專利名稱：存儲器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲器及其制造方法，尤其涉及一種字線與位線不垂直交錯的存 儲器及其制造方法。
背景技術(shù)：
請參照圖IA及圖1B，圖IA繪示乃傳統(tǒng)的雙位氮化物只讀存儲器的部分俯視圖， 圖IB繪示乃沿著圖IA的剖面線IB 1B’所視的雙位氮化物只讀存儲器的剖面圖。在 圖 IA IB 中，雙位氮化物只讀存儲器(dual bit nitride read only memory, NROM) 100 包括一硅基板105、多條埋入式位線110、多條字線120、多個氧化物/氮化物/氧化物 (oxide-nitride-oxide, 0N0)堆疊結(jié)構(gòu) 130b、多個障礙擴散氧化物(barrier diffusion oxide)層140、多個存儲單元(memory cell) 130a(如圖IA及圖IB中的較大虛線范圍所 示)、多個第一位儲存節(jié)(storage node) 133及數(shù)個第二位儲存節(jié)135(如圖IA及圖IB中 的較小虛線范圍所示)。埋入式位線110相互平行地設(shè)置于硅基板105中，此些字線120亦相互平行地設(shè) 置于硅基板105上。其中，此些字線120及此些埋入式位線110上下垂直交錯。每一條字 線120及硅基板105之間具有多個間隔排列的0N0堆疊結(jié)構(gòu)130b，各0N0堆疊結(jié)構(gòu)130b由 下而上依序包括有一下氧化物層(bottom oxide layer) 137、一氮化硅(silicon nitride, SiN)層138及一上氧化物層(top oxide layer) 139。另外，此些障礙擴散氧化物層140對 應地形成于埋入式位線110上，并與此些0N0堆疊結(jié)構(gòu)間隔排列，用以隔離字線120及埋入 式位線110。第一位儲存節(jié)133及第二位儲存節(jié)135對應地位于每一 0N0堆疊結(jié)構(gòu)130b中 相鄰于兩障礙擴散氧化物層140之處。然而，由于雙位氮化物只讀存儲器100所處的外界環(huán)境中存有相當多的背景輻 射，因此容易造成存儲單元130a的第一位儲存節(jié)133及第二位儲存節(jié)135中的電子濃度降 低。進而導致存儲單元130a所儲存的位錯誤，影響整體數(shù)據(jù)讀取時的正確性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，依據(jù)本發(fā)明提供實施例的目的是提供一種存儲器及其制造方法，其位 線與字線不垂直的設(shè)計，使得存儲單元具有較大的電子儲存空間，而儲存更大的電子濃度。 當環(huán)境中的背景輻射造成存儲單元的電子流失時，具有大量電子儲存濃度的存儲單元其電 子濃度下降仍可在容許范圍內(nèi)。藉此，存儲單元中的位仍可維持其正確性，并使整體數(shù)據(jù)讀 取時不產(chǎn)生錯誤。依據(jù)本發(fā)明提供實施例的一目的，提出一種存儲器，包括一基板、多條位線、多條 字線及一氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)。此些位線相互平行地設(shè)置于基板中。此些字線相互平行地設(shè)置于基板上，并與此些位線不垂直交錯。氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié) 構(gòu)設(shè)置于字線及基板之間。依據(jù)本發(fā)明提供實施例的另一目的，提出一種存儲器的制造方法。首先，提供一基 板。接著，形成一氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)于基板上。然后，形成多條相互平行的 位線于基板中。接著，形成多條相互平行且與此些位線不垂直交錯的字線于基板上。為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合 附圖，作詳細說明如下。


圖IA繪示乃傳統(tǒng)的雙位氮化物只讀存儲器的部分俯視圖；圖IB繪示乃沿著圖IA的剖面線IB 1B’所視的雙位氮化物只讀存儲器的剖面 圖；圖2A繪示乃依照本發(fā)明的第一實施例的存儲器的部分俯視圖；圖2B繪示乃沿著圖2A的剖面線2B 2B’所視的存儲器的剖面圖；圖3A 3E繪示乃依照本發(fā)明的第一實施例的存儲器的工藝剖面圖；圖4A繪示乃依照本發(fā)明的第二實施例的存儲器的部分俯視圖；圖4B繪示乃沿著圖4A的剖面線4B 4B’所視的存儲器的剖面圖；圖5A 5D繪示乃依照本發(fā)明的第二實施例的存儲器的工藝剖面圖。主要元件符號說明100 雙位氮化物只讀存儲器105 硅基板110:埋入式位線120,230 字線130a,215,315 存儲單元130b,240,250,340 氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)133、217a、317a 第一位儲存節(jié)135,217b,317b 第二位儲存節(jié)137,245,245a,345 下氧化物層138 氮化硅層139,241,241a,341 上氧化物層140:障礙擴散氧化物層200、300:存儲器210、310 基板220,320 位線243,243a,343 氮化物層250 間隔物層沈0、360 圖案化光致抗蝕劑層260a、360a:開口
