本發(fā)明是有關(guān)于一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種三維存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

非易失性存儲(chǔ)器元件具有存入元件中的數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)殡娫垂?yīng)的中斷而消失的特性，因而成為目前普遍被用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器元件之一。閃存是一種典型的非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)。

制作具有垂直通道的非易失性存儲(chǔ)器元件，例如垂直通道nand閃存的方法，一般是先以多個(gè)絕緣層和多晶硅層交錯(cuò)疊層在半導(dǎo)體基材上形成多層疊層結(jié)構(gòu)，再于多層疊層結(jié)構(gòu)中形成貫穿開(kāi)口，將基材暴露于外；并依序在貫穿開(kāi)口的側(cè)壁上毯覆存儲(chǔ)層，例如硅-硅氧化物-氮化硅-硅氧化物-硅(sonos)存儲(chǔ)層以及多晶硅通道層，藉以在存儲(chǔ)層、通道層以及多晶硅層上定義出多個(gè)存儲(chǔ)單元。

然而，隨著存儲(chǔ)器元件的應(yīng)用的增加，對(duì)于存儲(chǔ)器元件的需求也趨向較小的尺寸、較大的存儲(chǔ)容量。因應(yīng)這種需求，系需要制造高元件密度及具有小尺寸的存儲(chǔ)裝置，也因此工藝的難度系提升。

因此，有需要提供一種垂直通道閃存元件及其制造方法，來(lái)解決已知技術(shù)所面臨的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明系有關(guān)于一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及其制造方法。實(shí)施例中，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中，以兩次刻蝕工藝分別制作兩個(gè)凹槽，因此可以較容易控制整體凹槽的深度，且第二絕緣凹槽的寬度大于第一絕緣凹槽的寬度，因此第二絕緣凹槽的刻蝕工藝可以輕易地對(duì)齊第一絕緣凹槽的位置。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，系提出一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)包括一 底氧化層、一第一導(dǎo)體層、一第一絕緣凹槽、多個(gè)絕緣層、多個(gè)第二導(dǎo)體層、一第二絕緣凹槽、一通道層以及一存儲(chǔ)層。第一導(dǎo)體層位于底氧化層上。第一絕緣凹槽穿過(guò)第一導(dǎo)體層且位于底氧化層上，且第一絕緣凹槽具有一第一寬度。絕緣層位于第一導(dǎo)體層上。第二導(dǎo)體層與絕緣層交錯(cuò)疊層，且第二導(dǎo)體層和第一導(dǎo)體層電性隔離。第二絕緣凹槽穿過(guò)絕緣層和第二導(dǎo)體層且位于第一絕緣凹槽上，第二絕緣凹槽具有一第二寬度，且第二寬度大于第一寬度。通道層位于第二絕緣凹槽的至少一側(cè)壁上。存儲(chǔ)層位于通道層與第二導(dǎo)體層之間。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，系提出一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法包括以下步驟：形成一底氧化層；形成一第一導(dǎo)體層于底氧化層上；形成一第一絕緣凹槽，第一絕緣凹槽穿過(guò)第一導(dǎo)體層且位于底氧化層上，第一絕緣凹槽具有一第一寬度；形成多個(gè)絕緣層于第一導(dǎo)體層上；形成多個(gè)第二導(dǎo)體層，第二導(dǎo)體層與絕緣層交錯(cuò)疊層，且和第一導(dǎo)體層電性隔離；形成一第二絕緣凹槽，第二絕緣凹槽穿過(guò)絕緣層和第二導(dǎo)體層且位于第一絕緣凹槽上，第二絕緣凹槽具有一第二寬度，第二寬度大于第一寬度；形成一通道層于第二絕緣凹槽的至少一側(cè)壁上；以及形成一存儲(chǔ)層于通道層與第二導(dǎo)體層之間。

為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下：

附圖說(shuō)明

圖1繪示本發(fā)明的一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2繪示本發(fā)明的另一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3繪示本發(fā)明的又一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖4繪示本發(fā)明的再一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖5繪示本發(fā)明的更一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖6繪示本發(fā)明的又更一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖7a～圖7f繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。

圖8a～圖8h繪示依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造 方法示意圖。

圖9a～圖9b繪示依照本發(fā)明的又一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。

圖10a～圖10k繪示依照本發(fā)明的再一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。

圖11a～圖11k-1繪示依照本發(fā)明的更一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。

圖12a～圖12b-1繪示依照本發(fā)明的又更一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。

【符號(hào)說(shuō)明】

10、20、30、40、50、50a、60、1100、120：存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

