專利名稱：存儲元件與其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種 存儲元件的結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
電荷捕捉型存儲元件是一種新的非易失性存儲體。其是采用諸如是氮化硅電 荷捕捉層來取代傳統(tǒng)的快閃存儲元件中的多晶硅浮置柵層。由于電荷捕捉層的材質(zhì) 具有捕捉電子的特性，因此，注入于電荷捕捉層中的電子并不會均勻分布于整個電 荷捕捉層中，而是以高斯分布的方式集中于電荷捕捉層的局部區(qū)域上。由于注入于 電荷捕捉層的電子僅集中于局部的區(qū)域，因此，對于隧穿氧化層其缺陷的敏感度較 小，元件漏電流的現(xiàn)象較不易發(fā)生。
請參照圖1，所示為傳統(tǒng)的電荷捕捉型存儲元件剖面局部放大圖，此圖中包括
基底IOO、電荷捕捉層102以及柵極導(dǎo)體層104，其中電荷捕捉層102由第一氧化 物層102a、氮化物層102b、第二氧化物層102c所構(gòu)成。由于在傳統(tǒng)制造快閃存儲 體的過程中，進(jìn)行位元線蝕刻(Bit-line Etching)之后，會造成基底表面蝕刻過 深而有硅損失(Silicon-loss)的情況發(fā)生，此硅損失將會在多晶硅再氧化(poly re-oxidation)的過程中，導(dǎo)致過厚的氧化物入侵(Oxide Encroachment)現(xiàn)象， 如圖1中的E1處所示。第一氧化物層102a在邊緣區(qū)域的擴(kuò)大，使得電荷進(jìn)入氮化 物層102b變得較為困難，進(jìn)而影響元件效能。具體的說，元件在經(jīng)過多次的耐久 循環(huán)電壓(Endurance Cycling)測試之后抹除效率(Erase Efficiency)會衰退 (Degrade)而影響電荷的保存能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是在提供一種存儲體的制造方法，可以減少制程中的氧化物入侵現(xiàn)象。
5本發(fā)明就是在提供一種存儲體的結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)的電荷補(bǔ)捉層的氮化物層的剖 面寬度大于柵極層的剖面寬度，可減少氧化物入侵至柵極層所覆蓋的范圍。
本發(fā)明提出一種存儲元件的制造方法。此方法包括形成包含一柵極介電層結(jié) 構(gòu)的一電荷儲存結(jié)構(gòu)。接著，在該電荷儲存結(jié)構(gòu)上形成一柵極導(dǎo)體層。其后，圖案 化柵極導(dǎo)體層以及至少部份電荷儲存結(jié)構(gòu)，使圖案化后的電荷儲存結(jié)構(gòu)的剖面大致 呈一梯形或類梯形，其中電荷儲存結(jié)構(gòu)接近柵極導(dǎo)體層為短邊而接近基底為長邊。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，圖案化柵極導(dǎo)體層 以及至少部份電荷儲存結(jié)構(gòu)制程為干式蝕刻制程。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，電荷儲存結(jié)構(gòu)包括 電荷捕捉層，位于柵極介電層結(jié)構(gòu)上。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，柵極介電層結(jié)構(gòu)包 括第一氧化物層；電荷捕捉層包括氮化物層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，電荷儲存結(jié)構(gòu)還包 括第二氧化物層，在柵極導(dǎo)體層與電荷捕捉層之間。