構(gòu)配置在基底上。此堆疊柵極 結(jié)構(gòu)例如從基底往上依序包括第一導(dǎo)體層、柵間絕緣層、第二導(dǎo)體層和硬掩 模層。另外，絕緣層配置在基底、氧化層與堆疊柵極結(jié)構(gòu)之間。摻雜外延材 料層配置在堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底上。摻雜區(qū)配置在摻雜外延材料層下方的基底中。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元，還包括氧化層，配置在堆 疊柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元，上述第一導(dǎo)體層的材質(zhì)例
如是摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元，上述第二導(dǎo)體層的材質(zhì)例
如是摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的非易失性存儲(chǔ)單元，上述第二導(dǎo)體層例如是由 導(dǎo)體材料層和金屬硅化物層組成。
本發(fā)明又提出一種NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法。首先，提供 基底，基底具有選擇柵極區(qū)域。然后，在基底上依序形成絕緣層、第一導(dǎo)體 層、柵間絕緣層。接著，移除選擇柵極區(qū)域的至少部分的柵間介電層，以曝 露出部分第一導(dǎo)體層。之后，在基底上依序形成第二導(dǎo)體層以及硬掩模層。 其中，第二導(dǎo)體層覆蓋柵間介電層以及所曝露出的部分第一導(dǎo)體層。繼之， 圖案化硬掩模層、第二導(dǎo)體層、柵間絕緣層和第一導(dǎo)體層，以形成多個(gè)堆疊 柵極結(jié)構(gòu)，同時(shí)于選擇柵極區(qū)域形成選擇柵極結(jié)構(gòu)。之后，移除各堆疊柵極 結(jié)構(gòu)兩側(cè)及選擇柵極結(jié)構(gòu)兩旁的基底上的絕緣層，直至曝露出基底表面。接 著，于各堆疊柵極結(jié)構(gòu)及選擇柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所曝露出的基底上形成外延材 料層。接著，進(jìn)行離子注入工藝，于堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)以及選擇柵極結(jié)構(gòu)兩 惻的基底中形成摻雜區(qū)，以及使外延材料層轉(zhuǎn)變成摻雜外延材料層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，上述 外延材料層的形成方法例如是進(jìn)行選擇性外延生長(zhǎng)工藝。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，上述 移除部分絕緣層直至曝露出基底表面的方法例如是進(jìn)行回蝕刻工藝。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，上述 氧化層的形成方法例如是進(jìn)行再氧化工藝。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，在選 擇柵極結(jié)構(gòu)形成之后，以及移除部分絕緣層之前，還包括在堆疊柵極結(jié)構(gòu)的 側(cè)壁形成氧化層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，在移 除部分絕緣層之后、形成外延材料層之前，還包括進(jìn)行預(yù)清潔步驟。
8依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，上述 第 一導(dǎo)體層的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，上述 第二導(dǎo)體層的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，上述 第二導(dǎo)體層例如是由導(dǎo)體材料層與金屬硅化物層組成。
本發(fā)明再提出一種NAND型非易失性存儲(chǔ)器，其包括基底、多個(gè)堆疊 柵極結(jié)構(gòu)、選擇柵極結(jié)構(gòu)、絕緣層以及摻雜外延材料層。其中，基底具有選 擇柵極區(qū)域。多個(gè)堆疊柵極結(jié)構(gòu)串聯(lián)配置于基底上，選擇柵極結(jié)構(gòu)配置于這 些堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的選擇柵極區(qū)域的基底上。各堆疊柵極結(jié)構(gòu)例如從基底 往上依序包括第一導(dǎo)體層、柵間絕緣層、第二導(dǎo)體層和硬掩模層。另外，絕 緣層配置在各堆疊柵極結(jié)構(gòu)、基底與氧化層之間，以及配置在選擇柵極結(jié)構(gòu) 與基底之間。