100：底氧化層

100a：基板

200：第一導(dǎo)體層

200a、400：絕緣層

210、220：導(dǎo)體部分

300：第一絕緣凹槽

300a、900a：凹槽

500：第二導(dǎo)體層

500a：犧牲層

600：第二絕緣凹槽

700：通道層

700a：u型區(qū)

700h：水平延伸段

700v：垂直延伸段

700s、910s、920s：側(cè)面

800：存儲(chǔ)層

900：頂氧化層

910、940、970：硬掩模層

910a：延伸段

920：低溫氧化物層

930：有機(jī)介電層

950：貫穿開(kāi)口

960：圖案化掩模層

960a：開(kāi)口

l1、l2：延伸長(zhǎng)度

t1：厚度

w1：第一寬度

w2：第二寬度

w3：寬度

11b-11b’、11c-11c’、11f-11f’、11i-11i’、11k-11k’：剖面線

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的實(shí)施例中，系提出一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及其制造方法。實(shí)施例中，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中，以兩次刻蝕工藝分別制作兩個(gè)凹槽，因此可以較容易控制整體凹槽的深度，且第二絕緣凹槽的寬度大于第一絕緣凹槽的寬度，因此第二絕緣凹槽的刻蝕工藝可以輕易地對(duì)齊第一絕緣凹槽的位置。然而，實(shí)施例僅用以作為范例說(shuō)明，并不會(huì)限縮本發(fā)明欲保護(hù)的范圍。此外，實(shí)施例中的圖式系省略部份要的元件，以清楚顯示本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。

但必須注意的是，這些特定的實(shí)施案例與方法，并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明仍可采用其他特征、元件、方法及參數(shù)來(lái)加以實(shí)施。較佳實(shí)施例的提出，僅系用以例示本發(fā)明的技術(shù)特征，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求范圍。該技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，將可根據(jù)以下說(shuō)明書的描述，在不脫離本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，作均等的修飾與變化。在不同實(shí)施例與圖式之中，相同的元件，將以相同的元件符號(hào)加以表示。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，其繪示本發(fā)明的一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)10包括一底氧化層100、一第一導(dǎo)體層200、一第一絕緣凹槽300、多個(gè)絕緣層400、多個(gè)第二導(dǎo)體層500、一第二絕緣凹槽600、一通道層700以及一存儲(chǔ)層800。

如圖1所示，第一導(dǎo)體層200位于底氧化層100上。第一絕緣凹槽300 穿過(guò)第一導(dǎo)體層200且位于底氧化層100上，且第一絕緣凹槽300具有一第一寬度w1。絕緣層400位于第一導(dǎo)體層200上。第二導(dǎo)體層500與絕緣層400交錯(cuò)疊層，且第二導(dǎo)體層500和第一導(dǎo)體層200電性隔離。第二絕緣凹槽600穿過(guò)絕緣層400和第二導(dǎo)體層500且位于第一絕緣凹槽300上，第二絕緣凹槽600具有一第二寬度w2，且第二寬度w2大于第一寬度w1。通道層700位于第二絕緣凹槽600的至少一側(cè)壁上。存儲(chǔ)層800位于通道層700與第二導(dǎo)體層500之間。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)10可以作為三維垂直通道nand閃存元件的主要結(jié)構(gòu)，其中第一導(dǎo)體層200例如是反轉(zhuǎn)柵極(inversiongate)，第二導(dǎo)體層500例如是字線。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，以兩次刻蝕工藝分別制作兩個(gè)凹槽300/600，因此可以較容易控制整體凹槽的深度；且第二絕緣凹槽600的第二寬度w2大于第一絕緣凹槽300的第一寬度w1，因此第二絕緣凹槽600的刻蝕工藝可以輕易地對(duì)齊第一絕緣凹槽300的位置。

更進(jìn)一步而言，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通道層700位于第二絕緣凹槽600的側(cè)壁和底面上，形成u型區(qū)700a于第一導(dǎo)體層200中，因而即使是通道層700的u型區(qū)700a都可以靠近第一導(dǎo)體層200，因此通道層700的相當(dāng)大的范圍都可以受到柵極(經(jīng)由第一導(dǎo)體層200)的控制，而可以有效減小通道層不受柵極控制的區(qū)域，進(jìn)而減少通道層不受到柵極控制的區(qū)域的較大阻值及較小電流對(duì)于存儲(chǔ)裝置的操作性能的不良影響。

