[发明专利]闪存及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种非易失性存储器及其制造方法，且特别是有关于 一种具有不对称的间隔层结构的闪存及其制造方法。

背景技术

典型的闪存是以掺杂多晶硅制作电荷存储层(charge storage layer)与控 制栅极(control gate)。当存储器进行编程(program)时，适当的编程电压被 分别加到源极、漏极与控制栅极上，电子将由源极经由信道(channel)流向 漏极。在此过程中，将有部分的电子会穿过多晶硅电荷存储层下方的隧穿 氧化层(tunneling oxide)，进入并且会均匀分布于整个多晶硅电荷存储层之 中，此种电子穿越隧穿氧化层进入多晶硅电荷存储层的现象，称为隧穿效 应(tunneling effect)。隧穿效应可以分成两种情况，一种称为信道热电子注 入(channel hot-electron injection)，另一种称为Fowler-Nordheim隧穿(F-N tunneling)。通常闪存是以信道热电子编程，并且通过源极旁边或信道区域 以Fowler-Nordheim隧穿擦除。

图1A至图1B是公知的一种闪存的制造流程剖面图。

请参照图1A，在衬底100上先形成依序为一层隧穿氧化层102、一层 浮置栅极104、一层栅间介质层106及一层控制栅极108的一个堆栈结构 110。然后，利用离子注入工艺112于浮置栅极104两侧的衬底100中分 别形成一个掺杂区114。

然后，请参照图1B，进行一道退火工艺(anneal process)116来活化掺 杂区(请见图1A的114)，以便在衬底100中形成源极118a和漏极118b。 此外，在图1A中的离子注入工艺112有可能会伤害隧穿氧化层102的外 露边缘，造成组件的隧穿氧化层弱化而影响组件的可靠度。所以，在形成 源极118a和漏极118b时有可能再加一道热氧化工艺，使隧穿氧化层102 被再次氧化而增加外露边缘处102a的厚度，以重新强化隧穿氧化层与降 低该区域的电性应力(Stress)。

然而，如图1B所示，在退火工艺116后，无论是隧穿氧化层102还 是栅间介质层106的边缘厚度t_edge都变得比其中央厚度t_center厚，所以不利 于电荷存储层与控制栅极之间栅极耦合率(gate coupling ratio，GCR)的控 制，而影响操作电压及组件速度。而且，在闪存进行擦除(erase)操作时， 隧穿氧化层102与沟道(亦即源极118a和漏极118b间的区域)之间的面积 有关，因此当隧穿氧化层102的边缘增厚时，将不利于组件的擦除操作。

发明内容

本发明提供一种闪存，可改善栅极耦合率(gate coupling ratio，GCR) 的控制。

本发明又提供一种闪存的制造方法，可防止源极端的氧化层被再次氧 化，进而避免源极端的氧化层(亦即隧穿氧化层与栅间介质层)厚度变厚。

因此，本发明的技术方案之一是提供一种闪存，包括一个衬底、一个 堆栈结构、一个源极与一个漏极以及一层源极端间隔层。所述的堆栈结构 是位于衬底上，且堆栈结构包括一层隧穿氧化层、位于隧穿氧化层上的一 层电荷存储层、位于电荷存储层上的一层栅间介质层以及位于栅间介质层 上的一个控制栅极。至于源极与漏极则是分别位于电荷存储层两侧的衬底 中。所述的源极端间隔层是位于堆栈结构接近源极的侧壁上，以防止隧穿 氧化层与栅间介质层在接近源极端的部位被再次氧化。隧穿氧化层靠近漏 极侧向下方的衬底延伸，使隧穿氧化层的下表面不平坦。

在本发明的一实施例中，上述源极端间隔层还包括覆盖部分该堆栈结 构的顶部或覆盖部分该衬底的表面。

在本发明的一实施例中，上述源极端间隔层还包括覆盖部分堆栈结构 的顶部或覆盖部分衬底的表面。

在本发明的一实施例中，上述源极端间隔层的厚度约在75埃～200埃 之间。

在本发明的一实施例中，上述栅间介质层与隧穿氧化层例如分别是选 自包括氧化物层、氮化物层、氮化物与氧化物层、氧化物与氮化物与氧化 物层所组成的物质的其中之一。

在本发明的一实施例中，还包括一对存储器间隔层，分别位于源极端 间隔层上以及堆栈结构接近漏极的侧壁上。