具體實施例方式第一實施例請同時參照圖2A及圖2B，圖2A繪示乃依照本發(fā)明的第一實施例的存儲器的部分 俯視圖，圖2B繪示乃沿著圖2A的剖面線2B 2B，所視的存儲器的剖面圖。在圖2A 2B 中，存儲器200包括一基板210，多條位線(bit lineS)220、多條字線(word lines) 230, 多個氧化物/氮化物/氧化物(oxide-nitride-oxide，ΟΝΟ)堆疊結(jié)構(gòu)Μ0、多個間隔物 層250、多個存儲單元215(如圖2A及圖2B中較大的虛線范圍所示)、多個第一位儲存節(jié) (St0ragen0de)217a、多個第二位儲存節(jié)217b。此些位線220相互平行地設(shè)置于基板210 中，且位于基板210的表面附近。此些字線230相互平行地設(shè)置于基板210上，且此些字線 230與此些位線220互相交錯，但此些字線230與此些位線220并不互相垂直。也就是說， 此些字線230與此些位線220之間形成一個銳角θ而不垂直交錯。而于本實施例中，字線 230與位線220所夾的銳角θ優(yōu)選地為45度角。此些0Ν0堆疊結(jié)構(gòu)240相互隔開地設(shè)置 于對應的字線230及基板210之間，且位于相鄰的位線220之間。S卩，0Ν0堆疊結(jié)構(gòu)240與 位線220間隔排列。此些間隔物層250對應地設(shè)置于此些位線220及此些字線230之間， 并與0Ν0堆疊結(jié)構(gòu)MO間隔排列，用以隔離此些字線230及此些位線220。第一位儲存節(jié) 217a及第二位儲存節(jié)217b對應地位于每一 0N0堆疊結(jié)構(gòu)240中相鄰于間隔物層250之處。 于本實施例中，基板210以一硅基板為例做說明。存儲器200例如是一雙位氮化物只讀存 儲器(dual bit nitride read only memory, NR0M)。請再參照圖2B，其中0N0堆疊結(jié)構(gòu)MO包括一上氧化物層(top oxide layer) 241, 一下氧化物層(bottom oxide layer) M5、一氮化物層M3。下氧化物層245設(shè)置于基板 210上，上氧化物層241設(shè)置于下氧化物層245上，氮化物層243被設(shè)置于上氧化物層241 及下氧化物層245之間。氮化物層243的材質(zhì)為氮化硅(silicon nitride)、字線230的材 質(zhì)為一多晶硅(polysilicon)，而間隔物層250為一擴散障礙(barrier diffusion,BD)氧 化物。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，本實施例的材質(zhì)作為舉例說明之用，并非用以限定本發(fā)明 的技術(shù)范圍。字線230、位線220及0N0堆疊結(jié)構(gòu)240構(gòu)成此些存儲單元215，且存儲單元215 以陣列(array)排列的方式構(gòu)成一存儲單元陣列，如圖2A所示。每一存儲單元215具有一 第一位儲存節(jié)217a及一第二位儲存節(jié)217b，且各存儲單元215中的第一位儲存節(jié)217a及 第二位儲存節(jié)217b沿著字線230延伸的方向間隔排列。請參照圖3A 3E，其繪示乃依照本發(fā)明的第一實施例的存儲器的工藝剖面圖。首 先，如圖3A所示，提供一基板210，并形成一整面連續(xù)的氧化物/氮化物/氧化物(0N0)層 235于基板210上。其中，在形成整面連續(xù)的0N0堆疊結(jié)構(gòu)235時，先形成一整面連續(xù)的下 氧化物層Mfe于基板210上，再形成一整面連續(xù)的氮化物層于下氧化物層Mfe上， 最后形成一整面連續(xù)的上氧化物層Mla于氮化物層上。接著，如圖;3B所示，形成一圖案化光致抗蝕劑層260于0N0堆疊結(jié)構(gòu)235上，圖案 化光致抗蝕劑層260具有多個開口 260a，此些開口 ^Oa暴露部分的0N0堆疊結(jié)構(gòu)235。接 著，以離子注入(ion implantation)法形成數(shù)條互相平行的位線220于開口 ^Oa所對應 的部分的基板210中。然后，如圖3C所示，先去除部分的上氧化物層Mla，再去除部分的氮化物層對3 最后去除圖案化光致抗蝕劑層沈0。接著，如圖3D所示，形成多個間隔物層250于此些位線220之上，并形成多個氧化 物/氮化物/氧化物(oxide-nitride-oxide，0N0)堆疊結(jié)構(gòu)240于基板210上。其中，ONO 堆疊結(jié)構(gòu)MO與間隔物層250間隔排列。然后，如圖3Ε所示，形成數(shù)條相互平行且與位線220互相交錯但不垂直的字線230 于基板210上，字線230覆蓋ONO堆疊結(jié)構(gòu)240及間隔物層250。其中，字線230相對于位 線220傾斜一角度。另外，在形成此些字線230時，先形成一多晶硅(polysilicon)層于基 板210上，再藉由蝕刻法去除部分的多晶硅層以形成字線230。于本實施例中，互不垂直的 字線230與位線220所夾的銳角θ優(yōu)選地為45度角(如圖2Α所示)。于此，存儲器200 終告完成。