再者，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通道層700位于存儲(chǔ)層800上，換言之，通道層700并非埋置于存儲(chǔ)層800中、被其他膜層所覆蓋、或埋置于一些管線中，因而可以較容易對(duì)通道層700進(jìn)行各種處理，例如可以較容易地對(duì)通道層700進(jìn)行熱處理，使其晶粒尺寸增大、晶界減少以及提高電流。

如圖1所示，實(shí)施例中，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)10更可包括一頂氧化層900，頂氧化層900位于絕緣層400和第二導(dǎo)體層500上。

如圖1所示的實(shí)施例中，第一絕緣凹槽300和第二絕緣凹槽600內(nèi)填充氧化物，而頂氧化層900覆蓋通道層700和第二絕緣凹槽600的上方。

實(shí)施例中，如圖1所示，第一導(dǎo)體層200具有一厚度t1，厚度t1例如是1500～4000埃。詳細(xì)而言，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一導(dǎo)體層200具有相對(duì)較大的厚度t1，因此以兩次刻蝕工藝分別制作兩個(gè)凹槽300/600可以令兩個(gè)凹槽300/600的連接處位于第一導(dǎo)體層200中，可以較容易控制整體凹槽的深度，也因此有利于工藝中的第二導(dǎo)體層500(字線)的圖案化。

實(shí)施例中，如圖1所示，第一絕緣凹槽300的第一寬度w1例如是10～30納米，第二絕緣凹槽600的第二寬度w2例如是50～150納米。

實(shí)施例中，第一導(dǎo)體層200和第二導(dǎo)體層500可分別包括多晶硅、鎢或兩者的組合。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，其繪示本發(fā)明的另一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。本實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同或相似的元件系沿用同樣或相似的元件標(biāo)號(hào)，且相同或相似元件的相關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參考前述，在此不再贅述。

如圖2所示，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)20中，通道層700具有一垂直延伸段700v和一水平延伸段700h，垂直延伸段700v和水平延伸段700h系相連接，且水平延伸段700h位于第二導(dǎo)體層500之上。

如圖2所示，實(shí)施例中，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)20更可包括一硬掩模層910，硬掩模層910位于通道層700上。硬掩模層910具有一延伸段910a，延伸段910a位于通道層700的水平延伸段700h上，且硬掩模層910的延伸段910a的延伸長(zhǎng)度l1大于通道層700的水平延伸段700h的延伸長(zhǎng)度l2。實(shí)施例中，通道層700的水平延伸段700h用于電性連接至存儲(chǔ)裝置的位線。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，其繪示本發(fā)明的又一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。本實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同或相似的元件系沿用同樣或相似的元件標(biāo)號(hào)，且相同或相似元件的相關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參考前述，在此不再贅述。

如圖3所示，實(shí)施例中，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)30更可包括一低溫氧化物層(low-temperatureoxide)920。低溫氧化物層920位于硬掩模層910上，且低溫氧化物層920完全覆蓋硬掩模層910的延伸段910a。

如圖3所示，實(shí)施例中，低溫氧化物層920的上部具有突出外緣，突出外緣的側(cè)面920s超過(guò)延伸段910a的側(cè)面910s，延伸段910a的側(cè)面910s超過(guò)水平延伸段700h的側(cè)面700s。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，其繪示本發(fā)明的再一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。本 實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同或相似的元件系沿用同樣或相似的元件標(biāo)號(hào)，且相同或相似元件的相關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參考前述，在此不再贅述。

如圖4所示，實(shí)施例中，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)40更包括一貫穿開(kāi)口950。貫穿開(kāi)口950穿過(guò)絕緣層400、第二導(dǎo)體層500和第一導(dǎo)體層200，且貫穿開(kāi)口950位于底氧化層100上。

請(qǐng)參照?qǐng)D5，其繪示本發(fā)明的更一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。本實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同或相似的元件系沿用同樣或相似的元件標(biāo)號(hào)，且相同或相似元件的相關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參考前述，在此不再贅述。