摻雜外延材料層配置在各堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)及該選擇柵極結(jié)構(gòu) 兩側(cè)的基底上。摻雜區(qū)配置在堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)以及選擇柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基 底中。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器，還包括氧化層， 配置在堆疊柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。在一實(shí)施例中，氧化層還包括同時(shí)配置在選擇 柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器，上述第一導(dǎo)體層 的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器，上述第二導(dǎo)體層 的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器，上述第二導(dǎo)體層 例如是由導(dǎo)體材料層與金屬硅化物層組成。
本發(fā)明的方法是在形成摻雜區(qū)之前，利用選擇性外延生長(zhǎng)工藝于基底上 形成外延材料層。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)在摻雜區(qū)上方配置有外延材料層。因此，可 進(jìn)一 步降j氐存儲(chǔ)元件的源極/漏極接面(source/drain junction， S/D junction ) 深度，以提高元件的可靠度。
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并 配合所附圖式，作詳細(xì)"i兌明如下。


圖1A至圖1H為依照本發(fā)明實(shí)施例所繪示的非易失性存儲(chǔ)器的制造流
程的示意圖。
主要附圖標(biāo)記說明
100:基底
101:存儲(chǔ)單元區(qū)
103:周邊電路區(qū)
105:選擇柵極區(qū)域
102:穿隧介電層
104:柵介電層
106、 112:導(dǎo)體層108柵間介電層
110圖案化掩模層
114金屬硅化物層
116硬掩模層
118、 122:堆疊4冊(cè)才及結(jié)構(gòu)120選擇柵極結(jié)構(gòu)
124氧化層
126外延材料層
128離子注入工藝
130摻雜區(qū)
132摻雜外延材料層
具體實(shí)施例方式
以下，將以非易失性存儲(chǔ)器的制作為例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但此例并非
用以限定本發(fā)明的范圍。圖1A至圖1H為依照本發(fā)明實(shí)施例所繪示的非易 失性存儲(chǔ)器的制造流程的示意圖，此非易失性存儲(chǔ)器的制造流程內(nèi)含本發(fā)明 的非易失性存儲(chǔ)單元以及NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法。
首先，請(qǐng)參照?qǐng)D1A，提供基底100，基底100例如為硅基底或是其他合 適的半導(dǎo)體基底?；?00具有存儲(chǔ)單元區(qū)101與周邊電路區(qū)103,存儲(chǔ)單 元區(qū)101具有選擇柵極區(qū)域105。然后，于存儲(chǔ)單元區(qū)101的基底100上形成絕緣層，以作為穿隧介電層
102，以及于周邊電路區(qū)103的基底100上形成柵介電層104。穿隧介電層 102和柵介電層104的材料例如為氧化硅，而二者的形成方法為本領(lǐng)域技術(shù) 人員所熟知，于此不再贅述。此外，穿隧介電層102的厚度與柵介電層104 的厚度也并不相同。
接著，于基底100上形成導(dǎo)體層106。導(dǎo)體層106的材料例如是摻雜多 晶硅。導(dǎo)體層106的形成方法，例如是先進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝來形成一層 未摻雜多晶硅層，之后再進(jìn)行離子注入工藝，以形成之；或者也可以采用臨 場(chǎng)(in-situ)注入摻雜劑的方式，進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝，以形成之。
繼之，于基底IOO上形成柵間絕緣層，以作為柵間介電層108。柵間介 電層108的材料例如是氧化硅/氮化硅/氮化硅。柵間介電層108的形成方法， 例如是先以熱氧化法于導(dǎo)體層106上形成第一層氧化硅層，接著再進(jìn)行化學(xué) 氣相沉積工藝以于氧化硅層上形成一層氮化硅層，之后再于氮化硅層上形成 第二層氧化硅層。當(dāng)然，柵間介電層108的材料也可以是氧化硅、氧化硅/ 氮化硅或其他的介電材料。
