[发明专利]存储器元件及其制造方法

说明书

一种存储器元件及其制造方法。所述存储器元件包括基底、浮置栅极、栅极绝缘层、栅间介电层以及控制栅极，所述控制栅极为三层以上的多层结构，且所述多层结构的至少一层为金属硅化物层。

技术领域

本发明是涉及一种半导体技术，且特别涉及一种存储器元件及其制造方法。

背景技术

非易失性存储器由于具有可多次进行数据写入、读取、擦除等动作，并且写入的数据在断电后也不会消失等优点，因此已成为个人计算机和电子设备所广泛采用的一种存储器元件。

非易失性存储器中的字线(word line)通常是形成于控制栅极上的金属硅化物层。其中，为了去除金属硅化物层中的不纯物，在形成金属硅化物层后通常会对金属硅化物层进行热处理。然而金属硅化物层中的金属硅化物可能因为这道热处理而扩散至控制栅极中，甚至使金属硅化物接触栅间介电层(IPD)，并导致栅间介电层电容失效、栅间介电层的崩溃电压降低、元件可靠性降低等缺点。

图1是现有的一种存储器元件的透射电子显微镜(transmission electronmicroscope，TEM)照片。

请参照图1，存储器元件包括基底100、基底100内的隔离结构102、浮置栅极104、栅极绝缘层106、栅间介电层108、控制栅极110。其中，控制栅极110一般为双层结构，包括填入浮置栅极104之间的第一层1101与其上的第二层1102，第一层1101为多晶硅，第二层1102为金属硅化物。在图1的存储器元件中，第二层1102的金属硅化物会因为热处理而扩散至第一层1101中，甚至在圈起来的部位，金属硅化物已直接接触到栅间介电层108，导致栅间介电层108电容失效、栅间介电层108的崩溃电压降低、元件可靠性降低等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种存储器元件及其制造方法，能够防止金属硅化物层中的金属硅化物因为热处理导致的扩散接触栅间介电层，并且使半导体元件具有良好的可靠度。

本发明提供一种存储器元件，包括浮置栅极、栅极绝缘层、栅间介电层以及控制栅极。浮置栅极位于基底上。栅极绝缘层位于浮置栅极与基底之间。栅间介电层位于浮置栅极上。控制栅极位于栅间介电层上，并且为三层以上的多层结构，多层结构的至少一层为金属硅化物层。

在本发明的一实施例中，控制栅极包括第一层、第二层以及第三层。第二层位于第一层与第三层之间。

在本发明的一实施例中，控制栅极的第一层与第二层的厚度小于第三层的厚度。

在本发明的一实施例中，控制栅极的第一层的晶粒大小小于第二层与第三层的晶粒大小。

在本发明的一实施例中，控制栅极的至少一层为碳掺杂的多晶硅。

本发明又提供一种存储器元件的制造方法，包括在基底上依序形成栅极绝缘层与浮置栅极。图案化所述浮置栅极与所述栅极绝缘层，并且在基底中形成多个隔离结构，隔离结构的表面低于浮置栅极的表面。在浮置栅极与隔离结构上形成栅间介电层。在栅间介电层上形成控制栅极，控制栅极为三层以上的多层结构，其中至少一层为金属硅化物层。

在本发明的又一实施例中，形成所述控制栅极的方法包括：在栅间介电层上依序形成第一层、第二层以及第三层。

在本发明的又一实施例中，形成上述第一层的期间可掺杂碳。

在本发明的又一实施例中，形成上述第二层的期间可掺杂碳。

在本发明的又一实施例中，形成上述金属硅化物层之后还可进行热处理。

基于上述，本发明通过使存储器元件的控制栅极为三层以上的多层结构，因此能够防止金属硅化物层因为热处理而扩散接触栅间介电层的情形发生，并且使半导体元件具有良好的可靠度。