如圖5所示，實(shí)施例中，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)50的第一導(dǎo)體層200可包括兩個(gè)導(dǎo)體部分210和220，導(dǎo)體部分210和導(dǎo)體部分220例如可由不同材料所制作。舉例而言，鄰接第一絕緣凹槽300的導(dǎo)體部分210由多晶硅所制作，而鄰接貫穿開(kāi)口950的導(dǎo)體部分220由鎢所制作。

如圖5所示，導(dǎo)體部分210基本上位于第二絕緣凹槽600和底氧化層100之間，而導(dǎo)體部分220基本上位于絕緣層400和底氧化層100之間。

請(qǐng)參照?qǐng)D6，其繪示本發(fā)明的又更一實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意圖。本實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同或相似的元件系沿用同樣或相似的元件標(biāo)號(hào)，且相同或相似元件的相關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參考前述，在此不再贅述。

如圖6所示，實(shí)施例中，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)60的第一導(dǎo)體層200可包括兩個(gè)導(dǎo)體部分210和220，鄰接第一絕緣凹槽300的導(dǎo)體部分210由多晶硅所制作，而鄰接貫穿開(kāi)口950的導(dǎo)體部分220由鎢所制作。

如圖6所示，由多晶硅所制作的導(dǎo)體部分210所占有的體積大于由鎢所制作的導(dǎo)體部分220所占有的體積。

圖7a～圖7f繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。本實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同或相似的元件系沿用同樣或相似的元件標(biāo)號(hào)，且相同或相似元件的相關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參考前述，在此不再贅述。

如圖7a所示，形成底氧化層100，以及形成第一導(dǎo)體層200于底氧化層100上。實(shí)施例中，第一導(dǎo)體層200例如是多晶硅層，其厚度t1例如是1500～4000埃。第一導(dǎo)體層200在存儲(chǔ)裝置中可作為柵極。

如圖7b所示，形成第一絕緣凹槽300。第一絕緣凹槽300穿過(guò)第一導(dǎo)體層200且位于底氧化層100上，第一絕緣凹槽300具有第一寬度w1， 第一寬度w1例如是10～30納米。實(shí)施例中，例如是刻蝕第一導(dǎo)體層200并停止于底氧化層100上以形成第一絕緣凹槽300，此刻蝕工藝對(duì)于底氧化層100和第一導(dǎo)體層200具有高選擇比。

如圖7c所示，填充絕緣材料于第一絕緣凹槽300中。實(shí)施例中，例如是先沉積氧化物于第一絕緣凹槽300中，接著以例如化學(xué)機(jī)械研磨方式平坦化氧化物的表面至第一導(dǎo)體層200的上表面。

如圖7d所示，形成多個(gè)絕緣層400于第一導(dǎo)體層200上，以及形成多個(gè)第二導(dǎo)體層500，第二導(dǎo)體層500與絕緣層400交錯(cuò)疊層，且第二導(dǎo)體層500和第一導(dǎo)體層200彼此電性隔離。實(shí)施例中，絕緣層400例如是氧化物層，第二導(dǎo)體層500例如是多晶硅層，或者是摻雜多晶硅層，在存儲(chǔ)裝置中可作為字線。

如圖7e所示，形成第二絕緣凹槽600，第二絕緣凹槽600穿過(guò)絕緣層400和第二導(dǎo)體層500且位于第一絕緣凹槽300上。第二絕緣凹槽600的第二寬度w2大于第一絕緣凹槽300的第一寬度w1。實(shí)施例中，第二絕緣凹槽600的第二寬度w2例如是50～150納米。

實(shí)施例中，例如是刻蝕絕緣層400、第二導(dǎo)體層500以及部分的第一導(dǎo)體層200和部分的第一絕緣凹槽300的絕緣材料，而停止于第一導(dǎo)體層200之中，以形成第二絕緣凹槽600于第一絕緣凹槽300上。第一導(dǎo)體層200的相對(duì)較大的厚度t1有利于此刻蝕工藝的刻蝕深度的控制。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，以兩次刻蝕工藝制作兩個(gè)凹槽300/600，兩個(gè)凹槽300/600的連接處位于第一導(dǎo)體層200中，因此較容易控制整體凹槽的深度；且第二絕緣凹槽600的第二寬度w2大于第一絕緣凹槽300的第一寬度w1，因此第二絕緣凹槽600的刻蝕工藝可以輕易地對(duì)齊第一絕緣凹槽300的位置。