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，圖案化柵極導(dǎo)體層 以及至少部份電荷儲存結(jié)構(gòu)制程包括以基底表面為蝕刻終止層，圖案化柵極介電層 結(jié)構(gòu)、電荷捕捉層以及第二氧化物層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，圖案化柵極導(dǎo)體層 以及至少部份電荷儲存結(jié)構(gòu)制程包括以柵極介電層結(jié)構(gòu)為蝕刻終止層，圖案化第二 氧化物層與電荷捕捉層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，圖案化柵極導(dǎo)體層 以及至少部份電荷儲存結(jié)構(gòu)制程是以柵極介電層結(jié)構(gòu)為蝕刻終止層，圖案化電荷捕 捉層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，在形成柵極導(dǎo)體層 后與進(jìn)行圖案化該柵極導(dǎo)體層以及至少部份電荷儲存結(jié)構(gòu)制程前還包括在柵極導(dǎo) 體層上依序形成頂蓋層與光阻層；且在圖案化柵極導(dǎo)體層以及至少部份電荷儲存結(jié) 構(gòu)制程后還包括移除光阻層。
本發(fā)明又提出一種存儲元件的制造方法。此方法包括形成包含柵極介電層結(jié) 構(gòu)的電荷儲存結(jié)構(gòu)。接著，在電荷儲存結(jié)構(gòu)上形成柵極導(dǎo)體層。之后，在柵極導(dǎo)體
6層上形成頂蓋層。其后，圖案化頂蓋層、柵極導(dǎo)體層以及至少部份電荷儲存結(jié)構(gòu)。 之后，進(jìn)行氧化制程，使未被柵極導(dǎo)體層覆蓋的部分電荷儲存結(jié)構(gòu)形成一第三氧化 物層，并在頂蓋層與該柵極導(dǎo)體層裸露的表面形成氧化硅襯層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，電荷儲存結(jié)構(gòu)包括 電荷捕捉層位于柵極介電層結(jié)構(gòu)上。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，柵極介電層結(jié)構(gòu)包 括第一氧化物層；電荷捕捉層包括氮化物層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，電荷儲存結(jié)構(gòu)還包 括一第二氧化物層，在柵極導(dǎo)體層與電荷捕捉層之間。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，在圖案化頂蓋層、 柵極導(dǎo)體層以及至少部份電荷儲存結(jié)構(gòu)后與進(jìn)行氧化制程前，還包括進(jìn)行濕式蝕刻 制程，以去除未被柵極導(dǎo)體層覆蓋的第三氧化層。依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，濕式蝕刻制程包括 氫氟酸水溶液。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，氧化制程包括一濕 式熱氧化制程。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，在進(jìn)行該氧化制程 后，電荷捕捉層的剖面呈接近柵極導(dǎo)體層為短邊而接近基底為長邊的梯形或類梯 形。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，圖案化頂蓋層、柵 極導(dǎo)體層以及至少部份電荷儲存結(jié)構(gòu)制程包括干式蝕刻制程。
本發(fā)明提出一種存儲元件的制造方法。此方法包括形成包含柵極介電層結(jié)構(gòu) 的電荷儲存結(jié)構(gòu)。接著，在電荷儲存結(jié)構(gòu)上形成柵極導(dǎo)體層。之后，在柵極導(dǎo)體層 上形成頂蓋層。其后，圖案化頂蓋層與柵極導(dǎo)體層。繼之，在頂蓋層與柵極導(dǎo)體層 的側(cè)壁上形成間隙壁。之后，以頂蓋層與間隙壁為掩膜，進(jìn)行蝕刻制程，以去除未 被頂蓋層以及間隙壁所覆蓋的電荷儲存結(jié)構(gòu)。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，電荷儲存結(jié)構(gòu)包括 電荷捕捉層位于柵極介電層結(jié)構(gòu)上。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，柵極介電層結(jié)構(gòu)包括第一氧化物層；電荷捕捉層包括氮化物層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件的制造方法中，電荷儲存結(jié)構(gòu)更包 括第二氧化物層，在柵極導(dǎo)體層與電荷捕捉層之間，并且蝕刻制程還包括去除未被 頂蓋層以及間隙壁所覆蓋的第二氧化物層。
