非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種非易失性存儲(chǔ)器，具有存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元具有堆疊結(jié)構(gòu)、浮置柵極、隧穿介電層、抹除柵介電層、輔助柵介電層、源極區(qū)、漏極區(qū)、控制柵極以及柵間介電層。堆疊結(jié)構(gòu)具有依序設(shè)置的柵介電層、輔助柵極、絕緣層以及抹除柵極。浮置柵極設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)的第一側(cè)的側(cè)壁。隧穿介電層設(shè)置于浮置柵極下。抹除柵介電層設(shè)置于抹除柵極與浮置柵極之間。輔助柵介電層設(shè)置于輔助柵極與浮置柵極之間。源極區(qū)與漏極區(qū)分別設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)與浮置柵極兩側(cè)?？刂茤艠O設(shè)置于源極區(qū)與浮置柵極上。柵間介電層設(shè)置于控制柵極與浮置柵極之間。
【專利說明】
非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體元件及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非易失性存儲(chǔ)器由于具有可多次進(jìn)行數(shù)據(jù)的存入、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)，已廣泛采用在個(gè)人電腦和電子設(shè)備。
[0003]典型的一種非易失性存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)成具有堆疊式柵極(Stack-Gate)結(jié)構(gòu)，其中包括依序設(shè)置于基底上的隧穿氧化層、浮置柵極(Floating gate)、柵間介電層以及控制柵極(Control Gate)。對(duì)此快閃存儲(chǔ)器元件進(jìn)行程序化或抹除操作時(shí)，系分別于源極區(qū)、漏極區(qū)與控制柵極上施加適當(dāng)電壓，以使電子注入多晶硅浮置柵極中，或?qū)㈦娮訌亩嗑Ч韪≈脰艠O中拉出。
[0004]在非易失性存儲(chǔ)器的操作上，通常浮置柵極與控制柵極之間的柵極耦合率(Gate-Coupling Rat1,GCR)越大，其操作所需的工作電壓將越低，而快閃存儲(chǔ)器的操作速度與效率就會(huì)大大的提升。其中增加?xùn)艠O耦合率的方法，包括了增加浮置柵極與控制柵極間的重疊面積(Overlap Area)、降低浮置柵極與控制柵極間的介電層的厚度、以及增加浮置柵極與控制柵極之間的柵間介電層的介電常數(shù)(Dielectric Constant ；k)等。
[0005]然而，隨著集成電路正以更高的集成度朝向小型化的元件發(fā)展，所以必須縮小非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元尺寸以增進(jìn)其集成度。其中，縮小存儲(chǔ)單元的尺寸可藉由減小存儲(chǔ)單元的柵極長(zhǎng)度與比特線的間隔等方法來(lái)達(dá)成。但是，柵極長(zhǎng)度變小會(huì)縮短了隧穿氧化層下方的通道長(zhǎng)度(Channel Length)，容易造成漏極與源極間發(fā)生不正常的電性貫通(Punch Through)，如此將嚴(yán)重影響此存儲(chǔ)單元的電性表現(xiàn)。而且，在程序化及或抹除存儲(chǔ)單元時(shí)，電子重復(fù)穿越過隧穿氧化層，將耗損隧穿氧化層，導(dǎo)致存儲(chǔ)器元件可靠度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法，可以低操作電壓操作，進(jìn)而增加半導(dǎo)體元件的可靠度。
[0007]本發(fā)明提供一種非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法，可以提高元件的集成度。
[0008]本發(fā)明提出一種非易失性存儲(chǔ)器，具有第一存儲(chǔ)單元，設(shè)置于基底上。此第一存儲(chǔ)單元具有堆疊結(jié)構(gòu)、浮置柵極、隧穿介電層、抹除柵介電層、輔助柵介電層、源極區(qū)、漏極區(qū)、控制柵極以及柵間介電層，其中堆疊結(jié)構(gòu)具有依序設(shè)置于基底上的柵介電層、輔助柵極、絕緣層以及抹除柵極。浮置柵極設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)的第一側(cè)的側(cè)壁，且浮置柵極的頂部具有轉(zhuǎn)角部，轉(zhuǎn)角部鄰近抹除柵極，且轉(zhuǎn)角部高度落于抹除柵極高度間。隧穿介電層設(shè)置于浮置柵極與基底之間。抹除柵介電層設(shè)置于抹除柵極與浮置柵極之間。輔助柵介電層設(shè)置于輔助柵極與浮置柵極之間。源極區(qū)與漏極區(qū)分別設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)與浮置柵極兩側(cè)的基底中，其中源極區(qū)鄰接浮置柵極，漏極區(qū)鄰接堆疊結(jié)構(gòu)的第二側(cè)，第一側(cè)與第二側(cè)相對(duì)。控制柵極設(shè)置于源極區(qū)與浮置柵極上。柵間介電層設(shè)置于控制柵極與浮置柵極之間。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述非易失性存儲(chǔ)器更具有第二存儲(chǔ)單元。第二存儲(chǔ)單元設(shè)置于基底上，且第二存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)與第一存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)相同，第二存儲(chǔ)單元與第一存儲(chǔ)單元成鏡像配置，共用源極區(qū)或漏極區(qū)。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一存儲(chǔ)單元與上述的第二存儲(chǔ)單元共用控制柵極，且控制柵極填滿第一存儲(chǔ)單元與第二存儲(chǔ)單元之間的開口。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述非易失性存儲(chǔ)器更具有第三存儲(chǔ)單元。第三存儲(chǔ)單元設(shè)置于基底上，且第三存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)與第一存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)相同，共用源極區(qū)、輔助柵極、抹除柵極以及控制柵極，且控制柵極填滿第一存儲(chǔ)單元與第三存儲(chǔ)單元之間。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述隧穿介電層更設(shè)置于控制柵極與源極區(qū)之間。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述非易失性存儲(chǔ)器更具有輔助柵介電層。輔助柵介電層設(shè)置于浮置柵極與輔助柵極之間，其中輔助柵介電層的材質(zhì)包括氧化硅/氮化硅、氧化硅/氮化硅/氧化硅或氧化硅。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述絕緣層的材質(zhì)包括氧化硅。上述柵間介電層的材質(zhì)包括氧化硅/氮化硅/氧化硅或氮化硅/氧化硅或其他高介電常數(shù)的材質(zhì)(介電常數(shù)k >4) ο