如圖7f所示，形成通道層700于第二絕緣凹槽600的至少一側(cè)壁上，以及形成存儲(chǔ)層800于通道層700與第二導(dǎo)體層500之間。實(shí)施例中，通道層700例如是多晶硅層或者是鍺(ge)/硅化鍺(sige)/鍺銦錫氧化物(gizo)層，存儲(chǔ)層800例如可具有氧化硅-氮化硅-氧化硅(oxide-nitride-oxide，ono)、氧化硅-氮化硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅(oxide-nitride-oxide-nitride-oxide，onono)或氧化硅-氮化硅-氧化硅-氮 化硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅(oxide-nitride-oxide-nitride-oxide-nitride-oxide，ononono)結(jié)構(gòu)的復(fù)合層(但不以此為限)。

如圖7f所示，通道層700更可形成于第二絕緣凹槽600的底面上。如此一來(lái)，通道層700的大部分區(qū)域皆靠近第一導(dǎo)體層200或第二導(dǎo)體層500，而可以避免通道層700不受柵極和/或字線控制的區(qū)域之較大阻值及較小電流對(duì)于存儲(chǔ)裝置的操作性能的不良影響。

接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1，形成頂氧化層900于絕緣層400和第二導(dǎo)體層500上。至此，形成如圖1所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)10。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D7a～圖7f和圖8a～圖8h，其繪示依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。本實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同或相似的元件系沿用同樣或相似的元件標(biāo)號(hào)，且相同或相似元件的相關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參考前述，在此不再贅述。

進(jìn)行如圖7a～圖7f的步驟之后，接著，如圖8a所示，形成硬掩模層910于通道層700上。實(shí)施例中，硬掩模層910例如是氮化硅層或氧化硅層。此階段的硬掩模層910可以用來(lái)保護(hù)通道層700。

如圖8b所示，形成有機(jī)介電層930于硬掩模層910且填充第二絕緣凹槽600，以及形成另一個(gè)硬掩模層940于有機(jī)介電層930上。實(shí)施例中，如圖8b所示，有機(jī)介電層930具有一平坦的上表面，而硬掩模層940形成于有機(jī)介電層930的平坦上表面上。

實(shí)施例中，有機(jī)介電層930例如包括有機(jī)介電材料或topaz材料(應(yīng)用材料公司(appliedmaterials)所開(kāi)發(fā))，硬掩模層940例如包括含硅硬掩模底部抗反射涂層(silicon-containinghard-maskbottomanti-reflectioncoating，shb)、低溫氧化物層(low-temperatureoxide，lto)、或darc層(應(yīng)用材料公司所開(kāi)發(fā))。

如圖8c所示，設(shè)置一圖案化掩模層960于硬掩模層940上，以進(jìn)行后續(xù)的圖案化工藝。圖案化掩模層960具有至少一開(kāi)口960a，開(kāi)口960a對(duì)應(yīng)預(yù)定的第二絕緣凹槽600。如圖8c所示，實(shí)施例中，此結(jié)構(gòu)同時(shí)也可具有另一個(gè)第二絕緣凹槽600，而開(kāi)口960a僅對(duì)應(yīng)預(yù)定的第二絕緣凹槽600，另一個(gè)第二絕緣凹槽600完全被圖案化掩模層960所覆蓋。

如圖8d所示，根據(jù)圖案化掩模層960刻蝕移除部分的有機(jī)介電層930和硬掩模層940，暴露出第二絕緣凹槽600內(nèi)的硬掩模層910和其下的通道層700，同時(shí)一并刻蝕移除圖案化掩模層960。由于有機(jī)介電層930的材料相對(duì)于硬掩模層910、通道層700、絕緣層400和第二導(dǎo)體層500具有高刻蝕選擇比，因此刻蝕移除有機(jī)介電層930所留下的硬掩模層910和其下的通道層700保有完整的結(jié)構(gòu)，并未受到刻蝕工藝的破壞。

如圖8e所示，形成低溫氧化物層920于有機(jī)介電層930和硬掩模層940上，并填充于第二絕緣凹槽600內(nèi)。實(shí)施例中，例如是以原子層沉積法(ald)形成低溫氧化物層920。低溫氧化物層920可以保護(hù)硬掩模層910和通道層700不受后續(xù)的等向性刻蝕(iso-tropicaletching)工藝的破壞。

