[发明专利]存储元件与其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体元件的结构及其制造方法，且特别是有关于一种存储元件的结构及其制造方法。

背景技术

电荷捕捉型存储元件是一种新的非易失性存储体。其是采用诸如是氮化硅电荷捕捉层来取代传统的快闪存储元件中的多晶硅浮置栅层。由于电荷捕捉层的材质具有捕捉电子的特性，因此，注入于电荷捕捉层中的电子并不会均匀分布于整个电荷捕捉层中，而是以高斯分布的方式集中于电荷捕捉层的局部区域上。由于注入于电荷捕捉层的电子仅集中于局部的区域，因此，对于隧穿氧化层其缺陷的敏感度较小，元件漏电流的现象较不易发生。

请参照图1，所示为传统的电荷捕捉型存储元件剖面局部放大图，此图中包括基底100、电荷捕捉层102以及栅极导体层104，其中电荷捕捉层102由第一氧化物层102a、氮化物层102b、第二氧化物层102c所构成。由于在传统制造快闪存储体的过程中，进行位元线蚀刻(Bit-line Etching)之后，会造成基底表面蚀刻过深而有硅损失(Silicon-loss)的情况发生，此硅损失将会在多晶硅再氧化(polyre-oxidation)的过程中，导致过厚的氧化物入侵(Oxide Encroachment)现象，如图1中的E1处所示。第一氧化物层102a在边缘区域的扩大，使得电荷进入氮化物层102b变得较为困难，进而影响元件效能。具体的说，元件在经过多次的耐久循环电压(Endurance Cycling)测试之后抹除效率(Erase Efficiency)会衰退(Degrade)而影响电荷的保存能力。

发明内容

本发明就是在提供一种存储体的制造方法，可以减少制程中的氧化物入侵现象。

本发明就是在提供一种存储体的结构，此结构的电荷补捉层的氮化物层的剖面宽度大于栅极层的剖面宽度，可减少氧化物入侵至栅极层所覆盖的范围。

本发明提出一种存储元件的制造方法。此方法包括形成包含一栅极介电层结构的一电荷储存结构。接着，在该电荷储存结构上形成一栅极导体层。其后，图案化栅极导体层以及至少部分电荷储存结构，使图案化后的电荷储存结构的剖面大致呈一梯形或类梯形，其中电荷储存结构接近栅极导体层为短边而接近基底为长边。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，图案化栅极导体层以及至少部分电荷储存结构制程为干式蚀刻制程。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，电荷储存结构包括电荷捕捉层，位于栅极介电层结构上。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，栅极介电层结构包括第一氧化物层；电荷捕捉层包括氮化物层。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，电荷储存结构还包括第二氧化物层，在栅极导体层与电荷捕捉层之间。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，图案化栅极导体层以及至少部分电荷储存结构制程包括以基底表面为蚀刻终止层，图案化栅极介电层结构、电荷捕捉层以及第二氧化物层。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，图案化栅极导体层以及至少部分电荷储存结构制程包括以栅极介电层结构为蚀刻终止层，图案化第二氧化物层与电荷捕捉层。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，图案化栅极导体层以及至少部分电荷储存结构制程是以栅极介电层结构为蚀刻终止层，图案化电荷捕捉层。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，在形成栅极导体层后与进行图案化该栅极导体层以及至少部分电荷储存结构制程前还包括在栅极导体层上依序形成顶盖层与光阻层；且在图案化栅极导体层以及至少部分电荷储存结构制程后还包括移除光阻层。

本发明又提出一种存储元件的制造方法。此方法包括形成包含栅极介电层结构的电荷储存结构。接着，在电荷储存结构上形成栅极导体层。之后，在栅极导体层上形成顶盖层。其后，图案化顶盖层、栅极导体层以及至少部分电荷储存结构。之后，进行氧化制程，使未被栅极导体层覆盖的部分电荷储存结构形成一第三氧化物层，并在顶盖层与该栅极导体层裸露的表面形成氧化硅衬层。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，电荷储存结构包括电荷捕捉层位于栅极介电层结构上。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，栅极介电层结构包括第一氧化物层；电荷捕捉层包括氮化物层。

依照本发明实施例所述，上述的存储元件的制造方法中，电荷储存结构还包括一第二氧化物层，在栅极导体层与电荷捕捉层之间。