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述隧穿介電層的材質(zhì)包括氧化硅，隧穿介電層的厚度介于60埃至200埃之間。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述柵介電層的材質(zhì)包括氧化硅，柵介電層的厚度小于或等于隧穿介電層的厚度。上述抹除柵介電層的材質(zhì)包括氧化硅，抹除柵介電層的厚度介于100埃至180埃之間。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述浮置柵極的頂部具有轉(zhuǎn)角部，轉(zhuǎn)角部角度小于或等于90度。
[0018]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述輔助柵極的寬度大于抹除柵極的寬度，而在堆疊結(jié)構(gòu)的第一側(cè)形成階梯輪廓。上述浮置柵極包括位于輔助柵極側(cè)壁的第一部分以及位于抹除柵極側(cè)壁的第二部分。
[0019]本發(fā)明提供一種非易失性存儲(chǔ)器的制造方法，包括下列步驟。首先，提供基底。接著，于基底上形成至少二堆疊結(jié)構(gòu)，各堆疊結(jié)構(gòu)由基底起依序包括柵介電層、輔助柵極、絕緣層以及抹除柵極。然后，于堆疊結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成輔助柵介電層，輔助柵介電層的頂部位于輔助柵極與抹除柵極之間，于堆疊結(jié)構(gòu)之間的基底上形成隧穿介電層。接著，于輔助柵介電層上形成抹除柵介電層，于堆疊結(jié)構(gòu)第一側(cè)的側(cè)壁形成導(dǎo)體間隙壁，于導(dǎo)體間隙壁之間的基底中形成源極區(qū)。然后，圖案化導(dǎo)體間隙壁，以形成浮置柵極，其中浮置柵極的頂部具有轉(zhuǎn)角部，轉(zhuǎn)角部鄰近抹除柵極，且轉(zhuǎn)角部高度落于抹除柵極高度間。接著，于堆疊結(jié)構(gòu)的第二側(cè)的基底中形成漏極區(qū)，第一側(cè)與第二側(cè)相對(duì)。然后，于浮置柵極上形成柵間介電層，以及于柵間介電層上形成控制柵極。
[0020]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述輔助柵介電層、抹除柵介電層以及導(dǎo)體間隙壁的形成步驟包括:于堆疊結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成隔離材料層，于隧穿介電層形成第一導(dǎo)體層，第一導(dǎo)體層的頂部位于輔助柵極與抹除柵極之間。接著，移除部分隔離材料層，以形成輔助柵介電層。然后，于輔助柵介電層上形成抹除柵介電層，于第一導(dǎo)體層上形成第二導(dǎo)體層。接著，移除部分第二導(dǎo)體層與第一導(dǎo)體層，以形成導(dǎo)體間隙壁。
[0021]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述移除部分第二導(dǎo)體層與第一導(dǎo)體層，以形成導(dǎo)體間隙壁的步驟包括:對(duì)第二導(dǎo)體層與第一導(dǎo)體層進(jìn)行非等向性蝕刻制程。
[0022]本發(fā)明提供一種非易失性存儲(chǔ)器的制造方法，包括下列步驟。首先，提供基底，于基底上形成至少二輔助柵極結(jié)構(gòu)，各輔助柵極結(jié)構(gòu)由基底起依序包括柵介電層、輔助柵極以及絕緣層。接著，于輔助柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成輔助柵介電層，于輔助柵極結(jié)構(gòu)之間的基底上形成隧穿介電層，于基底上形成第一導(dǎo)體層。然后，圖案化第一導(dǎo)體層，形成至少暴露輔助柵極結(jié)構(gòu)之間的隧穿介電層的開口，并于輔助柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)的側(cè)壁形成第一導(dǎo)體間隙壁。接著，于該開口所暴露的第一導(dǎo)體層的側(cè)壁形成抹除柵介電層，于第一導(dǎo)體間隙壁上與抹除柵介電層旁形成第二導(dǎo)體間隙壁。然后，移除部分第一導(dǎo)體層，以形成抹除柵極，于第一導(dǎo)體間隙壁之間的基底中形成源極區(qū)。接著，圖案化第一導(dǎo)體間隙壁及第二導(dǎo)體間隙壁以形成浮置柵極，其中浮置柵極的頂部具有轉(zhuǎn)角部，轉(zhuǎn)角部鄰近抹除柵極，且轉(zhuǎn)角部高度落于抹除柵極高度間。然后，于輔助柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)的基底中形成漏極區(qū)，第一側(cè)與第二側(cè)相對(duì)，于浮置柵極上形成柵間介電層，以及于柵間介電層上形成控制柵極。
[0023]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一導(dǎo)體層之間的開口的寬度大于輔助柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度。
[0024]本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法中，在X方向(行方向)相鄰的兩存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)相同且例如是成鏡像配置，共用源極區(qū)或漏極區(qū)，以及共用控制柵極。而在Y方向(列方向)相鄰的兩存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)相同，共用源極區(qū)、輔助柵極(字符線)、抹除柵極以及控制柵極。因此能提高元件的集成度。
[0025]本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法中，輔助柵極與抹除柵極平行設(shè)置，因此能提高元件的集成度。
[0026]本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)器中，輔助柵極下方的柵介電層的厚度較薄，在操作存儲(chǔ)單元時(shí)，可以使用較小的電壓打開/關(guān)閉輔助柵極下方的通道區(qū)，也可以降低操作電壓。
[0027]本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法中，控制柵極包覆浮置柵極，能夠增加控制柵極與浮置柵極之間所夾的面積，而提高了存儲(chǔ)器元件的的耦合率。
[0028]本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)器及其制造方法中，由于浮置柵極在抹除柵極高度間設(shè)置有轉(zhuǎn)角部，且此轉(zhuǎn)角部的角度小于或等于90度，藉由轉(zhuǎn)角部使電場(chǎng)集中，可降低抹除電壓，有效率的將電子從浮置柵極拉出，提高抹除數(shù)據(jù)的速度。
[0029]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0030]圖1A為本發(fā)明的實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的上視圖；
[0031]圖1B為本發(fā)明的實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的剖面示意圖；
[0032]圖1C為本發(fā)明的另一實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的剖面示意圖；
[0033]圖2A到圖2H為本發(fā)明的一實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的制作流程的剖面示意圖；
[0034]圖3A到圖3H為本發(fā)明的一實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的制作流程的剖面示意圖；