如圖8f所示，刻蝕移除部分的低溫氧化物層920及硬掩模層940，暴露出有機(jī)介電層930。

如圖8g所示，刻蝕移除有機(jī)介電層930，且保留低溫氧化物層920、硬掩模層910和通道層700。舉例而言，如圖8g所示，實(shí)施例中，位于另一個(gè)第二絕緣凹槽600內(nèi)的有機(jī)介電層930在此步驟中被刻蝕移除。

接著，如圖8h所示，以等向性刻蝕(iso-tropicaletching)工藝刻蝕移除部分的硬掩模層910和部分的通道層700，而形成低溫氧化物層920的上部之突出外緣的側(cè)面920s超過(guò)硬掩模層910的延伸段910a的側(cè)面910s，延伸段910a的側(cè)面910s超過(guò)通道層700的水平延伸段700h的側(cè)面700s。

實(shí)施例中，等向性刻蝕工藝?yán)绨ú捎脽崃姿?h3po4)刻蝕液或以化學(xué)干法刻蝕(chemicaldryetch，cde)工藝刻蝕硬掩模層910，以及采用氨水(nh4oh)或氫氧化四甲基銨(tmah)刻蝕液、或以化學(xué)干法刻蝕(cde)工藝刻蝕通道層700。

接著，請(qǐng)參照?qǐng)D3，形成頂氧化層900于絕緣層400、第二導(dǎo)體層500和低溫氧化物層920上。至此，形成如圖3所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)30。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法，可以形成水平延伸段700h用以電性連接至存儲(chǔ)裝置的位線，同時(shí)不刻蝕存儲(chǔ)層800。如此一來(lái)，可保有存儲(chǔ)層800的完整，可以維持存儲(chǔ)層800的電場(chǎng)分布均勻性，降低電場(chǎng)分布不均勻可能產(chǎn)生的邊緣效應(yīng)(edgeeffect)，而可以有效維持并提升存儲(chǔ)裝置的編程/擦除的操作效能和操作速度。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D7a～圖7f和圖9a～圖9b，其繪示依照本發(fā)明的又一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。

進(jìn)行如圖7a～圖7f的步驟之后，接著，如圖9a所示，形成硬掩模層910于通道層700上。實(shí)施例中，硬掩模層910例如是氮化硅層。此階段的硬掩模層910可以用來(lái)保護(hù)通道層700。

接著，如圖9b所示，以等向性刻蝕工藝刻蝕移除部分的硬掩模層910和部分的通道層700，而形成硬掩模層910的延伸段910a的側(cè)面910s超過(guò)通道層700的水平延伸段700h的側(cè)面700s。實(shí)施例中，例如可以先形成如圖8h所示的包括低溫氧化物層920的結(jié)構(gòu)，再以稀釋氫氟酸(dilutedhydrofluoricacid，dhf)移除低溫氧化物層920。

實(shí)施例中，等向性刻蝕工藝?yán)绨ú捎脽崃姿?h3po4)刻蝕液或以化學(xué)干法刻蝕(chemicaldryetch)工藝刻蝕硬掩模層910，以及采用氨水(nh4oh)或氫氧化四甲基銨(tmah)刻蝕液、或以化學(xué)干法刻蝕(chemicaldryetch)工藝刻蝕通道層700。

接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2，形成頂氧化層900于絕緣層400和第二導(dǎo)體層500上。至此，形成如圖2所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)20。

圖10a～圖10k繪示依照本發(fā)明的再一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。本實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同或相似的元件系沿用同樣或相似的元件標(biāo)號(hào)，且相同或相似元件的相關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參考前述，在此不再贅述。

如圖10a所示，形成底氧化層100，以及形成一絕緣層200a于底氧化層100上。實(shí)施例中，絕緣層200a例如是氮化硅層，其厚度t1例如是1500～4000埃。

如圖10b所示，形成凹槽300a。凹槽300a穿過(guò)絕緣層200a且位于底氧化層100上，凹槽300a具有寬度w3例如是70～150納米。實(shí)施例中，例如是刻蝕絕緣層200a并停止于底氧化層100上以形成凹槽300a。

如圖10c所示，形成導(dǎo)體部分210于凹槽300a的側(cè)壁上，并定義出第一絕緣凹槽300。實(shí)施例中，例如是以導(dǎo)體材料填充凹槽300a，接著刻蝕凹槽300a的導(dǎo)體材料以形成第一絕緣凹槽300及導(dǎo)體部分210，第一絕緣凹槽300具有第一寬度w1為10～30納米。實(shí)施例中，導(dǎo)體材料例如 是多晶硅。