之后，請(qǐng)參照?qǐng)D1B，于存儲(chǔ)單元區(qū)101的基底IOO上形成圖案化掩模 層IIO。圖案化掩模層IIO例如是圖案化光致抗蝕劑層，其暴露出存儲(chǔ)單元 區(qū)101中的選擇柵極區(qū)域105的至少一部分柵間介電層108以及周邊電路區(qū) 103的4冊(cè)間介電層108。
然后，以圖案化掩模層IIO為掩模，進(jìn)行蝕刻工藝，移除暴露出來的柵 間介電層108,以暴露出導(dǎo)體層106。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1C，移除圖案化掩模層IIO。移除圖案化掩模層110的 方法例如是先以氧等離子體灰化圖案化掩模層110之后，再進(jìn)行濕式清洗工
藝
繼之，于基底100上形成導(dǎo)體層112，且導(dǎo)體層112覆蓋柵間介電層108 以及所曝露出的部分導(dǎo)體層106。同樣地，導(dǎo)體層112的材料以及形成方法 例如與導(dǎo)體層106相同。隨后，于基底IOO上形成一層硬掩模層116。硬掩 模層116的材質(zhì)例如是氧化硅，其例如是以四乙基原硅酸鹽(TEOS)為反 應(yīng)氣體，進(jìn)行化學(xué)氣相沉積法，以形成之。
在一實(shí)施例中，還可選擇性地于導(dǎo)體層112上形成金屬硅化物層114, 以降低元件的電阻值。金屬硅化物層114的材料例如為硅化鴒、硅化鈦、硅化鈷、硅化鉭、硅化鎳、硅化鈿或硅化鈀。金屬硅化物層114的形成方法例
如是化學(xué)氣相沉積工藝。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1D，進(jìn)行圖案化工藝，將存儲(chǔ)單元區(qū)101的硬掩模層 116、金屬硅化物層114、導(dǎo)體層112、柵間介電層108和導(dǎo)體層106圖案化， 以形成多個(gè)堆疊柵極結(jié)構(gòu)118以及于選擇柵極區(qū)域105的基底IOO上形成選 擇柵極結(jié)構(gòu)120。堆疊柵極結(jié)構(gòu)118自基底IOO起依序包括導(dǎo)體層106、柵 間介電層108、導(dǎo)體層112、金屬硅化物層114與硬掩模層116。其中，導(dǎo)體 層106作為浮置柵極(floating gate )，而導(dǎo)體層112和金屬硅化物層114共 同構(gòu)成控制柵極(control gate )。另外，位于選擇4冊(cè)極區(qū)域105的選4奪4冊(cè)極結(jié) 構(gòu)120則作為選擇柵極(selecting gate )之用。如上所述，堆疊柵極結(jié)構(gòu)118 與穿隧介電層102以及選擇柵極結(jié)構(gòu)120與穿隧介電層102構(gòu)成非易失性存 儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元。
另外，在進(jìn)行上述圖案化工藝時(shí)，也會(huì)同時(shí)將周邊電路區(qū)103的硬掩模 層116、金屬硅化物層114、導(dǎo)體層112和導(dǎo)體層106圖案化，以形成堆疊 相斤極結(jié)構(gòu)122。堆疊柵極結(jié)構(gòu)122與柵介電層104構(gòu)成非易失性存儲(chǔ)器的周 邊電路區(qū)中的晶體管。
要說明的是，在本實(shí)施例中，是以圖1D繪示的選擇柵極結(jié)構(gòu)120為例 做說明，并不用以限定本發(fā)明。在其他實(shí)施例中，選擇柵極結(jié)構(gòu)亦可具有不 同的配置與形成方法。例如，在圖2B的步驟中可移除選擇柵極區(qū)域105中 全部的柵間介電層108，而形成的選擇柵極結(jié)構(gòu)則不包括柵間介電層。
接下來，請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1E至圖1H，在這些圖式中皆僅對(duì)于存儲(chǔ)單元區(qū) l()l做說明，而省略繪示出周邊電路區(qū)103。
繼之，請(qǐng)參照?qǐng)D1E,在堆疊柵極結(jié)構(gòu)118與選拷:柵極結(jié)構(gòu)120形成之 后，接著在堆疊柵極結(jié)構(gòu)118的側(cè)壁形成氧化層124。氧化層124的材料例 如是氧化硅，其形成方法例如是利用再氧化(re-oxidation)工藝。上述氧化 層24的功用是保護(hù)堆疊柵極結(jié)構(gòu)118在后續(xù)工藝中不受到損傷。
然后，請(qǐng)參照?qǐng)D1F，移除堆疊柵極結(jié)構(gòu)118兩側(cè)的穿隧介電層102，直 至曝露出基底100表面。上述移除穿隧介電層102的方法例如是進(jìn)行回蝕刻 (etching back)工藝。此時(shí)，可利用圖案化掩模層(未繪示)，覆蓋住周邊 電路區(qū)103以及存儲(chǔ)單元區(qū)101的選擇柵極區(qū)域105，以使膜層不受到損傷。