[0035]圖4A為對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行程序化操作的一實(shí)例的示意圖；
[0036]圖4B為對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行抹除操作的一實(shí)例的示意圖；
[0037]圖4C為對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀取操作的一實(shí)例的示意圖。
[0038]附圖標(biāo)記說明:
[0039]100 N 200 N 300:基底；
[0040]102:隔離結(jié)構(gòu)；
[0041 ]104:主動(dòng)區(qū)；
[0042]110、112、114、116、MC:存儲(chǔ)單元;
[0043]120:堆疊結(jié)構(gòu)；
[0044]122:柵介電層；
[0045]124、124a:輔助柵極；
[0046]126:絕緣層；
[0047]128、128a、352:抹除柵極；
[0048]130、234、314:輔助柵介電層；
[0049]132、236、336:抹除柵介電層；
[0050]140、140a、256、354:浮置柵極；
[0051]140b:第一部分；
[0052]140c:第二部分；
[0053]141、258、358:轉(zhuǎn)角部；
[0054]142、228、318:隧穿介電層；
[0055]146、252、346:源極區(qū)；
[0056]148、260、360:漏極區(qū)；
[0057]150、264、364:控制柵極；
[0058]152、262、362:柵間介電層；
[0059]160、268、368:層間絕緣層；
[0060]162、270、370:插塞；
[0061]164、274、374:比特線；
[0062]202、206、210、224、226、302、306、308322:介電層；
[0063]204、208、230、240、304、320:導(dǎo)體層；
[0064]212、254、310、330、350:圖案化光刻膠層；
[0065]220、356:堆疊結(jié)構(gòu)；
[0066]222:隔離材料層；
[0067]250:導(dǎo)體間隙壁；
[0068]312:輔助柵極結(jié)構(gòu)；
[0069]332:開口；
[0070]334:第一導(dǎo)體間隙壁；
[0071]340:第二導(dǎo)體間隙壁。
【具體實(shí)施方式】
[0072]圖1A為本發(fā)明的實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的上視圖。圖1B為本發(fā)明的實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的剖面示意圖。圖1B所示出為沿著圖1A中A-A’線的剖面圖。圖1C為本發(fā)明的另一實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的剖面示意圖。
[0073]請(qǐng)參照?qǐng)D1A及圖1B，非易失性存儲(chǔ)器包括多個(gè)存儲(chǔ)單元MC。這些存儲(chǔ)單元MC排列成行/列陣列。
[0074]非易失性存儲(chǔ)器設(shè)置于基底100上。在基底100中例如設(shè)置有規(guī)則排列的多個(gè)隔離結(jié)構(gòu)102，以定義出具有格狀的主動(dòng)區(qū)104。隔離結(jié)構(gòu)102例如是淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)。
[0075]各存儲(chǔ)單元MC包括堆疊結(jié)構(gòu)120、輔助柵介電層130、抹除柵介電層132、浮置柵極140、隧穿介電層142、源極區(qū)146、漏極區(qū)148、控制柵極150以及柵間介電層152。此外，基底100上更具有層間絕緣層160、插塞162與比特線164。
[0076]堆疊結(jié)構(gòu)120從基底100起依序由柵介電層122、輔助柵極(字符線)124、絕緣層126以及抹除柵極128構(gòu)成。柵介電層122例如是設(shè)置于輔助柵極124與基底100之間。柵介電層122的材質(zhì)例如是氧化硅。柵介電層122的厚度例如小于或等于隧穿介電層142
的厚度。
[0077]輔助柵極124例如是設(shè)置于柵介電層122與絕緣層126之間。抹除柵極128例如是設(shè)置于絕緣層126上。輔助柵極124、抹除柵極128例如是在Y方向延伸。輔助柵極124、抹除柵極128的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅等導(dǎo)體材料。絕緣層126例如是設(shè)置于輔助柵極124與抹除柵極128之間。絕緣層126的材質(zhì)例如是氧化硅。
[0078]輔助柵介電層130例如是設(shè)置于浮置柵極140與輔助柵極124之間。輔助柵介電層130的材質(zhì)例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅或氮化硅/氧化硅。輔助柵介電層130的厚度例如大于或等于抹除柵介電層132的厚度。抹除柵介電層132例如是設(shè)置于抹除柵極128與浮置柵極140之間。抹除柵介電層132的材質(zhì)例如是氧化硅。抹除柵介電層132的厚度例如介于100埃至180埃之間。
[0079]浮置柵極140例如是設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)120的第一側(cè)的側(cè)壁，且此浮置柵極140的頂部具有轉(zhuǎn)角部141。此轉(zhuǎn)角部141鄰近抹除柵極128，且此轉(zhuǎn)角部141高度落于抹除柵極128高度間。此轉(zhuǎn)角部141角度小于或等于90度。浮置柵極140的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅等導(dǎo)體材料。浮置柵極140可由一層或多層導(dǎo)體層構(gòu)成。
[0080]隧穿介電層142例如是設(shè)置于浮置柵極140與基底100之間。此隧穿介電層142例如是更設(shè)置于控制柵極150與源極區(qū)146之間。隧穿介電層142的材質(zhì)例如是氧化硅。隧穿介電層142的厚度介于60埃至200埃之間。
[0081]源極區(qū)146例如是設(shè)置于浮置柵極140旁的基底100中。漏極區(qū)148例如是設(shè)置于堆疊結(jié)構(gòu)120第二側(cè)的基底100中，其中第一側(cè)與第二側(cè)相對(duì)。源極區(qū)146、漏極區(qū)148例如是含有N型或P型摻質(zhì)的摻雜區(qū)，端視元件的設(shè)計(jì)而定。
[0082]控制柵極150例如是設(shè)置于源極區(qū)146與浮置柵極140上?？刂茤艠O150例如是在Y方向(列方向)延伸?？刂茤艠O150的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅等導(dǎo)體材料。柵間介電層152例如是設(shè)置于控制柵極150與浮置柵極140之間。柵間介電層152的材質(zhì)例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅或氮化硅/氧化硅或其他高介電常數(shù)的材質(zhì)(k > 4)。。
[0083]層間絕緣層160例如是設(shè)置于基底100上，并且覆蓋第一存儲(chǔ)單元110與第二存儲(chǔ)單元112。層間絕緣層160的材質(zhì)例如是氧化硅、磷硅玻璃、硼磷硅玻璃或其他適合的介電材料。插塞162例如是設(shè)置于層間絕緣層160中，插塞162與漏極區(qū)148電性連接。插塞162的材質(zhì)例如是鋁、鎢等導(dǎo)體材料。比特線164例如是設(shè)置于層間絕緣層160上，比特線164藉由插塞162與漏極區(qū)148電性連接。比特線164的材質(zhì)例如是鋁、鎢、銅等導(dǎo)體材料。