如圖10d所示，填入絕緣材料于第一絕緣凹槽300中。

如圖10e所示，形成多個(gè)絕緣層400于第一絕緣凹槽300、導(dǎo)體部分210及絕緣層200a上，以及形成多個(gè)犧牲層500a，犧牲層500a與絕緣層400交錯(cuò)疊層。實(shí)施例中，絕緣層400例如是氧化硅層，犧牲層500a例如是氮化硅層。

如圖10f所示，形成第二絕緣凹槽600，第二絕緣凹槽600穿過(guò)絕緣層400和犧牲層500a且位于第一絕緣凹槽300上。第二絕緣凹槽600的第二寬度w2大于第一絕緣凹槽300的第一寬度w1。實(shí)施例中，第二絕緣凹槽600的第二寬度w2例如是50～150納米。

如圖10g所示，形成通道層700于第二絕緣凹槽600的至少一側(cè)壁上，以及形成存儲(chǔ)層800于通道層700與犧牲層500a之間。

如圖10h所示，形成頂氧化層900于絕緣層400和犧牲層500a上。

如圖10i所示，形成貫穿開(kāi)口950。貫穿開(kāi)口950穿過(guò)頂氧化層900、通道層700、存儲(chǔ)層800、絕緣層400、犧牲層500a和絕緣層200a，且位于底氧化層100上。

如圖10j所示，移除犧牲層500a和絕緣層200a。實(shí)施例中，例如經(jīng)由貫穿開(kāi)口950導(dǎo)入刻蝕液以將犧牲層500a和絕緣層200a刻蝕移除。

如圖10k所示，形成導(dǎo)體部分220和第二導(dǎo)體層500。實(shí)施例中，例如經(jīng)由貫穿開(kāi)口950導(dǎo)入導(dǎo)體材料填充犧牲層500a和絕緣層200a刻蝕留下的空間，接著再經(jīng)由貫穿開(kāi)口950導(dǎo)入刻蝕液將貫穿開(kāi)口950的導(dǎo)體材料刻蝕分開(kāi)。至此，形成如圖10k所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)50a。

另一實(shí)施例中，請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D5、圖8a～圖8h和圖10a～圖10k，在進(jìn)行如圖10g所示的步驟之后，進(jìn)行如圖8a～圖8h所示的步驟以形成如圖5所示的低溫氧化物層920、硬掩模層910的延伸段910a和通道層700的水平延伸段700h之結(jié)構(gòu)，接著再進(jìn)行圖10h～圖10k所示的步驟，最后涂布氧化物材料于頂氧化層900上和貫穿開(kāi)口950中，則形成如圖5所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)50。

如圖4所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)40的制造方法與如圖5所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)50的制造方法的差異在于如圖10b～圖10c所示的步驟，其中不形成凹槽 300a和導(dǎo)體部分210，而是直接在絕緣層200a中形成具有第一寬度w1為10～30納米的第一絕緣凹槽300，之后的制造步驟則類似如圖10d～圖10k所示的步驟。

如圖6所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)60的制造方法與如圖5所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)50的制造方法的差異在于如圖10b～圖10c所示的步驟，其中調(diào)整凹槽300a的寬度w3，使寬度w3大于第二絕緣凹槽600預(yù)定的第二寬度w2，之后的制造步驟則類似如圖10d～圖10k所示的步驟。

圖11a～圖11k-1繪示依照本發(fā)明的更一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。本實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同或相似之元件系沿用同樣或相似的元件標(biāo)號(hào)，且相同或相似元件的相關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參考前述，在此不再贅述。

如圖11a所示，形成底氧化層100于基板100a上，以及形成第一導(dǎo)體層200于底氧化層100上。然后，形成多個(gè)絕緣層400于第一導(dǎo)體層200上，以及形成多個(gè)第二導(dǎo)體層500，第二導(dǎo)體層500與絕緣層400交錯(cuò)疊層，且第二導(dǎo)體層500和第一導(dǎo)體層200電性隔離。接著，形成硬掩模層970于第二導(dǎo)體層500上。

如圖11b～圖11b-1所示，其中圖11b-1繪示沿圖11b的剖面線11b-11b’的剖面示意圖，形成凹槽900a，凹槽900a穿過(guò)絕緣層400、第二導(dǎo)體層500、第一導(dǎo)體層200及底氧化層100且位于基板100a上。