繼之，請(qǐng)參照?qǐng)D1G，于堆疊柵極結(jié)構(gòu)118兩側(cè)的所曝露出的基底100上形成外延材料層126。外延材料層126的材料例如是外延硅，其形成方法 例^口是利用選4奪寸生夕卜延生長(zhǎng)工藝(selective epitaxial growth process, SEG process )。此處的選擇性外延生長(zhǎng)工藝技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，于此 不再贅述。另外，在形成外延材料層126之前，可以先利用預(yù)清潔 (prc-cleaning)步驟，清除基底100表面的雜質(zhì)，以提高外延材料層126的 膜層品質(zhì)。
然后，請(qǐng)參照?qǐng)D1H,在形成外延材料層126之后，接著進(jìn)行離子注入 工藝128，以于基底100中形成4參雜區(qū)130。此時(shí)，離子注入工藝128亦會(huì) 在外延材料層126中注入摻雜劑而轉(zhuǎn)變成為摻雜外延材料層132。
接著，后續(xù)再視元件需求來進(jìn)行一般熟悉的工藝步驟，而這些步驟已為 公知技術(shù)，于此不再另行說明。
在其他實(shí)施例中，于圖1E至圖1G的步驟中，在堆疊柵極結(jié)構(gòu)118的 側(cè)壁形成氧化層124時(shí)，亦可同時(shí)在選擇柵極結(jié)構(gòu)120的側(cè)壁形成氧化層 124。接著，移除堆疊柵極結(jié)構(gòu)118兩側(cè)的穿隧介電層102時(shí)，亦可同時(shí)移 除選擇柵極結(jié)構(gòu)120兩側(cè)的穿隧介電層102。然后，于堆疊柵極結(jié)構(gòu)118兩 側(cè)的基底100上形成外延材料層126時(shí)，亦可同時(shí)于選4奪柵極結(jié)構(gòu)120兩側(cè) 的基底100上形成外延材料層126。
值得特別注意的是，本實(shí)施例的存儲(chǔ)器元件在形成作為源極/漏極區(qū)的摻 雜區(qū)之前，利用選擇性外延生長(zhǎng)工藝于基底上形成外延材料層。因此，可使 存儲(chǔ)器元件獲得深度較淺的源極/漏極接面(source/drain junction, S/D junction )，能更有效避免電擊穿(punch through )的問題，而不需進(jìn)行已知 的環(huán)狀注入(halo implantation )等抗擊穿注入工藝，且可提高元件的可靠度。
接下來，以圖1H來說明本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)單元與NAND型非易失 性存儲(chǔ)器。以下說明省略有關(guān)元件的各構(gòu)件的材料等可能重復(fù)的敘述。
請(qǐng)?jiān)俅螀⒄請(qǐng)D1H，本發(fā)明的元件結(jié)構(gòu)包括基底100、多個(gè)堆疊柵極結(jié)構(gòu) 118、選擇柵極結(jié)構(gòu)120、氧化層124、絕緣層102、摻雜外延材料層132以 及摻雜區(qū)130。其中，基底100具有選擇柵極區(qū)域105。另外，多個(gè)堆疊柵 極結(jié)構(gòu)118串聯(lián)配置于基底100上，選擇柵極結(jié)構(gòu)120配置于這些堆疊柵極 結(jié)構(gòu)118兩側(cè)的選擇柵極區(qū)域105的基底100上。每一個(gè)堆疊柵極結(jié)構(gòu)118 從基底100往上依序包括導(dǎo)體層106、柵間絕緣層108、導(dǎo)體層112、金屬硅 化物層114和硬掩模層116。
13本實(shí)施例的氧化層124配置在堆疊柵極結(jié)構(gòu)118的側(cè)壁。絕緣層102配
置在堆疊柵極結(jié)構(gòu)118、基底100與氧化層124之間，以及配置在選擇柵極 結(jié)構(gòu)120與基底100之間。摻雜外延材料層132配置在堆疊柵極結(jié)構(gòu)118兩 側(cè)的基底100上。摻雜區(qū)130配置在堆疊柵極結(jié)構(gòu)118兩側(cè)以及選擇柵極結(jié) 構(gòu)]20兩側(cè)的基底100中。
另外，在其他實(shí)施例中，氧化層124亦可同時(shí)配置在選擇柵極結(jié)構(gòu)120 的側(cè)壁。而且，摻雜外延材料層132亦可同時(shí)配置在選擇柵極結(jié)構(gòu)120兩側(cè) 的基底100上。
料層)，來進(jìn)一步減少源極/漏極接面深度，達(dá)到兼顧元件的集成度以及提高 元件可靠度之目的。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可進(jìn)行一些更動(dòng)與潤(rùn)飾， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，包括在基底上依序形成絕緣層、第一導(dǎo)體層、柵間絕緣層、第二導(dǎo)體層以及硬掩模層；圖案化該硬掩模層、該第二導(dǎo)體層、該柵間絕緣層與該第一導(dǎo)體層，以形成堆疊柵極結(jié)構(gòu)；移除該堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩旁的該基底上的該絕緣層，直至曝露出該基底表面；于所曝露出的該基底上形成外延材料層；以及進(jìn)行離子注入工藝，于該基底中形成摻雜區(qū)，以及使該外延材料層轉(zhuǎn)變成摻雜外延材料層。