于本實施例中，位線220與字線230相互交錯但不垂直的設(shè)計，使得存儲單元215 的第一位儲存節(jié)217a及第二位儲存節(jié)217b具有較大的電子儲存空間，也因此第一位儲存 節(jié)217a及第二位儲存節(jié)217b所儲存的電子濃度大量增加。當環(huán)境中的背景輻射造成存儲 單元215的電子遺失時，具有大量電子儲存濃度的存儲單元215其電子濃度下降仍可在容 許范圍內(nèi)。藉此，存儲單元215中的位可維持其正確性，并使整體數(shù)據(jù)讀取時不產(chǎn)生錯誤。第二實施例請同時參照圖4A及圖4B，圖4A繪示乃依照本發(fā)明的第二實施例的存儲器的部分 俯視圖，圖4B繪示乃沿著圖4A的剖面線4B 4B’所視的存儲器的剖面圖。在圖4A 4B 中，存儲器300包括一基板310，多條位線320、多條字線330、一氧化物/氮化物/氧化物 (oxide-nitride-oxide, 0N0)層340、多個存儲單元315 (如圖4Α及圖4Β中較大的虛線范 圍所示)、多個第一位儲存節(jié)317a、多個第二位儲存節(jié)317b。此些位線320相互平行地設(shè)置 于基板310中，且位于基板310的表面附近。此些字線330相互平行地設(shè)置于基板310上， 且此些字線330與此些位線320互相交錯，但此些字線330與此些位線320并不互相垂直。 也就是說，此些字線330與此些位線320之間形成一個銳角α而不垂直交錯。而于本實施 例中，字線330與位線320所夾的銳角α優(yōu)選地為45度角。0Ν0堆疊結(jié)構(gòu)340設(shè)置于基板 310上，并覆蓋位線320。字線330設(shè)置于部分的0Ν0堆疊結(jié)構(gòu)340上。第一位儲存節(jié)317a 及第二位儲存節(jié)317b對應地位于0N0堆疊結(jié)構(gòu)340中相鄰于位線320的邊緣處。于本實 施例中，基板310以一硅基板為例做說明。存儲器300例如是一雙位氮化物只讀存儲器。請再參照圖4B，其中0N0堆疊結(jié)構(gòu)340包括一上氧化物層341、一下氧化物層345、 一氮化物層343。下氧化物層345設(shè)置于基板310上，上氧化物層341設(shè)置于下氧化物層 345上，氮化物層343被設(shè)置于上氧化物層341及下氧化物層345之間。氮化物層343的材 質(zhì)為氮化硅、字線330的材質(zhì)為一多晶硅。字線330、位線320及0N0堆疊結(jié)構(gòu)340構(gòu)成此些存儲單元315，且存儲單元315 以陣列排列的方式構(gòu)成一存儲單元陣列，如圖4A所示。每一存儲單元315具有一第一位儲 存節(jié)317a及一第二位儲存節(jié)317b，且各存儲單元315中的第一位儲存節(jié)317a及第二位儲 存節(jié)317b沿著字線330延伸的方向間隔排列。請參照圖5A 5D，其繪示乃依照本發(fā)明的第二實施例的存儲器的工藝剖面圖。首 先，如圖5A所示，提供一基板310，并形成一整面連續(xù)的氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu) 340于基板310上。其中，在形成整面連續(xù)的0N0堆疊結(jié)構(gòu)340時，先形成一整面連續(xù)的下7氧化物層345于基板310上，再形成一整面連續(xù)的氮化物層343于下氧化物層345上，最后 形成一整面連續(xù)的上氧化物層341于氮化物層343上。接著，如圖5B所示，形成一圖案化光致抗蝕劑層360于ONO堆疊結(jié)構(gòu)340上，圖案 化光致抗蝕劑層360具有多個開口 360a，此些開口 360a暴露部分的ONO堆疊結(jié)構(gòu)340。接 著，以離子注入法形成數(shù)條互相平行的位線320于開口 360a所對應的部分的基板310中。然后，如圖5C所示，去除圖案化光致抗蝕劑層360。接著，如圖5D所示，形成數(shù)條相互平行且與位線320互相交錯但不垂直的字線330 于部分的ONO堆疊結(jié)構(gòu)340上。其中，字線330相對于位線320傾斜一角度。另外，在形成 此些字線330時，先形成一多晶硅層于ONO堆疊結(jié)構(gòu)340上，再藉由蝕刻法去除部分的多晶 硅層以形成字線330。于本實施例中，互不垂直的字線330與位線320所夾的銳角α優(yōu)選 地為45度角(如圖4Α所示)。于此，存儲器300終告完成。本發(fā)明上述實施例所揭露的存儲器及其制造方法，其位線與字線相互交錯但不垂 直的設(shè)計，使得存儲單元的第一位儲存節(jié)及第二位儲存節(jié)具有較大的儲存空間，也因此使 得第一位儲存節(jié)及第二位儲存節(jié)所儲存的電子濃度大量增加。當環(huán)境中的背景輻射造成存 儲單元的電子遺失時，具有大量電子儲存濃度的存儲單元其電子濃度下降仍可在容許范圍 內(nèi)。藉此，存儲單元中的位可維持其正確性，并使整體數(shù)據(jù)不產(chǎn)生錯誤。綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng) 域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明 的保護范圍當視所附權(quán)利要求所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種存儲器，包括 基板；多條位線，相互平行地設(shè)置于該基板中；多條字線，相互平行地設(shè)置于該基板上，并與該些位線不垂直交錯；以及 至少一氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該些字線及該基板之間，并具有兩個 位儲存節(jié)，該些字線與該些位線的不垂直交錯的配置用以提高該些位儲存節(jié)的儲存空間， 以增加所儲存的電子濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的存儲器，還包括多個該氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)，該些 氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)相互隔開，且與該些位線間隔排列。
3.如權(quán)利要求2所述的存儲器，還包括多個間隔物層，對應地設(shè)置于該些位線及該些字線之間，并與該些氧化物/氮化物/氧 化物堆疊結(jié)構(gòu)間隔排列，用以隔離該些字線及該些位線。
4.如權(quán)利要求3所述的存儲器，其中各該些間隔物層為擴散障礙氧化物。
5.如權(quán)利要求2所述的存儲器，其中各該氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)包括 下氧化物層，設(shè)置于該基板上；上氧化物層，設(shè)置于該下氧化層上；以及氮化物層，設(shè)置于該上氧化物層及該下氧化物層之間。
6.如權(quán)利要求1所述的存儲器，其中該氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)整面連續(xù)地 設(shè)置于該基板上，并覆蓋該些位線，該些字線設(shè)置于部分的該氧化物/氮化物/氧化物層 上。
7.如權(quán)利要求6所述的存儲器，其中該氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)包括 下氧化物層，設(shè)置于該基板上；上氧化物層，設(shè)置于該下氧化物層上；以及 氮化物層，設(shè)置于該上氧化物層及該下氧化物層之間。
8.如權(quán)利要求1所述的存儲器，其中該些字線相對于該些位線傾斜45度。
9.一種存儲器的制造方法，包括 提供基板；形成一氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)于基板之上； 形成多條相互平行的位線于該基板中；以及 形成多條相互平行且與該些位線不垂直交錯的字線于該基板上； 其中，該氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)具有兩個位儲存節(jié)，該些字線與該些位線的 不垂直交錯的配置用以提高該些位儲存節(jié)的儲存空間，以增加所儲存的電子濃度。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中形成該氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)的步驟還 包括形成下氧化物層于該基板上； 形成氮化物層于該下氧化物層上；以及 形成上氧化物層于該氮化物層上。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中形成該些位線的步驟還包括形成圖案化光致抗蝕劑層于該氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)上，該圖案化光致抗蝕劑層具有多個開口，該些開口暴露部分的該氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)；以及 形成該些位線于該些開口所對應的部分的該基板中。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中形成該些位線于該些開口所對應的部分的該基板 中的步驟還包括以離子注入法形成該些開口所對應的部分的該基板中。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中形成該些字線的步驟還包括形成該些字線于部分的該氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)上，該些字線相對于該些 位線傾斜45度。
全文摘要
一種存儲器，包括一基板、多條位線、多條字線及至少一氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)。此些位線相互平行地設(shè)置于基板中。此些字線相互平行地設(shè)置于基板上，并與此些位線不垂直交錯。氧化物/氮化物/氧化物堆疊結(jié)構(gòu)設(shè)置于字線及基板之間。
文檔編號H01L27/115GK102044546SQ20101052134
公開日2011年5月4日 申請日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者劉建宏, 林佑聰, 陳盈佐, 黃守偉 申請人:旺宏電子股份有限公司