如圖11c～圖11c-1所示，其中圖11c-1繪示沿圖11c的剖面線11c-11c’的剖面示意圖，形成通道層700于凹槽900a的至少一側(cè)壁上，以及形成存儲(chǔ)層800于通道層700與第二導(dǎo)體層500之間。實(shí)施例中，通道層700例如是多晶硅層，存儲(chǔ)層800例如可具有氧化硅-氮化硅-氧化硅(oxide-nitride-oxide，ono)、氧化硅-氮化硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅(oxide-nitride-oxide-nitride-oxide，onono)或氧化硅-氮化硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅(oxide-nitride-oxide-nitride-oxide-nitride-oxide，ononono)結(jié)構(gòu)的復(fù)合層(但不以此為限)。接著，形成硬掩模層910于通道層700上。

如圖11d所示，形成有機(jī)介電層930于硬掩模層910且填充凹槽900a，以及形成另一個(gè)硬掩模層940于有機(jī)介電層930上。

如圖11e所示，設(shè)置一圖案化掩模層960于硬掩模層940上，以進(jìn)行后續(xù)的圖案化工藝。圖案化掩模層960具有至少一開(kāi)口960a，開(kāi)口960a對(duì)應(yīng)預(yù)定的凹槽900a。

如圖11f～圖11f-1所示，其中第11f-1圖繪示沿圖11f的剖面線11f-11f’的剖面示意圖，根據(jù)圖案化掩模層960刻蝕移除部分的有機(jī)介電層930和硬掩模層940，暴露出預(yù)定的凹槽900a內(nèi)的硬掩模層910和其下的通道層700。由于有機(jī)介電層930的材料相對(duì)于硬掩模層910和其下的通道層700具有高選擇比，因此移除有機(jī)介電層930所留下的硬掩模層910和其下的通道層700保有完整的結(jié)構(gòu)，并未受到刻蝕工藝的破壞。

如圖11g所示，形成低溫氧化物層920于有機(jī)介電層930和硬掩模層940上，并填充于凹槽900a內(nèi)。

如圖11h所示，刻蝕移除部分的低溫氧化物層920及硬掩模層940，暴露出有機(jī)介電層930。

如圖11i～圖11i-1所示，其中圖11i-1繪示沿圖11i的剖面線11i-11i’的剖面示意圖，刻蝕移除有機(jī)介電層930，且保留低溫氧化物層920、硬掩模層910和通道層700。舉例而言，如圖11i-1所示，實(shí)施例中，位于另一個(gè)凹槽900a內(nèi)的有機(jī)介電層930在此步驟中被刻蝕移除。

如圖11j所示，以等向性刻蝕(iso-tropicaletching)工藝刻蝕移除部分的硬掩模層910和部分的通道層700，而形成低溫氧化物層920的上部之突出外緣的側(cè)面920s超過(guò)硬掩模層910的延伸段910a的側(cè)面910s，延伸段910a的側(cè)面910s超過(guò)通道層700的水平延伸段700h的側(cè)面700s。

接著，如圖11k～圖11k-1所示，其中圖11k-1繪示沿圖11k的剖面線11k-11k’的剖面示意圖，形成頂氧化層900于絕緣層400、第二導(dǎo)體層500、存儲(chǔ)層800和低溫氧化物層920上。至此，形成如圖11k～圖11k-1所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)1100。

圖12a～圖12b-1繪示依照本發(fā)明的又更一實(shí)施例的一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的制造方法示意圖。本實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同或相似的元件系沿用同樣或相似的元件標(biāo)號(hào)，且相同或相似元件的相關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參考前述，在此不再贅述。

進(jìn)行如圖11a～圖11f-1所示的步驟之后，進(jìn)行如圖9a～圖9b所示的 步驟，形成如圖12a所示的結(jié)構(gòu)，其中硬掩模層910的延伸段910a的側(cè)面910s超過(guò)通道層700的水平延伸段700h的側(cè)面700s。

接著，如圖12b～圖12b-1所示，其中圖12b-1繪示沿圖12b的剖面線12b-12b’的剖面示意圖，形成頂氧化層900于絕緣層400、第二導(dǎo)體層500和存儲(chǔ)層800上。至此，形成如圖12b～圖12b-1所示的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)1200。

綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視隨附的權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。