2. 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，其中該外延材料 層的形成方法包括進(jìn)行選擇性外延生長(zhǎng)工藝。
3. 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，其中移除部分該 絕緣層直至曝露出該基底表面的方法包括進(jìn)行回蝕刻工藝。
4. 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，其中該氧化層的形成方法包括進(jìn)行再氧化工藝。
5. 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，其中在該堆疊柵 極結(jié)構(gòu)之后，以及移除部分該絕緣層之前，還包括在該堆疊柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁 形成氧化層。
6. 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，其中在移除部分 該絕緣層之后、形成該外延材料層之前，還包括進(jìn)行預(yù)清潔步驟。
7. 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，其中該第一導(dǎo)體 層的材質(zhì)包括摻雜多晶硅。
8. 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，其中該第二導(dǎo)體 層的材質(zhì)包括摻雜多晶硅。
9. 如權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法，其中該第二導(dǎo)體 層包括導(dǎo)體材料層和金屬硅化物層。
10. —種非易失性存儲(chǔ)單元，包括 基底；堆疊柵極結(jié)構(gòu)，配置在該基底上，其中該堆疊柵極結(jié)構(gòu)從該基底往上依序包括該第一導(dǎo)體層、該柵間絕緣層、該第二導(dǎo)體層和該硬掩模層； 絕緣層，配置在該基底、該氧化層與該堆疊柵極結(jié)構(gòu)之間； 摻雜外延材料層，配置在該堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該基底上；以及 摻雜區(qū)，配置在該摻雜外延材料層下方的該基底中。
11. 如權(quán)利要求IO所述的非易失性存儲(chǔ)單元，還包括氧化層，配置在該 堆疊柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。
12. 如權(quán)利要求IO所述的非易失性存儲(chǔ)單元，其中該第一導(dǎo)體層的材質(zhì) 包括摻雜多晶硅。
13.如權(quán)利要求IO所述的非易失性存儲(chǔ)單元，其中該第二導(dǎo)體層的材質(zhì)包括摻雜多晶硅。
14. 如權(quán)利要求IO所述的非易失性存儲(chǔ)單元，其中該第二導(dǎo)體層包括導(dǎo) 體材料層與金屬硅化物層。
15. —種NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，包括 提供基底，該基底具有選擇柵極區(qū)域； 在該基底上依序形成絕緣層、第一導(dǎo)體層、柵間絕緣層；移除該選擇柵極區(qū)域的至少部分的該柵間介電層，以曝露出部分該第一 導(dǎo)體層；在該基底上依序形成第二導(dǎo)體層以及硬掩模層，其中該第二導(dǎo)體層覆蓋 該柵間介電層以及所曝露出的部分該第 一導(dǎo)體層；圖案化該硬掩模層、該第二導(dǎo)體層、該柵間絕緣層與該第一導(dǎo)體層，以 形成多個(gè)堆疊柵極結(jié)構(gòu)，同時(shí)于該選擇柵極區(qū)域形成選擇柵極結(jié)構(gòu)；移除每 一 該些堆疊柵極結(jié)構(gòu)及該選擇柵極結(jié)構(gòu)兩旁的該基底上的該絕緣層，直至曝露出該基底表面；于每一該些堆疊柵極結(jié)構(gòu)及該選擇柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所曝露出的該基底 上形成外延材料層；以及進(jìn)行離子注入工藝，于每一該些堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)以及該選擇柵極結(jié)構(gòu) 兩側(cè)的該基底中形成摻雜區(qū)，以及使該外延材料層轉(zhuǎn)變成摻雜外延材料層。
16. 如權(quán)利要求15所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，其中 該外延材料層的形成方法包括進(jìn)行選擇性外延生長(zhǎng)工藝。
17. 如權(quán)利要求15所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，其中移除部分該絕緣層直至曝露出該基底表面的方法包括進(jìn)行回蝕刻工藝。