[0084]在X方向(行方向)上，多個(gè)存儲(chǔ)單元MC藉由源極區(qū)146或漏極區(qū)148串接在一起。舉例來(lái)說，存儲(chǔ)單元110的結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)單元112的結(jié)構(gòu)相同，且存儲(chǔ)單元110與存儲(chǔ)單元112成鏡像配置，共用源極區(qū)146或漏極區(qū)148 ;存儲(chǔ)單元114的結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)單元116的結(jié)構(gòu)相同，且存儲(chǔ)單元114與存儲(chǔ)單元116成鏡像配置，共用源極區(qū)146或漏極區(qū)148。同時(shí)，存儲(chǔ)單元110與存儲(chǔ)單元112共用控制柵極150，且控制柵極150填滿存儲(chǔ)單元110與存儲(chǔ)單元112之間；存儲(chǔ)單元114與存儲(chǔ)單元116共用控制柵極150，且控制柵極150填滿存儲(chǔ)單元114與存儲(chǔ)單元116之間。
[0085]在Y方向(列方向)上，多個(gè)存儲(chǔ)單元MC由源極區(qū)146、輔助柵極(字符線)124、抹除柵極128以及控制柵極150串接在一起。S卩，在列方向上，多個(gè)存儲(chǔ)單元MC共用同一個(gè)源極區(qū)146、輔助柵極(字符線)124、抹除柵極128以及控制柵極150。舉例來(lái)說，存儲(chǔ)單元110的結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)單元114的結(jié)構(gòu)相同，存儲(chǔ)單元112的結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)單元116的結(jié)構(gòu)相同，控制柵極150填滿存儲(chǔ)單元110與存儲(chǔ)單元114以及存儲(chǔ)單元112的結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)單元116之間。同一列的存儲(chǔ)單元114與第一存儲(chǔ)單元110共用同一源極區(qū)146、輔助柵極(字符線)124、抹除柵極128以及控制柵極150。
[0086]圖1C為本發(fā)明的另一實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的剖面示意圖。在圖1C中，構(gòu)件與圖1B相同者，給予相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說明。
[0087]如圖1C所示，輔助柵極124a的寬度大于抹除柵極128a的寬度，而在堆疊結(jié)構(gòu)120的第一側(cè)形成階梯輪廓。浮置柵極140a包括位于輔助柵極124a側(cè)壁的第一部分140b以及位于抹除柵極128a側(cè)壁的第二部分140c。
[0088]在上述的非易失性存儲(chǔ)器中，在X方向(行方向)相鄰的兩存儲(chǔ)單元MC結(jié)構(gòu)相同且例如是成鏡像配置，共用源極區(qū)146或漏極區(qū)148，以及共用控制柵極150。而在Y方向(列方向)相鄰的兩存儲(chǔ)單元MC結(jié)構(gòu)相同，共用源極區(qū)146、輔助柵極(字符線)124(124a)、抹除柵極128(128a)以及控制柵極150。因此能提高元件的集成度。
[0089]在上述的非易失性存儲(chǔ)器中，輔助柵極與抹除柵極配置成堆疊結(jié)構(gòu)，因此能提高元件的集成度。
[0090]在上述的非易失性存儲(chǔ)器中，柵介電層122的厚度較薄，在操作存儲(chǔ)單元時(shí)，可以使用較小的電壓打開/關(guān)閉輔助柵極124(124a)下方的通道區(qū)，即可以降低操作電壓。控制柵極150包覆浮置柵極140 (140a)，能夠增加控制柵極150與浮置柵極140 (140a)之間所夾的面積，而提高了存儲(chǔ)器元件的的耦合率。由于浮置柵極140 (140a)在抹除柵極128(128a)高度間設(shè)置有轉(zhuǎn)角部141，且此轉(zhuǎn)角部141的角度小于或等于90度，藉由轉(zhuǎn)角部141使電場(chǎng)集中，可降低抹除電壓有效率的將電子從浮置柵極140(140a)拉出，提高抹除數(shù)據(jù)的速度。
[0091]圖2A到圖2H為依照本發(fā)明的一實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的制作流程的剖面示意圖。
[0092]請(qǐng)參照?qǐng)D2A，首先提供基底200。接著，于基底200上依序形成介電層202、導(dǎo)體層204、介電層206、導(dǎo)體層208以及介電層210。介電層202的材質(zhì)例如是氧化硅，其形成方法例如是熱氧化法。導(dǎo)體層204、導(dǎo)體層208的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅或多晶硅化金屬等。當(dāng)導(dǎo)體層204、導(dǎo)體層208的材質(zhì)為摻雜多晶硅時(shí)，其形成方法例如是利用化學(xué)氣相沉積法形成一層未摻雜多晶硅層后，進(jìn)行離子植入步驟以形成；或者也可采用臨場(chǎng)(in-situ)植入摻質(zhì)的方法，利用化學(xué)氣相沉積法形成。介電層206、介電層210的材質(zhì)例如是氧化硅或氮化硅，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0093]接著，于基底200上形成一層圖案化光刻膠層212，圖案化光刻膠層212的形成方法例如是先于整個(gè)基底200上形成一層光刻膠材料層，然后進(jìn)行曝光、顯影而形成的。
[0094]請(qǐng)參照?qǐng)D2B，以圖案化光刻膠層212為罩幕，移除部份介電層210、導(dǎo)體層208、介電層206、導(dǎo)體層204以及介電層202，以形成至少二堆疊結(jié)構(gòu)220。其中，介電層202作為柵介電層。導(dǎo)體層204作為輔助柵極(字符線)。介電層206作為絕緣層。導(dǎo)體層208作為抹除柵極。介電層210作為硬罩幕層。接著，移除圖案化光刻膠層212。移除圖案化光刻膠層212的方法例如是濕式去光刻膠法或干式去光刻膠法。
[0095]然后，于此堆疊結(jié)構(gòu)220的側(cè)壁形成隔離材料層222。隔離材料層222的材質(zhì)例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅或氮化硅/氧化硅。隔離材料層222的形成方法例如是先于基底200上依序形成覆蓋各堆疊結(jié)構(gòu)220的介電層224與介電層226，然后移除部分介電層224與介電層226而于堆疊結(jié)構(gòu)220的側(cè)壁形成隔離材料層222。介電層224的材質(zhì)例如是氮化硅，介電層226的材質(zhì)例如是氧化硅。介電層224與介電層226的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。移除部分介電層224與介電層226的方法例如是非等向性蝕刻法。
[0096]接著，于各堆疊結(jié)構(gòu)220之間的基底200上形成隧穿介電層228。隧穿介電層228的材質(zhì)例如是氧化硅，其形成方法例如是熱氧化法。
