[发明专利]堆叠结构存储器的存储单元及其制造方法

说明书

技术领域

本发明有关一种存储器的存储单元及其制造方法，且特别是有关一种堆叠结构存储器的存储单元及其制造方法。

背景技术

可储存非挥发性(non-volatile)信息的存储装置，例如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦可编程只读存储器(Erasable Programmable ROM，EPROM)以及其他高阶(advanced)存储装置，目前被广泛地应用于电子计算机、通讯设备及消费性电子产品中。其中高阶存储装置包括有电可擦除可编程只读存储器(ElectricallyEPROM，EEPROM)、快闪EEPROM及堆叠结构存储器(charge trapping memory)等。由于堆叠结构存储器的存储单元单元可储存两位的数据，具有较高的存储密度，并且由于其可相容于原有互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)的工艺，使得堆叠结构存储器成为目前存储器装置中主要的应用及发展方向之一。

一般而言，堆叠结构存储器的元件可分为阵列区域(array area)及周边区域(periphery area)。阵列区域包括多个绝缘/储存/绝缘(insulating/trapping/insulating)及栅极结构，作为堆叠结构存储器的存储单元(cell)单元，各个绝缘/储存/绝缘结构之间是利用一扩散阻挡层(barrierdiffusion layer)来相互隔离。此外，堆叠结构存储器是利用于阵列区域的边缘进行扩散阻挡层及间隔物(spacer)的蚀刻，来形成接触孔洞(contact hole)，以便电性连接对应的多个存储单元。然而，随着存储器工艺的进步，存储器元件尺寸逐渐缩小，例如0.075纳米，甚至是0.045纳米的工艺。如此一来凸显了于蚀刻时产生偏移，造成接触孔洞的位置发生误差的问题。目前的作法是将传统的绝缘材质间隔物，改变为氮化物材质间隔物，以便进行自我对准接触孔蚀刻(Self-Align Contact etching，SAC etching)的工艺。

但上述利用氮化物材质的间隔物的方式，是导致存储单元的临界电压(threshold voltage)增加。较高的临界电压相对地提高了存储装置的工作电压，如此一来，不仅加剧了底绝缘层(bottom insulating)受损的情形、增加存储装置的耗电量，还降低了存储装置运作时的稳定性。

发明内容

本发明是有关一种堆叠结构存储器的存储单元及其制造方法。利用不同气体流量比的方式来进行绝缘/储存/绝缘结构中储存层的沉积，使得堆叠结构存储器的存储单元具有可降低临界电压的优点。

根据本发明的第一方面，提出一种堆叠结构存储器的存储单元的制造方法。此方法首先提供一基板。其次，形成一第一绝缘层于基板上。接着，通过一第一气体及一第二气体进行沉积，以形成一储存层于第一绝缘层上，且第一气体的流量大于第二气体的流量。然后，形成一第二绝缘层于储存层上。再来，形成一位线区域于基板。接着，形成一栅极于第二绝缘层上。第一绝缘层、储存层、第二绝缘层及栅极为存储单元的堆叠结构。然后，形成一间隔物于堆叠结构的侧壁。

根据本发明的第二方面，提出一种堆叠结构存储器的存储单元，包括一基板、堆叠结构、一栅极以及一间隔物。基板具有一位线区域。堆叠结构设置于基板上，且位线区域位于堆叠结构的两侧。堆叠结构至少包括多个绝缘层及一储存层。储存层是设置于此些绝缘层之间，且是由一第一气体及一第二气体进行沉积而形成，此第一气体的流量大于此第二气体的流量。栅极位于堆叠结构的最顶层。间隔物位于堆叠结构的侧壁。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图进行详细说明如下：

附图说明

图1是依照本发明的堆叠结构存储器的存储单元的制造方法流程图；

图2A是图1的步骤11的示意图；

图2B是图1的步骤12的示意图；

图2C是图1的步骤13的示意图；

图2D是图1的步骤14的示意图；

图2E是图1的步骤15的示意图；

图2F是图1的步骤16的示意图；

图2G是图1的步骤17的示意图；

图2H是图2G中沿A-A’方向的剖面图；

图2I是图1的步骤18的示意图；

图3A是不同流量条件下沉积储存层的存储单元的临界电压特性曲线图；以及