本發(fā)明又提出一種存儲元件。此元件包括基底、柵極導(dǎo)體層與電荷儲存結(jié)構(gòu)。 柵極導(dǎo)體層位于基底上方電荷儲存結(jié)構(gòu)，其至少一部分的剖面大致呈梯形或類梯 形，梯形或類梯形接近基底為長邊，而接近柵極導(dǎo)體層為短邊。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件中，電荷儲存結(jié)構(gòu)包括電荷捕捉層， 且部分剖面呈梯形或類梯形的電荷儲存結(jié)構(gòu)為電荷捕捉層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件中，電荷儲存結(jié)構(gòu)包括電荷儲存結(jié) 構(gòu)由下而上包括柵極介電結(jié)構(gòu)與電荷捕捉層，且剖面呈梯形或類梯形的部分電荷儲 存結(jié)構(gòu)為柵極介電結(jié)構(gòu)與電荷捕捉層，或電荷捕捉層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件中，電荷儲存結(jié)構(gòu)由下而上包括柵 極介電結(jié)構(gòu)、電荷捕捉層與第二氧化物層，且剖面呈梯形或類梯形的部分電荷儲存 結(jié)構(gòu)為柵極介電結(jié)構(gòu)、電荷捕捉層與第二氧化物層，或柵極介電結(jié)構(gòu)與電荷捕捉層， 或電荷捕捉層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件中，柵極介電層結(jié)構(gòu)包括第一氧化 物層；電荷捕捉層包括氮化物層。
本發(fā)明又提出一種存儲元件，其包括基底、電荷儲存結(jié)構(gòu)、柵極導(dǎo)體層與間 隙壁。電荷儲存結(jié)構(gòu)包括依序在基底上的柵極介電層結(jié)構(gòu)、電荷捕捉層以及第二氧 化物層。柵極導(dǎo)體層位于第二氧化物層上。間隙壁位于柵極導(dǎo)體層側(cè)壁上，且覆蓋 部分第二氧化物層，第二氧化物層與電荷捕捉層的寬度與間隙壁外側(cè)之間的距離大
致相同。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的存儲元件中，柵極介電層結(jié)構(gòu)包括第一氧化 物層；電荷捕捉層包括氮化物層。
本發(fā)明將蝕刻制程終止在基底表面、柵極介電層結(jié)構(gòu)表面或是電荷捕捉層的 表面，因此可避免傳統(tǒng)中發(fā)生的硅損失現(xiàn)象，并且可避免氧化物入侵等問題，故， 可藉此維持柵極介電層結(jié)構(gòu)的完整，提升數(shù)據(jù)保存能力。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1繪示為傳統(tǒng)的快閃存儲體剖面局部放大圖。
圖2A至圖2B為本發(fā)明的一實(shí)施例的存儲體元件部分制造流程剖面圖。 圖3A至圖3B為本發(fā)明另一實(shí)施例的存儲體元件的部分制造流程剖面圖。 圖4A至圖4C為本發(fā)明再一實(shí)施例的存儲體元件的部分制造流程剖面圖。 圖5A至圖5C為本發(fā)明又一實(shí)施例的存儲體元件的部分制造流程剖面圖。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例
圖2A至圖2B為本實(shí)施例中存儲體元件部分制造流程剖面圖。
請參照圖2A，首先在基底200上形成一電荷儲存結(jié)構(gòu)202。接著再于電荷儲 存結(jié)構(gòu)202上依序形成一柵極導(dǎo)體層204與一頂蓋層206，爾后再于頂蓋層206上 方形成一層光阻層208。