[0097]請(qǐng)參照?qǐng)D2C，于各堆疊結(jié)構(gòu)220之間的隧穿介電層228上形成導(dǎo)體層230。導(dǎo)體層230的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅或多晶硅化金屬等。導(dǎo)體層230的形成方法例如是先于基底200上形成導(dǎo)體材料層(未示出)，然后移除部分導(dǎo)體材料層而形成導(dǎo)體層230。導(dǎo)體材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。移除部分導(dǎo)體材料層的方法例如是回蝕刻法或非等向性蝕刻法。
[0098]接著，移除部份隔離材料層222，以形成輔助柵介電層234。移除部份隔離材料層222的方法例如是濕式蝕刻法。
[0099]請(qǐng)參照?qǐng)D2D，于堆疊結(jié)構(gòu)220的側(cè)壁、輔助柵介電層234上形成抹除柵介電層236。抹除柵介電層236的材質(zhì)例如是氧化硅。抹除柵介電層236的形成方法例如是先于基底上形成介電層(未示出)，然后移除部分介電層而形成抹除柵介電層236。介電層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。移除部分介電層的方法例如是回蝕刻法或非等向性蝕刻法。
[0100]接著，于各堆疊結(jié)構(gòu)220之間的導(dǎo)體層230上形成導(dǎo)體層240。導(dǎo)體層240的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅或多晶硅化金屬等。導(dǎo)體層240的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0101]請(qǐng)參照?qǐng)D2E，移除部份導(dǎo)體層230和導(dǎo)體層240，以于堆疊結(jié)構(gòu)220的側(cè)壁形成導(dǎo)體間隙壁250。移除部份導(dǎo)體層230和導(dǎo)體層240的方法例如是非等向性蝕刻法或回蝕法。
[0102]接著，于導(dǎo)體間隙壁250之間的基底200中形成源極區(qū)252。S卩，于堆疊結(jié)構(gòu)220第一側(cè)的導(dǎo)體間隙壁250旁的基底200中形成源極區(qū)252。源極區(qū)252的形成方法例如是以第一側(cè)的導(dǎo)體間隙壁250為罩幕，進(jìn)行離子植入制程。植入的摻質(zhì)可以是N型或P型摻質(zhì)，其端視元件的設(shè)計(jì)而定。
[0103]然后，于基底200上形成一層圖案化光刻膠層254。圖案化光刻膠層254的形成方法例如是先于整個(gè)基底200上形成一層光刻膠材料層，然后進(jìn)行曝光、顯影而形成的。
[0104]請(qǐng)參照?qǐng)D2F，以圖案化光刻膠層254為罩幕，移除各堆疊結(jié)構(gòu)220第二側(cè)的導(dǎo)體間隙壁250，其中第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì)。同時(shí)圖案化堆疊結(jié)構(gòu)220第一側(cè)的導(dǎo)體間隙壁250，而形成浮置柵極256。此浮置柵極256的頂部具有轉(zhuǎn)角部258，轉(zhuǎn)角部258鄰近抹除柵極208，且轉(zhuǎn)角部258高度落于抹除柵極208高度間。
[0105]接著，移除圖案化光刻膠層254。移除圖案化光刻膠層254的方法例如是濕式去光刻膠法或干式去光刻膠法。
[0106]于基底200上形成柵間介電層262，此柵間介電層262覆蓋浮置柵極256。柵間介電層262的材質(zhì)包括氧化硅/氮化硅/氧化硅。柵間介電層262的形成方法例如是利用化學(xué)氣相沉積法依序形成氧化硅層、氮化硅層與另一層氧化硅層。柵間介電層262的材質(zhì)也可以是氮化硅/氧化硅或其他高介電常數(shù)的材質(zhì)(k > 4)。
[0107]請(qǐng)參照?qǐng)D2G，然后，于柵間介電層262上形成控制柵極264。控制柵極264的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅或多晶硅化金屬等。控制柵極264的形成方法例如是先于基底上形成導(dǎo)體材料層(未示出)，然后圖案化導(dǎo)體材料層而形成控制柵極264。導(dǎo)體材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0108]接著，于堆疊結(jié)構(gòu)220第二側(cè)旁的基底200中形成漏極區(qū)260。漏極區(qū)260的形成方法例如是進(jìn)行離子植入制程。植入的摻質(zhì)可以是N型或P型摻質(zhì)，其端視元件的設(shè)計(jì)而定。源極區(qū)252以及漏極區(qū)260的摻雜摻質(zhì)以及摻雜濃度可相同也可不同。
[0109]請(qǐng)參照?qǐng)D2H，于基底200上形成一層層間絕緣層268。層間絕緣層268的材質(zhì)例如是氧化硅、磷硅玻璃、硼磷硅玻璃或其他適合的介電材料，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，于此層間絕緣層268中形成分別電性連接漏極區(qū)260的多個(gè)插塞270。插塞270的材質(zhì)例如是鋁、鎢等導(dǎo)體材料。
[0110]于層間絕緣層268中形成插塞270的步驟如下。首先移除部分層間絕緣層268以形成暴露漏極區(qū)260的開口。接著，于基底200上形成一層填滿開口的導(dǎo)體材料層(未示出)。之后，利用化學(xué)機(jī)械研磨法或回蝕刻法移除部分導(dǎo)體材料層，直到暴露出層間絕緣層268。其中開口的形成方法例如是微影蝕刻技術(shù)。
[0111]接著，于層間絕緣層268上形成比特線274。比特線274藉由插塞270與漏極區(qū)260電性連接。比特線274的材質(zhì)例如是鋁、鎢、銅等導(dǎo)體材料。比特線274的形成方法例如是在基底200上形成導(dǎo)體材料層(未示出)，然后圖案化導(dǎo)體材料層而形成比特線274。導(dǎo)體材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0112]圖3A到圖3H為依照本發(fā)明的另一實(shí)施例所示出的一種非易失性存儲(chǔ)器的制作流程的剖面示意圖。
[0113]請(qǐng)參照?qǐng)D3A，首先提供基底300。接著，于基底300上依序形成介電層302、導(dǎo)體層304、介電層306以及介電層308。介電層302的材質(zhì)例如是氧化硅，其形成方法例如是熱氧化法。導(dǎo)體層304的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅或多晶硅化金屬等。當(dāng)導(dǎo)體層304的材質(zhì)為摻雜多晶硅時(shí)，其形成方法例如是利用化學(xué)氣相沉積法形成一層未摻雜多晶硅層后，進(jìn)行離子植入步驟以形成；或者也可采用臨場(chǎng)(in-situ)植入摻質(zhì)的方法，利用化學(xué)氣相沉積法形成。介電層306的材質(zhì)例如是氧化硅，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。介電層308的材質(zhì)例如是氮化硅，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0114]接著，于基底300上形成一層圖案化光刻膠層310，圖案化光刻膠層310的形成方法例如是先于整個(gè)基底300上形成一層光刻膠材料層，然后進(jìn)行曝光、顯影而形成的。
[0115]請(qǐng)參照?qǐng)D3B，以圖案化光刻膠層310為罩幕，移除部份介電層308、介電層306、導(dǎo)體層304以及介電層302，以形成至少二輔助柵極結(jié)構(gòu)312。介電層302作為柵介電層，導(dǎo)體層304作為輔助柵極(字符線)，介電層306作為絕緣層。接著，移除圖案化光刻膠層310。移除圖案化光刻膠層310的方法例如是濕式去光刻膠法或干式去光刻膠法。