18. 如權(quán)利要求15所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，其中 該氧化層的形成方法包括進(jìn)行再氧化工藝。
19. 如權(quán)利要求15所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，其中 在該選擇柵極結(jié)構(gòu)形成之后，以及移除部分該絕緣層之前，還包括在每一該 些堆疊柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成氧化層。
20. 如權(quán)利要求15所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，其中 在移除部分該絕緣層之后、形成該外延材料層之前，還包括進(jìn)行預(yù)清潔步驟。
21. 如權(quán)利要求15所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，其中 該第一導(dǎo)體層的材質(zhì)包括摻雜多晶硅。
22. 如權(quán)利要求15所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，其中 該第二導(dǎo)體層的材質(zhì)包括摻雜多晶硅。
23. 如權(quán)利要求15所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器的制作方法，其中 該第二導(dǎo)體層包括導(dǎo)體材料層與金屬硅化物層。
24. —種NAND型非易失性存儲(chǔ)器，包括 基底，該基底具有選擇柵極區(qū)域；多個(gè)堆疊柵極結(jié)構(gòu)以及一選擇柵極結(jié)構(gòu)，其中該些堆疊柵極結(jié)構(gòu)串聯(lián)配 置于該基底上，該選擇柵極結(jié)構(gòu)配置于該些堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)該選擇柵極區(qū) 域的該基底上，且每一該些堆疊柵極結(jié)構(gòu)從該基底往上依序包括第一導(dǎo)體 層、柵間絕緣層、第二導(dǎo)體層與硬掩模層；絕緣層，配置在每一該些堆疊柵極結(jié)構(gòu)、該基底與該氧化層之間，以及 配置在該選擇柵極結(jié)構(gòu)與該基底之間；摻雜外延材料層，配置在每一該些堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)及該選擇柵極結(jié)構(gòu) 兩側(cè)的該基底上；以及摻雜區(qū)，配置在每一該些堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)以及該選擇柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的 該基底中。
25. 如權(quán)利要求24所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器，還包括氧化層， 配置在每一該些堆疊柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。
26. 如權(quán)利要求25所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器，其中該氧化層還 包括同時(shí)配置在該選擇柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。
27. 如權(quán)利要求24所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器，其中該第一導(dǎo)體層的材質(zhì)包括摻雜多晶硅。
28. 如權(quán)利要求24所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器，其中該第二導(dǎo)體 層的材質(zhì)包括摻雜多晶硅。
29. 如權(quán)利要求24所述的NAND型非易失性存儲(chǔ)器，其中該第二導(dǎo)體 層包括導(dǎo)體材料層與金屬硅化物層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非易失性存儲(chǔ)單元的制作方法。首先，在基底上依序形成絕緣層、第一導(dǎo)體層、柵間絕緣層、第二導(dǎo)體層以及硬掩模層。然后，圖案化硬掩模層、第二導(dǎo)體層、柵間絕緣層與第一導(dǎo)體層，以形成堆疊柵極結(jié)構(gòu)。之后，移除堆疊柵極結(jié)構(gòu)兩旁的基底上的絕緣層，直至曝露出基底表面。隨后，于所曝露出的基底上形成外延材料層。接著，進(jìn)行離子注入工藝，于基底中形成摻雜區(qū)，以及使外延材料層轉(zhuǎn)變成摻雜外延材料層。
文檔編號(hào)H01L21/336GK101452856SQ20071019665
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者陳世憲, 魏鴻基 申請(qǐng)人:力晶半導(dǎo)體股份有限公司