在一實(shí)施例中，基底200的材料例如是主體(bulk)基底。在另一實(shí)施例中， 基底200的材料可以是絕緣層上覆硅(Silicon On Insulator,簡稱SOI)基底。在一 實(shí)施例中，電荷儲存結(jié)構(gòu)202是由柵極介電層結(jié)構(gòu)202a與電荷捕捉層202b的雙層 結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。柵極介電層結(jié)構(gòu)202a包括第一氧化物層如氧化硅層。電荷捕捉層202b 的材料則包括高介電常數(shù)的材料，包括氮化物如氮化硅(SiN)。在另一實(shí)施例中， 電荷儲存結(jié)構(gòu)202也可以是由柵極介電層結(jié)構(gòu)202a、電荷捕捉層202b與第二氧化 物層202c的三層結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。第二氧化物層202c例如是氧化硅層。在本實(shí)施例中， 采用三層結(jié)構(gòu)來說明。柵極介電層結(jié)構(gòu)202a與第二氧化物層202c的材料可以相同 亦可以不同，通常采用的材料為氧化硅；另外，。柵極導(dǎo)體層204的材料例如是摻 雜多晶硅(doped polysilicon);而頂蓋層206的材料則例如是氮化硅。
接著，請參照圖2B，以光阻層208為掩膜，基底200表面為蝕刻終止層，進(jìn) 行一蝕刻制程P1，移除部份頂蓋層206、柵極導(dǎo)體層204與電荷儲存結(jié)構(gòu)202。在 本實(shí)施例中被移除的電荷儲存結(jié)構(gòu)202的部分是柵極介電層結(jié)構(gòu)202a、電荷捕捉 層202b與第二氧化物層202c。
9在蝕刻制程Pl后，將光阻層208移除。爾后再于柵極導(dǎo)體層204外側(cè)的基底 200中形成一源極/漏極210，并進(jìn)行一口袋植入制程。
蝕刻制程P1可以采用干式蝕刻制程，例如是以部分被氟取代的化合物如CHF3 以及全氟化物如CF4做為蝕刻氣體，將壓力控制在4至100毫托之間；電源(source power)控制在100至500瓦左右；偏壓(bias power)控制在0至100瓦左右；蝕 刻的時間因厚度的不同而有所不同。此外，制程的條件也可能因?yàn)闄C(jī)臺的不同而有 所不同。此制程不會移除過多的基底200表面，且會使得圖案化后的電荷儲存結(jié)構(gòu) 202剖面大致呈現(xiàn)一上窄下寬的梯形或是類似梯形的形狀。為方便說明，以下的內(nèi) 容僅以梯形來表示之。上窄下寬的梯形是指此梯形靠近柵極導(dǎo)體層204的部分為短 邊;而靠近基底200的部分為長邊。此梯形的短邊寬度大致與柵極導(dǎo)體層204相同； 而柵極介電層結(jié)構(gòu)202a以及上方的主要用以儲存電荷的電荷捕捉層202b的寬度皆 略大于柵極導(dǎo)體層204的寬度。短邊與長邊的比不大于0.9。較佳的是不大于0.8。 此外，梯形的兩腰邊可為直線、曲線或其他不規(guī)則的形狀。在圖式中是以實(shí)線來繪 示兩腰邊為曲線的情形；而以虛線來繪示兩腰邊為直線的情形。
傳統(tǒng)中的電荷儲存結(jié)構(gòu)102剖面因?yàn)閷挾扰c柵極導(dǎo)體層104的寬度相同，且 基底100會有蝕刻過深的現(xiàn)象，因此容易在電荷儲存結(jié)構(gòu)102邊緣發(fā)生明顯的氧化 物入侵現(xiàn)象，進(jìn)而造成第一氧化物層102a厚度變得較厚，使得元件的效能受到影 響。而在本實(shí)施例中，因基底200沒有蝕刻過深且圖案化后的電荷儲存結(jié)構(gòu)202 剖面大致呈現(xiàn)上述形狀的梯形，使得可能發(fā)生氧化物入侵的電荷儲存結(jié)構(gòu)剖面邊緣 會落在柵極導(dǎo)體層覆蓋的區(qū)域之外，如圖2B中的E2所示，因此柵極導(dǎo)體層所覆 蓋的氮化物層受到氧化物入侵的機(jī)會將大為減小，故存儲體的電荷儲存能力受到影 響的機(jī)會也隨之減小，因此可提升存儲體的效能。第二實(shí)施例
圖3A至3B為本發(fā)明第二實(shí)施例的存儲體元件的部分制造流程剖面圖。 請參照圖3A至3B，本發(fā)明第二實(shí)施例與第一實(shí)施例相似，但將第一實(shí)施例 的蝕刻制程Pl改為蝕刻制程P2。第一實(shí)施例的蝕刻制程Pl是以基底200為蝕刻 終止層，而本發(fā)明的第二實(shí)施例則改以柵極介電層結(jié)構(gòu)202a為蝕刻終止層。
