[发明专利]分离式栅极结构的电可擦可编程只读存储器的制造方法

说明书

本发明涉及一种分离式栅极结构的电可擦可编程只读存储器的制造方法，尤指一种利用间隙壁蚀刻方式进行浮置栅自行对准于选择栅一侧的分离式栅极结构的电可擦可编程只读存储器的制造方法。

在各种类型的非易失性内存(non-volatile Memory)中，电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM)为一逐渐被广泛应用的类型，其中尤其以按块擦除存储器(Flash Memory)的成长最为快速，而在堆栈式栅极结构(stacked gate structure)的电可擦可编程只读存储器中，主要存在有一过度抹除(over-erase)的问题，而在分离式栅极结构(split gate structure)的电可擦可编程只读存储器中，是通过增设选择栅(select gate)或控制栅(controll gate)结构来避免过度抹除(over-erase)的问题，但是由于现有手段中(如美国专利5280446案)，选择栅(select gate)或控制栅(control gate)结构的制作并非自行对准于浮置栅(floating gate)，因此分离式栅极结构(split gate structure)的电可擦可编程只读存储器的尺寸便难以有效缩小，通常皆大于堆栈式栅极结构的尺寸。

本发明的目的是提供一种小尺寸的分离式栅极结构的电可擦可编程只读存储器的制造方法。

为实现上述目的，本发明的分离式栅极结构的电可擦可编程只读存储器的制造方法，其特点是，包括下列步骤：提供一基板；于所述基板上依序形成一第一介电层、一第一导体层以及一第二介电层；对所述第二介电层与第一导体层进行一第一光罩微影蚀刻制程，进而定义一选择栅；于所述第一介电层、所述第一导体层以及所述第二介电层上形成一第三介电层；对所述第三介电层进行一非等向性蚀刻，用以于所述选择栅上形成一侧壁结构；除去所述第一介电层后再于所述基板上形成一隧穿介电层；于所述隧穿介电层、所述选择栅以及所述侧壁结构上形成一第二导体层；对所述第二导体层进行一非等向性蚀刻，用于所述侧壁结构外侧形成一间隙壁结构；对所述间隙壁结构进行一第二光罩微影蚀刻制程，用以完成一浮置栅，所述浮置栅与所述选择栅间以所述侧壁结构相隔；于所述隧穿介电层、所述选择栅、所述侧壁结构以及所述浮置栅上形成一第四介电层后进行一离子布植制程，进而形成一源极区域以及一汲极区域；于所述第四介电层上形成一第三导体层；以及对所述第三导体层进行一第三光罩微影蚀刻制程，用以完成一控制栅，所述控制栅与所述浮置栅间以所述第四介电层相隔。

所述方法中的各层所用的材料举例如下：所述基板可为一硅基板，所述隧穿介电层的形成材质可为氧化硅，所述第一介电层的材质可选自氧化硅、氮化硅及其复合层中之一，所述第一导体层的材质是选自多晶硅(polysilicon)、非晶硅(a-Si)、再结晶硅(recrystallized silicon)以及多晶硅化金属(polycide)中之一，所述第二介电层的材质是选自氧化硅、氮化硅及其复合层中之一，所述第三介电层的材质是选自氧化硅、氮化硅及其复合层中之一，所述第二导体层的材质是选自多晶硅(polysilicon)、非晶硅(a-Si)以及再结晶硅(recrystallizedsilicon)中之一，所述第四介电层的材质是选自氧化硅、氮化硅及其复合层中之一，而所述第三导体层的材质是选自多晶硅(polysilicon)、非晶硅(a-Si)以及再结晶硅(recrystallized silicon)中之一。

其中，所述氧化硅隧穿介电层的形成是通过所述硅基板的热氧化制程完成，所述第三介电层所进行的非等向性蚀刻较佳为一干式蚀刻，而所述第二导体层所进行的非等向性蚀刻较佳亦为一干式蚀刻。