[0116]然后，于輔助柵極結(jié)構(gòu)312的側(cè)壁形成輔助柵介電層314。輔助柵介電層314的材質(zhì)例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅或氮化硅/氧化硅。輔助柵介電層314的形成方法例如是先于基底300上形成覆蓋各輔助柵極結(jié)構(gòu)312的介電層(未示出)，然后移除部分介電層而形成輔助柵介電層314。介電層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。移除部分介電層的方法例如是非等向性蝕刻法。
[0117]請(qǐng)參照?qǐng)D3C，于各輔助柵極結(jié)構(gòu)312之間的基底300上形成隧穿介電層318。隧穿介電層318的材質(zhì)例如是氧化硅，其形成方法例如是熱氧化法。
[0118]接著，于基底300上形成導(dǎo)體層320。導(dǎo)體層320的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅或多晶硅化金屬等。當(dāng)導(dǎo)體層320的材質(zhì)為摻雜多晶硅時(shí)，其形成方法例如是利用化學(xué)氣相沉積法形成一層未摻雜多晶硅層后，進(jìn)行離子植入步驟以形成；或者也可采用臨場(chǎng)(in-situ)植入摻質(zhì)的方法，利用化學(xué)氣相沉積法形成。
[0119]然后，于基底300上形成介電層322。介電層322的材質(zhì)例如是氧化硅，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。接著，于基底300上形成一層圖案化光刻膠層330。圖案化光刻膠層330的形成方法例如是先于整個(gè)基底300上形成一層光刻膠材料層，然后進(jìn)行曝光、顯影而形成的。
[0120]請(qǐng)參照?qǐng)D3D，以圖案化光刻膠層330為罩幕，移除部份介電層322以及導(dǎo)體層320，以形成至少暴露輔助柵極結(jié)構(gòu)312之間的隧穿介電層318的開口 332。
[0121]然后，于輔助柵極結(jié)構(gòu)312的第一側(cè)的側(cè)壁形成第一導(dǎo)體間隙壁334。第一導(dǎo)體間隙壁334的形成方法例如是移除部分導(dǎo)體層320而形成第一導(dǎo)體間隙壁334。移除部分導(dǎo)體層320的方法例如是非等向性蝕刻法或回蝕刻法。接著，移除圖案化光刻膠層330。移除圖案化光刻膠層330的方法例如是濕式去光刻膠法或干式去光刻膠法。
[0122]接著，于開口 332所暴露的導(dǎo)體層320的側(cè)壁形成抹除柵介電層336。抹除柵介電層336的材質(zhì)例如是氧化硅，其形成方法例如是先于基底上形成介電層(未示出)，然后移除部分介電層而形成抹除柵介電層336。介電層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。移除部分介電層的方法例如是非等向性蝕刻法。
[0123]請(qǐng)參照?qǐng)D3E，于第一導(dǎo)體間隙壁334上與所述抹除柵介電層336旁形成第二導(dǎo)體間隙壁340。第二導(dǎo)體間隙壁340的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅或多晶硅化金屬等。第二導(dǎo)體間隙壁340的形成方法例如是先于基底上形成導(dǎo)體材料層(未示出)，然后移除部分導(dǎo)體材料層而形成第二導(dǎo)體間隙壁340。導(dǎo)體材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。移除部分導(dǎo)體材料層的方法例如是非等向性蝕刻法。
[0124]然后，于第一導(dǎo)體間隙壁334之間的基底300中形成源極區(qū)346。源極區(qū)346的形成方法例如是以第一側(cè)的第一導(dǎo)體間隙壁334與第二導(dǎo)體間隙壁340為罩幕，進(jìn)行離子植入制程。植入的摻質(zhì)可以是N型或P型摻質(zhì)，其端視元件的設(shè)計(jì)而定。
[0125]接著，于基底300上形成一層圖案化光刻膠層350，圖案化光刻膠層350的形成方法例如是先于整個(gè)基底300上形成一層光刻膠材料層，然后進(jìn)行曝光、顯影而形成的。
[0126]請(qǐng)參照?qǐng)D3F，以圖案化光刻膠層350為罩幕，移除輔助柵極結(jié)構(gòu)312第二側(cè)的第二導(dǎo)體間隙壁340、部份介電層322以及導(dǎo)體層320，以于輔助柵極結(jié)構(gòu)312上形成抹除柵極352，并且圖案化第二導(dǎo)體間隙壁340與第一導(dǎo)體間隙壁334而于輔助柵極結(jié)構(gòu)312第一側(cè)形成浮置柵極354。其中第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì)。此浮置柵極354的頂部具有轉(zhuǎn)角部358，轉(zhuǎn)角部358鄰近抹除柵極352，且轉(zhuǎn)角部358高度落于抹除柵極352高度間。而輔助柵極結(jié)構(gòu)312、抹除柵極352形成堆疊結(jié)構(gòu)356。接著，移除圖案化光刻膠層350。移除圖案化光刻膠層350的方法例如是濕式去光刻膠法或干式去光刻膠法。
[0127]請(qǐng)參照?qǐng)D3G，于基底300上形成一層?xùn)砰g介電層362，此柵間介電層362覆蓋浮置柵極354。柵間介電層362的材質(zhì)包括氧化娃/氮化娃/氧化娃。柵間介電層362的形成方法例如是利用化學(xué)氣相沉積法依序形成氧化硅層、氮化硅層與另一層氧化硅層。柵間介電層362的材質(zhì)也可以是氮化硅/氧化硅或其他高介電常數(shù)的材質(zhì)(k > 4)。
[0128]然后，于柵間介電層362上形成控制柵極364?？刂茤艠O364的材質(zhì)例如是摻雜多晶硅或多晶硅化金屬等。控制柵極364的形成方法例如是先于基底300上形成導(dǎo)體材料層(未示出)，然后，圖案化導(dǎo)體材料層而形成控制柵極364。導(dǎo)體材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0129]然后，于此堆疊結(jié)構(gòu)356的第二側(cè)的基底300中，形成漏極區(qū)360。漏極區(qū)360的形成方法例如是進(jìn)行離子植入制程。植入的摻質(zhì)可以是N型或P型摻質(zhì)，其端視元件的設(shè)計(jì)而定。源極區(qū)346以及漏極區(qū)360的摻雜摻質(zhì)以及摻雜濃度可相同也可不同。
[0130]請(qǐng)參照?qǐng)D3H，于基底300上形成層間絕緣層368。層間絕緣層368的材質(zhì)例如是氧化娃、磷娃玻璃、硼磷娃玻璃或其他適合的介電材料，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。然后，于此層間絕緣層368中形成分別電性連接漏極區(qū)360的多個(gè)插塞370。插塞370的材質(zhì)例如是鋁、鎢等導(dǎo)體材料。
[0131]于層間絕緣層368中形成插塞370的步驟如下。首先移除部分層間絕緣層368以形成分別暴露漏極區(qū)360的多個(gè)開口。接著，于基底300上形成一層填滿開口的導(dǎo)體材料層(未示出)。之后，利用化學(xué)機(jī)械研磨法或回蝕刻法移除部分導(dǎo)體材料層，直到暴露出層間絕緣層368。其中開口的形成方法例如是微影蝕刻技術(shù)。
[0132]接著，于層間絕緣層368上形成比特線374。比特線374藉由插塞370與漏極區(qū)360電性連接。比特線374的材質(zhì)例如是鋁、鎢、銅等導(dǎo)體材料。比特線374的形成方法例如是在基底上先于基底300上形成導(dǎo)體材料層(未示出)，然后圖案化導(dǎo)體材料層而形成比特線374。導(dǎo)體材料層的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