請參照圖3A，首先在基底200上形成一電荷儲存結(jié)構(gòu)202，此電荷儲存結(jié)構(gòu) 202包括柵極介電層結(jié)構(gòu)202a、電荷捕捉層202b以及第二氧化物層202c。接著再于電荷儲存結(jié)構(gòu)202上依序形成一柵極導(dǎo)體層204與一頂蓋層206,爾后再于頂蓋 層206上方形成一層光阻層208。上述各層的材質(zhì)與形成方法可以釆用第一實(shí)施例 所述者來完成。
請參照圖3B，以柵極介電層結(jié)構(gòu)202a為蝕刻終止層，進(jìn)行一蝕刻制程P2， 圖案化頂蓋層206、柵極導(dǎo)體層204、電荷捕捉層202b與第二氧化物層202c，使 圖案化后的電荷捕捉層202b與第二氧化物層202c剖面大致呈現(xiàn)一梯形或類似梯 形。此梯形為靠近柵極導(dǎo)體層204為短邊而靠近基底200為長邊的梯形，且梯形的 兩腰邊可為直線或曲線。在圖式中是以實(shí)線來繪示兩腰邊為曲線的情形；而以虛線 來繪示兩腰邊為直線的情形。在蝕刻制程P2之后，再將光阻層208移除，爾后再 于柵極導(dǎo)體層204外側(cè)的基底200中形成一源極漏極210，并進(jìn)行一口袋植入制程。
蝕刻制程P2可以采用實(shí)施例一所述制程，但以柵極介電層結(jié)構(gòu)202a為蝕刻 終止層。由于蝕刻過程沒有移除柵極介電層結(jié)構(gòu)202a，因此在傳統(tǒng)中的硅損失現(xiàn) 象不易在本實(shí)施例中發(fā)生，并且可以降低后續(xù)氧化物入侵現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)會。又，因 為圖案化后的電荷捕捉層202b與第二氧化物層202c的剖面呈現(xiàn)一梯形，且電荷捕 捉層202b的寬度略寬于柵極導(dǎo)體層204,使得可能發(fā)生氧化物入侵的電荷儲存結(jié) 構(gòu)剖面邊緣會落在柵極導(dǎo)體層覆蓋的區(qū)域之外，因此即使有氮化物入侵的現(xiàn)象發(fā) 生，對存儲體效能的影響亦可大幅減輕。傳統(tǒng)中第一氧化物層厚度變得較厚的問題， 便可通過本實(shí)施例的制程與存儲體結(jié)構(gòu)獲得改善。
第三實(shí)施例
圖4A至圖4C為本發(fā)明第三實(shí)施例的存儲體元件部分制造流程剖面圖。 請參照圖4A，首先在基底200上，形成一電荷儲存結(jié)構(gòu)202，此電荷儲存結(jié) 構(gòu)202包括一柵極介電層結(jié)構(gòu)202a、一電荷捕捉層202b以及一第二氧化物層202c。 接著再于第二氧化物層202c上依序形成一柵極導(dǎo)體層204與一頂蓋層206，爾后 再于頂蓋層206上方形成一層光阻層208。此部分的制程可以采用和第一實(shí)施例相 同的方法來完成。
請參照圖4B，進(jìn)行一圖案化制程，以光阻層208為掩膜，第二氧化物層202c 為終止層，圖案化頂蓋層206與柵極導(dǎo)體層204。例如是以溴化氫、氦、氦和氧之 混合氣體以及氧氣做為蝕刻氣體。在一實(shí)施例中，是以流量為50-300sccm的溴化 氫、流量為0-200sccm的氦、流量為0-200sccm的氦和氧的混合氣體以及流量為
110-50sccm的氧氣做為蝕刻氣體；壓力控制在4至100毫托之間；電源控制在100 至500瓦左右；偏壓控制在0至100瓦左右；蝕刻的時間因厚度的不同而有所不同。
此外，制程的條件也可能因?yàn)闄C(jī)臺的不同而有所不同。接著進(jìn)行一濕式蝕刻制程
P3，例如是以氫氟酸溶液做為蝕刻劑，電荷捕捉層202b為蝕刻終止層，去除未被 光阻層所覆蓋的第二氧化物層202c。
之后，請參照圖4C,移除光阻層208。之后，進(jìn)行一氧化制程，將未被第二 氧化物層202c覆蓋的電荷捕捉層202b氧化，以形成一第三氧化物層212，并于頂 蓋層206與柵極導(dǎo)體層204的裸露表面上形成一氧化硅襯層214。爾后再于柵極導(dǎo) 體層204外側(cè)的基底200中形成一源極漏極210，并進(jìn)行一口袋植入制程。
形成第三氧化層212的氧化制程包括一濕式熱氧化制程，例如將元件置于一含 水氣的環(huán)境下進(jìn)行加熱。在進(jìn)行氧化制程之后，氮化硅層202b的剖面呈接近柵極 導(dǎo)體層204為短邊而接近基底200為長邊的梯形，且梯形的兩腰邊為直線或曲線。 在圖式中是以實(shí)線來繪示兩腰邊為曲線的情形;而以虛線來繪示兩腰邊為直線的情 形。如前面實(shí)施例所提，這樣的元件結(jié)構(gòu)可以利用剖面呈梯形的電荷捕捉層以及選 擇性的蝕刻部分電荷儲存結(jié)構(gòu)，來避免傳統(tǒng)中所遭遇的氧化物入侵問題，進(jìn)而提升 存儲體的效能。
