[發明專利]非揮發性記憶體及其制造方法

有效

• 申請號: 201310695133.0
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104716099B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 詹耀富
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/11521
• 分類號: H01L27/11521
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明是有關于一種非揮發性記憶體及其制造方法。此非揮發性記憶體包括襯底、穿隧介電層、浮置柵極、多個保護層、控制柵極以及柵間介電層。襯底具有主動區。穿隧介電層配置于主動區中的襯底的表面上。浮置柵極配置于穿隧介電層上。多個保護層分別配置于浮置柵極的部分側壁上。控制柵極覆蓋浮置柵極的頂面與部分側壁以及每一保護層的至少一部分。柵間介電層配置于浮置柵極與控制柵極之間以及配置于保護層與控制柵極之間。

技術領域

本發明涉及一種記憶體及其制造方法，且特別是涉及一種非揮發性記憶體及其制造方法。

背景技術

記憶體為設計來儲存信息或數據的半導體元件。當電腦微處理器的功能變得越來越強，軟件所進行的程序與運算也隨之增加。因此，記憶體的容量需求也就越來越高。在各式的記憶體產品中，非揮發性記憶體，例如可電擦除可編程只讀記憶體(ElectricallyErasable Programmable Read Only Memory，EEPROM)允許多次的數據編程、讀取及擦除操作，且其中儲存的數據即使在記憶體被斷電后仍可以保存。基于上述優點，可電擦除可編程只讀記憶體已成為個人電腦和電子設備所廣泛采用的一種記憶體。

典型的可電擦除且可編程只讀記憶體是以摻雜的多晶硅制作浮置柵極(floatinggate)與控制柵極(control gate)。在現有習知技術中，襯底中具有隔離結構，且在隔離結構之間的襯底上配置有犧牲層。接著，使用濕式蝕刻工藝移除犧牲層，并在經暴露的襯底上依序形成穿隧介電層以及浮置柵極。然而，在現有習知技術中，由于犧牲層的材料與隔離結構的材料皆為氧化硅，因此使用濕式蝕刻工藝移除犧牲層時也會移除掉部分隔離結構。隔離結構的部分側壁被移除后導致形狀改變，且每一側壁被移除的量也不完全相同，因而容易導致后續所形成的浮置柵極的形狀不對稱的問題。

再者，由于隔離結構的部分側壁會被移除，因此襯底的角落也會被暴露出來。接著，在進行熱氧化工藝以在經暴露的襯底的表面上形成穿隧介電層時，部分穿隧介電層會形成在襯底的角落處。然而，形成在襯底的角落處的穿隧介電層通常具有較薄的厚度，且因此導致穿隧介電層厚度不均勻的問題。如此一來，由于浮置柵極形成于厚度不均勻的穿隧介電層上,因此所形成的非揮發記憶體會具有電性可靠度不良的問題。

此外，為了有效地提高柵極耦合比(gate coupling ratio，GCR)，通常會增加浮置柵極與控制柵極的覆蓋面積來達成此目的。然而，在現有習知技術中，為了增加浮置柵極與控制柵極的覆蓋面積，通常具有因穿隧介電層與控制柵極距離太近而影響電性的問題發生。此外，隨著元件尺寸持續縮小的趨勢，相鄰的非揮發性記憶體容易產生彼此電性干擾的問題。

由此可見，上述現有的非揮發性記憶體及其制造方法在產品結構、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可有效解決上述問題的非揮發性記憶體及其制造方法,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在浮置柵極的部分側壁上配置有保護層。

本發明的另一目的在于，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主動區中的襯底的表面與隔離結構的頂面的高度差較小。

本發明的再一目的在于，克服現有的非揮發性記憶體的制造方法存在的缺陷，而提供一種新的非揮發性記憶體的制造方法，所要解決的技術問題是使其包括在浮置柵極的部分側壁上形成保護層。