[0133]在本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)器的制造方法中，在X方向(行方向)相鄰的兩存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)相同且例如是成鏡像配置，共用源極區(qū)或漏極區(qū)，以及共用控制柵極。而在Y方向(列方向)相鄰的兩存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)相同，共用源極區(qū)、柵介電層、輔助柵極(字符線)、絕緣層、抹除柵極以及控制柵極。因此能提高元件的集成度。
[0134]本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)器的制造方法中，所形成的輔助柵極與抹除柵極構(gòu)成堆疊結(jié)構(gòu)，因此能提高元件的集成度。
[0135]在上述的非易失性存儲(chǔ)器的制造方法中，所形成的輔助柵極下的柵介電層的厚度較薄，在操作存儲(chǔ)單元時(shí)，可以使用較小的電壓打開/關(guān)閉輔助柵極下方的通道區(qū)，即可以降低操作電壓。所形成的控制柵極包覆浮置柵極，能夠增加控制柵極與浮置柵極之間所夾的面積，而提高了存儲(chǔ)器元件的的耦合率。由于浮置柵極在抹除柵極高度間形成有轉(zhuǎn)角部，且此轉(zhuǎn)角部的角度小于或等于90度，藉由轉(zhuǎn)角部使電場(chǎng)集中，可降低抹除電壓有效率的將電子從浮置柵極拉出，提高抹除數(shù)據(jù)的速度。
[0136]接著，說明本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)器的操作模式，包括程序化、抹除與數(shù)據(jù)讀取等操作模式。圖4A為對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行程序化操作的一實(shí)例的示意圖。圖4B為對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行抹除操作的一實(shí)例的示意圖。圖4C為對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀取操作的一實(shí)例的示意圖。
[0137]請(qǐng)參照?qǐng)D4A，在進(jìn)行程序化操作時(shí)，于選定存儲(chǔ)單元的輔助柵極WLO施加電壓Vwl_p，以于輔助柵極下方的基底中形成通道，電壓Vwl_p例如是0.6?1.2伏特。非選定存儲(chǔ)單元的輔助柵極WLl施加O伏特的電壓。于源極區(qū)S施加電壓VsrC_p ;于控制柵極CG施加電壓Vcg_p ;選定存儲(chǔ)單元的抹除柵極EPO以及非選定存儲(chǔ)單元的抹除柵極EPl施加電壓Vep_p。電壓Vsrc_p例如是3?7伏特；電壓Vcg_p例如是5?9伏特；電壓Vep_p例如是3?7伏特。在此種偏壓下，使電子由漏極往源極移動(dòng)，以源極側(cè)熱電子注入的模式，注入選定存儲(chǔ)單元的浮置柵極FGO。由于非選定存儲(chǔ)單元的輔助柵極WLl施加O伏特的電壓，無(wú)法形成通道區(qū)，電子無(wú)法注入非選定存儲(chǔ)單元的浮置柵極FG1，因此非選定存儲(chǔ)單元不會(huì)被程序化。
[0138]請(qǐng)參照?qǐng)D4B，在進(jìn)行抹除操作時(shí)，于控制柵極CG施加電壓Vcg_e ;于選定存儲(chǔ)單元的抹除柵極EPO施加電壓￥印^ ;于非選定存儲(chǔ)單元的抹除柵極EPl施加O伏特的電壓。電壓Vep_e例如是6?12伏特；電壓Vcg_e例如是_8?O伏特。利用控制柵極CG與抹除柵極EPO的電壓差，引發(fā)FN隧穿效應(yīng)，將儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元的浮置柵極FGO電子拉出并移除。
[0139]請(qǐng)參照?qǐng)D4C，在進(jìn)行讀取操作時(shí)，于選定存儲(chǔ)單元的輔助柵極WLO施加電壓Vcc;于控制柵極CG施加電壓O?Vcc ;于選定存儲(chǔ)單元的抹除柵極EPO施加電壓O?Vcc ;于非選定存儲(chǔ)單元的抹除柵極EPl施加電壓O?Vcc。其中，電壓Vcc例如是電源電壓。在上述偏壓的情況下，可藉由偵測(cè)存儲(chǔ)單元的通道電流大小，來(lái)判斷儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元中的數(shù)字信息。
[0140]在本發(fā)明的非易失性存儲(chǔ)器的操作方法中，在進(jìn)行程序化操作時(shí)，對(duì)輔助柵極施加低電壓，即可于輔助柵極下方的基底中形成通道，以源極側(cè)熱電子注入的模式，將電子寫入浮置柵極。在進(jìn)行抹除操作時(shí)，利用抹除柵極來(lái)抹除數(shù)據(jù)，使電子經(jīng)由抹除柵介電層移除，可減少電子經(jīng)過隧穿介電層的次數(shù)，進(jìn)而提高可靠度。此外，浮置柵極的轉(zhuǎn)角部設(shè)置于抹除柵極高度間，且此轉(zhuǎn)角部的角度小于或等于90度，藉由轉(zhuǎn)角部使電場(chǎng)集中，可有效率的將電子從浮置柵極拉出，提高抹除數(shù)據(jù)的速度。
[0141]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，包括: 第一存儲(chǔ)單元，設(shè)置于基底上，所述第一存儲(chǔ)單元，包括: 堆疊結(jié)構(gòu)，包括依序設(shè)置于所述基底上的柵介電層、輔助柵極、絕緣層以及抹除柵極； 浮置柵極，設(shè)置于所述堆疊結(jié)構(gòu)的第一側(cè)的側(cè)壁，且所述浮置柵極的頂部具有轉(zhuǎn)角部，所述轉(zhuǎn)角部鄰近所述抹除柵極，且所述轉(zhuǎn)角部高度落于所述抹除柵極高度間； 隧穿介電層，設(shè)置于所述浮置柵極與所述基底之間； 抹除柵介電層，設(shè)置于所述抹除柵極與所述浮置柵極之間； 輔助柵介電層，設(shè)置于所述輔助柵極與所述浮置柵極之間； 源極區(qū)與漏極區(qū)，分別設(shè)置于所述堆疊結(jié)構(gòu)與所述浮置柵極兩側(cè)的所述基底中，其中所述源極區(qū)鄰接所述浮置柵極，所述漏極區(qū)鄰接所述堆疊結(jié)構(gòu)的第二側(cè)，所述第一側(cè)與所述第二側(cè)相對(duì)； 控制柵極，設(shè)置于所述源極區(qū)與所述浮置柵極上；以及 柵間介電層，設(shè)置于所述控制柵極與所述浮置柵極之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，還包括: 第二存儲(chǔ)單元，設(shè)置于所述基底上，所述第二存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)與所述第一存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)相同，且所述第二存儲(chǔ)單元與所述第一存儲(chǔ)單元成鏡像配置，共用所述源極區(qū)或所述漏極區(qū)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述第一存儲(chǔ)單元與所述第二存儲(chǔ)單元共用所述控制柵極，且所述控制柵極填滿所述第一存儲(chǔ)單元與所述第二存儲(chǔ)單元之間的開口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，還包括: 第三存儲(chǔ)單元，設(shè)置于所述基底上，所述第三存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)與所述第一存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)相同，共用所述源極區(qū)、所述輔助柵極、所述抹除柵極以及所述控制柵極，且所述控制柵極填滿所述第一存儲(chǔ)單元與所述第三存儲(chǔ)單元之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述隧穿介電層更設(shè)置于所述控制柵極與所述源極區(qū)之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，還包括: 輔助柵介電層，設(shè)置于所述浮置柵極與所述輔助柵極之間，其中所述輔助柵介電層的厚度大于或等于所述抹除柵介電層的厚度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述輔助柵介電層的材質(zhì)包括氧化硅/氮化硅、氧化硅/氮化硅/氧化硅或氧化硅。