[發明專利]非揮發性記憶體及其制作方法

有效

• 申請號: 201210555545.X
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103887310A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 吳冠緯
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L21/8247
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種非揮發性記憶體及其制作方法，特別是涉及一種可以避免第二位元效應（second?bit?effect）的非揮發性記憶體及其制作方法。

背景技術

非揮發性記憶體由于具有存入的資料在斷電后也不會消失的優點，因此許多電器產品中必須具備此類記憶體，以維持電器產品開機時的正常操作。特別是，快閃記憶體（flash?memory）由于具有可多次進行資料的存入、讀取、擦除等操作，所以已成為個人電腦和電子設備所廣泛采用的一種記憶體元件。

氮化物快閃記憶體（nitride-based?flash?memory）為目前常見的一種非揮發性記憶體。在氮化物快閃記憶體中，利用由氧化物層-氮化物層-氧化物層所構成的電荷捕捉結構（即熟知的ONO層）可儲存二位元的資料。一般來說，二位元的資料可分別儲存于電荷捕捉結構中的氮化物層的左側（即左位元）或右側（即右位元）。

然而，在氮化物快閃記憶體中存在著第二位元效應，即當對左位元進行讀取操作時，會受到右位元的影響，或當對右位元進行讀取操作時，會受到左位元的影響。此外，隨著記憶體尺寸逐漸縮小，通道（channel）的長度也隨之縮短，造成第二位元效應更為顯著，因而影響了記憶體的操作裕度（operation?window）與元件效能。

由此可見，上述現有的非揮發性記憶體及其制作方法在產品結構、制造方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品及方法又沒有適切的結構及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的非揮發性記憶體及其制作方法,實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容

本發明的的目的在于，克服現有的非揮發性記憶體存在的缺陷，而提供一種新的非揮發性記憶體，所要解決的技術問題是使其可以避免在操作時產生第二位元效應，非常適于實用。

本發明的另一目的在于，克服現有的非揮發性記憶體制作方法存在的缺陷，而提供一種新的非揮發性記憶體的制作方法，所要解決的技術問題是使其可制作出具有較大操作裕度的非揮發性記憶體，從而更加適于實用。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種非揮發性記憶體，此非揮發性記憶體包括柵極結構、摻雜區、電荷儲存層以及第一介電層。柵極結構配置于基底上。柵極結構二側的基底中具有凹陷。柵極結構包括柵介電層與柵極。柵介電層配置于基底上，且柵介電層與基底之間具有界面。柵極配置于柵介電層上。摻雜區配置于凹陷周圍的基底中。電荷儲存層配置于凹陷中，且電荷儲存層的頂面高于上述的界面。第一介電層配置于電荷儲存層與基底之間以及電荷儲存層與柵極結構之間。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。前述的非揮發性記憶體，其中所述電荷儲存層的厚度例如介于至之間。

前述的非揮發性記憶體，其中所述凹陷例如具有傾斜側壁。

前述的非揮發性記憶體，其中所述電荷儲存層的材料例如為氮化物或高介電常數材料。

前述的非揮發性記憶體，還包括配置于電荷儲存層上的第二介電層，且第二介電層的頂面與柵極結構的頂面共平面。

前述的非揮發性記憶體，還包括配置于第二介電層與柵極結構上的導體層。

前述的非揮發性記憶體，其中所述摻雜區與界面之間具有距離，且凹陷具有底面與至少一個側壁，且摻雜區配置于底面下方的基底中并圍繞側壁的一部分。

前述的非揮發性記憶體，其中所述距離例如介于0.005μm至0.01μm之間。

本發明的目的及解決其技術問題還采用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種非揮發性記憶體的制作方法，此方法是先在基底上形成柵極結構。柵極結構包括柵介電層以及柵極。柵介電層位于基底上，且柵介電層與基底之間具有界面。柵極位于柵介電層上。然后，在柵極結構二側的基底中形成凹陷。接著，在基底與柵極結構上形成第一介電層。而后，在凹陷周圍的基底中形成摻雜區。之后，在凹陷中形成電荷儲存層，且電荷儲存層的頂面高于上述的界面。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

前述的非揮發性記憶體的制作方法，其中所述電荷儲存層的厚度例如介于至之間。

前述的非揮發性記憶體的制作方法，其中所述凹陷例如具有傾斜側壁。

前述的非揮發性記憶體的制作方法，其中所述電荷儲存層的材料例如為氮化物或高介電常數材料。