第四實(shí)施例
圖5A至圖5C為本發(fā)明第四實(shí)施例的存儲體元件部分制造流程剖面圖。 請參照圖5A，首先在基底200上，形成一電荷儲存結(jié)構(gòu)202，此電荷儲存結(jié) 構(gòu)202包括一柵極介電層結(jié)構(gòu)202a、 一電荷捕捉層202b以及一第二氧化物層202c。 接著再于第二氧化物層202c上依序形成一導(dǎo)體層204與一頂蓋層206，爾后再于 頂蓋層206上方形成一層光阻層208。此部分的制程可以采用與第一實(shí)施例相同的 方法來完成之。
繼之，請參照圖5B，以光阻層208為掩膜，第二氧化物層202c為終止層，圖 案化頂蓋層206與柵極導(dǎo)體層204，隨后移除光阻層208。接著，于柵極導(dǎo)體層204 與頂蓋層206的外側(cè)形成一間隙壁216。此間隙壁216的材質(zhì)例如是氧化硅，其形 成方法例如是利用化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,簡稱CVD)制程將 氧化硅沉積在元件表面，再以電荷捕捉層202b為終止層，利用干式蝕刻法將多余 的氧化硅去除。
12爾后，請參照圖5C，以頂蓋層206與間隙壁216為掩膜，進(jìn)行一蝕刻制程P4， 將未被頂蓋層206與間隙壁216覆蓋的第二氧化物層202c與電荷捕捉層202b移除 之。蝕刻制程P4可以采用干式蝕刻制程。接著再于柵極導(dǎo)體層204兩側(cè)的基底200 中形成一源極漏極210，并進(jìn)行一口袋植入制程。
在本實(shí)施例中，因采用間隙壁的制程，使得電荷儲存結(jié)構(gòu)剖面寬度大于柵極 導(dǎo)體層的寬度。因此，發(fā)生在傳統(tǒng)中電荷儲存結(jié)構(gòu)邊緣的氧化物入侵現(xiàn)象，在本實(shí) 施例中，也因?yàn)榈飳拥膶挾容^柵極導(dǎo)體層為寬之故，可降低氧化物入侵發(fā)生導(dǎo) 致存儲體性能下降的機(jī)會。對于元件效能的提升，與前述的實(shí)施例具有異曲同工之 效。
綜上所述，在本發(fā)明所采用的蝕刻制程不會將基底過度蝕刻，故可降低傳統(tǒng) 中硅損失與后續(xù)氧化物入侵等現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)會。另外，將電荷儲存結(jié)構(gòu)的剖面形成 一上窄下寬的梯形，或是采用間隙壁的制程使儲存電荷的氮化物層寬度大于柵極導(dǎo) 體層的寬度，均可以使得電荷儲存結(jié)構(gòu)剖面邊緣發(fā)生氧化物入侵時對存儲體效能的 影響降到最低。因此，本發(fā)明可以增進(jìn)存儲體的數(shù)據(jù)儲存能力，進(jìn)而提升存儲體的 效能。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí) 此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā) 明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種存儲元件的制造方法，包括形成包含一柵極介電層結(jié)構(gòu)的一電荷儲存結(jié)構(gòu)；在該電荷儲存結(jié)構(gòu)上形成一柵極導(dǎo)體層；以及圖案化該柵極導(dǎo)體層以及至少部份該電荷儲存結(jié)構(gòu)，使該圖案化后的該電荷儲存結(jié)構(gòu)的剖面大致呈一梯形或類梯形，其中該電荷儲存結(jié)構(gòu)接近該柵極導(dǎo)體層為短邊而接近該基底為長邊。
2. 如權(quán)利要求1所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該圖案化該柵極導(dǎo) 體層以及至少部份該電荷儲存結(jié)構(gòu)制程為一干式蝕刻制程。
3. 如權(quán)利要求1所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該電荷儲存結(jié)構(gòu)包 括一電荷捕捉層，位于該柵極介電層結(jié)構(gòu)上。