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述絕緣層的材質(zhì)包括氧化娃。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述柵間介電層的材質(zhì)包括氧化硅/氮化硅/氧化硅或氮化硅/氧化硅或其他高介電常數(shù)的材質(zhì)(k > 4)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述隧穿介電層的材質(zhì)包括氧化硅，所述隧穿介電層的厚度介于60埃至200埃之間。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述柵介電層的材質(zhì)包括氧化硅，所述柵介電層的厚度小于或等于所述隧穿介電層的厚度。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述抹除柵介電層的材質(zhì)包括氧化硅，所述抹除柵介電層的厚度介于100埃至180埃之間。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述浮置柵極的頂部具有轉(zhuǎn)角部，所述轉(zhuǎn)角部角度小于或等于90度。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述輔助柵極的寬度大于所述抹除柵極的寬度，而在所述堆疊結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)形成階梯輪廓。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的非易失性存儲(chǔ)器，其特征在于，所述浮置柵極包括位于所述輔助柵極側(cè)壁的第一部分以及位于所述抹除柵極側(cè)壁的第二部分。16.一種非易失性存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于，包括: 提供基底； 于所述基底上形成至少二堆疊結(jié)構(gòu)，各所述堆疊結(jié)構(gòu)由所述基底起依序包括柵介電層、輔助柵極、絕緣層以及抹除柵極； 于所述堆疊結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成輔助柵介電層，所述輔助柵介電層的頂部位于所述輔助柵極與所述抹除柵極之間； 于所述堆疊結(jié)構(gòu)之間的所述基底上形成隧穿介電層； 于所述輔助柵介電層上形成抹除柵介電層； 于所述堆疊結(jié)構(gòu)第一側(cè)的側(cè)壁形成導(dǎo)體間隙壁； 于所述導(dǎo)體間隙壁之間的基底中形成源極區(qū)； 圖案化所述導(dǎo)體間隙壁，以形成浮置柵極，其中所述浮置柵極的頂部具有轉(zhuǎn)角部，所述轉(zhuǎn)角部鄰近所述抹除柵極，且所述轉(zhuǎn)角部高度落于所述抹除柵極高度間； 于所述堆疊結(jié)構(gòu)的第二側(cè)的所述基底中形成漏極區(qū)，所述第一側(cè)與所述第二側(cè)相對(duì)； 于所述浮置柵極上形成柵間介電層；以及 于所述柵間介電層上形成控制柵極。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的非易失性存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于，所述輔助柵介電層、所述抹除柵介電層以及所述導(dǎo)體間隙壁的形成步驟包括: 于所述堆疊結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成隔離材料層； 于所述隧穿介電層形成第一導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)體層的頂部位于所述輔助柵極與所述抹除柵極之間； 移除部分所述隔離材料層，以形成所述輔助柵介電層； 于所述輔助柵介電層上形成所述抹除柵介電層； 于所述第一導(dǎo)體層上形成第二導(dǎo)體層；以及 移除部分所述第二導(dǎo)體層與所述第一導(dǎo)體層，以形成所述導(dǎo)體間隙壁。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的非易失性存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于，移除部分所述第二導(dǎo)體層與所述第一導(dǎo)體層，以形成所述導(dǎo)體間隙壁的步驟包括: 對(duì)所述第二導(dǎo)體層與所述第一導(dǎo)體層進(jìn)行非等向性蝕刻制程。19.一種非易失性存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于，包括: 提供基底； 于所述基底上形成至少二輔助柵極結(jié)構(gòu)，各所述輔助柵極結(jié)構(gòu)由所述基底起依序包括柵介電層、輔助柵極以及絕緣層； 于所述輔助柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成輔助柵介電層； 于所述輔助柵極結(jié)構(gòu)之間的所述基底上形成隧穿介電層； 于所述基底上形成第一導(dǎo)體層； 圖案化所述第一導(dǎo)體層，形成至少暴露所述輔助柵極結(jié)構(gòu)之間的所述隧穿介電層的開口，并于所述輔助柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)的側(cè)壁形成第一導(dǎo)體間隙壁； 于所述該開口所暴露的所述第一導(dǎo)體層的側(cè)壁形成抹除柵介電層； 于所述第一導(dǎo)體間隙壁上與所述抹除柵介電層的側(cè)壁形成第二導(dǎo)體間隙壁； 移除部分第一導(dǎo)體層，以形成抹除柵極； 于所述第一導(dǎo)體間隙壁之間的所述基底中形成源極區(qū)； 圖案化所述第一導(dǎo)體間隙壁及第二導(dǎo)體間隙壁以形成浮置柵極，其中所述浮置柵極的頂部具有轉(zhuǎn)角部，所述轉(zhuǎn)角部鄰近所述抹除柵極，且所述轉(zhuǎn)角部高度落于所述抹除柵極高度間； 于所述輔助柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)的所述基底中形成漏極區(qū)，所述第一側(cè)與所述第二側(cè)相對(duì)； 于所述浮置柵極上形成柵間介電層；以及 于所述柵間介電層上形成控制柵極。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的非易失性存儲(chǔ)器的制造方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)體層之間的所述開口的寬度大于所述輔助柵極結(jié)構(gòu)之間的寬度。
【文檔編號(hào)】H01L27/115GK105990360SQ201510060039
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日
【發(fā)明人】鄭育明
【申請(qǐng)人】物聯(lián)記憶體科技股份有限公司, 鄭育明