4. 如權(quán)利要求3所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該柵極介電層結(jié) 構(gòu)包括一第一氧化物層；該電荷捕捉層包括一氮化物層。
5. 如權(quán)利要求3所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該電荷儲存結(jié)構(gòu)還 包括一第二氧化物層，在該柵極導(dǎo)體層與該電荷捕捉層之間。
6. 如權(quán)利要求5所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該圖案化該柵極導(dǎo) 體層以及至少部份該電荷儲存結(jié)構(gòu)制程包括以該基底表面為蝕刻終止層，圖案化該 柵極介電層結(jié)構(gòu)、該電荷捕捉層以及該第二氧化物層。
7. 如權(quán)利要求5所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該圖案化該柵極導(dǎo) 體層以及至少部份該電荷儲存結(jié)構(gòu)制程包括以該柵極介電層結(jié)構(gòu)為蝕刻終止層，圖 案化該第二氧化物層與該電荷捕捉層。
8. 如權(quán)利要求1所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該圖案化該柵極導(dǎo) 體層以及至少部份該電荷儲存結(jié)構(gòu)制程是以該柵極介電層結(jié)構(gòu)為蝕刻終止層，圖案 化該電荷捕捉層。
9. 如權(quán)利要求1所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，在形成該柵極導(dǎo)體 層后與進(jìn)行該圖案化該柵極導(dǎo)體層以及至少部份該電荷儲存結(jié)構(gòu)制程前還包括在 該柵極導(dǎo)體層上依序形成一頂蓋層與一光阻層；且在該圖案化該柵極導(dǎo)體層以及至 少部份該電荷儲存結(jié)構(gòu)制程后還包括移除該光阻層。
10. —種存儲元件的制造方法，包括 形成包含一柵極介電層結(jié)構(gòu)的一電荷儲存結(jié)構(gòu)； 在該電荷儲存結(jié)構(gòu)上形成一柵極導(dǎo)體層； 在該柵極導(dǎo)體層上形成一頂蓋層；圖案化該頂蓋層、該柵極導(dǎo)體層以及至少部份該電荷儲存結(jié)構(gòu)；以及 進(jìn)行一氧化制程，使未被該柵極導(dǎo)體層覆蓋的部分該電荷儲存結(jié)構(gòu)形成一第 三氧化物層，并在該頂蓋層與該柵極導(dǎo)體層裸露的表面形成一氧化硅襯層。
11. 如權(quán)利要求10所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該電荷儲存結(jié)構(gòu) 包括一電荷捕捉層位于該柵極介電層結(jié)構(gòu)上。
12. 如權(quán)利要求11所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該柵極介電層結(jié) 構(gòu)包括一第一氧化物層；該電荷捕捉層包括一氮化物層。
13. 如權(quán)利要求11所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該電荷儲存結(jié)構(gòu) 還包括一第二氧化物層，在該柵極導(dǎo)體層與該電荷捕捉層之間。
14. 如權(quán)利要求10所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，在圖案化該頂蓋 層、該柵極導(dǎo)體層以及至少部份該電荷儲存結(jié)構(gòu)后與進(jìn)行氧化制程前，還包括進(jìn)行 一濕式蝕刻制程，以去除未被該柵極導(dǎo)體層覆蓋的該第三氧化層。
15. 如權(quán)利要求14所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該濕式蝕刻制程 包括氫氟酸水溶液。
16. 如權(quán)利要求10所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該氧化制程包括 一濕式熱氧化制程。
17. 如權(quán)利要求10所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，進(jìn)行該氧化制程 后，該電荷捕捉層的剖面呈接近該柵極導(dǎo)體層為短邊而接近該基底為長邊的梯形或 類梯形。
18. 如權(quán)利要求10所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該圖案化該頂 蓋層、該柵極導(dǎo)體層以及至少部份該電荷儲存結(jié)構(gòu)制程包括干式蝕刻制程。
19. 一種存儲元件的制造方法，包括 形成包含一柵極介電層結(jié)構(gòu)的一電荷儲存結(jié)構(gòu)； 在該電荷儲存結(jié)構(gòu)上形成一柵極導(dǎo)體層； 在該柵極導(dǎo)體層上形成一頂蓋層；圖案化該頂蓋層與該柵極導(dǎo)體層；在該頂蓋層與該柵極導(dǎo)體層的側(cè)壁上形成一間隙壁；以及 以該頂蓋層與該間隙壁為掩膜，進(jìn)行一蝕刻制程，以去除未被該頂蓋層以及 該間隙壁所覆蓋的該電荷儲存結(jié)構(gòu)。
20. 如權(quán)利要求19所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該電荷儲存結(jié) 構(gòu)包括一 電荷捕捉層位于該柵極介電層結(jié)構(gòu)上。
21. 如權(quán)利要求20所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該柵極介電層 結(jié)構(gòu)包括一第一氧化物層；該電荷捕捉層包括一氮化物層。
22. 如權(quán)利要求20所述的存儲元件的制造方法，其特征在于，該電荷儲存結(jié) 構(gòu)還包括一第二氧化物層，在該柵極導(dǎo)體層與該電荷捕捉層之間，并且該蝕刻制程 還包括去除未被該頂蓋層以及該間隙壁所覆蓋的該第二氧化物層。
23. —種存儲元件，包括 ~"基底；一柵極導(dǎo)體層，位于該基底上方；以及一電荷儲存結(jié)構(gòu)，其至少一部分的剖面大致呈一梯形或類梯形，該梯形或類 梯形接近該基底為長邊，而接近該柵極導(dǎo)體層為短邊。
24. 如權(quán)利要求23所述的存儲元件，其特征在于，電荷儲存結(jié)構(gòu)包括一電荷捕 捉層，且部分剖面呈梯形或類梯形的該電荷儲存結(jié)構(gòu)為該電荷捕捉層。
25. 如權(quán)利要求23所述的存儲元件，其特征在于，電荷儲存結(jié)構(gòu)由下而上包括 一柵極介電結(jié)構(gòu)與一電荷捕捉層，且剖面呈梯形或類梯形的部分該電荷儲存結(jié)構(gòu)為 該柵極介電結(jié)構(gòu)與該電荷捕捉層，或該電荷捕捉層。
26. 如權(quán)利要求23所述的存儲元件，其特征在于，電荷儲存結(jié)構(gòu)由下而上包括 一柵極介電結(jié)構(gòu)、 一電荷捕捉層與一第二氧化物層，且剖面呈梯形或類梯形的部分 該電荷儲存結(jié)構(gòu)為該柵極介電結(jié)構(gòu)、該電荷捕捉層與該第二氧化物層，或該柵極介 電結(jié)構(gòu)與該電荷捕捉層，或該電荷捕捉層。
27. 如權(quán)利要求23所述的存儲元件，其特征在于，該柵極介電層結(jié)構(gòu)包括一 第一氧化物層；該電荷捕捉層包括一氮化物層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種存儲元件的制造方法，此方法包括在基底上依序形成具有柵極介電層結(jié)構(gòu)的電荷儲存結(jié)構(gòu)，接著在電荷儲存結(jié)構(gòu)上方形成柵極導(dǎo)體層，之后圖案化柵極導(dǎo)體層以及至少部分電荷儲存結(jié)構(gòu)。圖案化后的電荷儲存結(jié)構(gòu)的剖面大致呈梯形或類梯形，此梯形或類梯形接近柵極導(dǎo)體層為短邊而接近基底為長邊。
文檔編號H01L29/792GK101510507SQ200810009779
公開日2009年8月19日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日
發(fā)明者劉光文, 陳昕輝, 陳致霖 申請人:旺宏電子股份有限公司