[發明專利]閃存及其制造方法

有效

• 申請號: 201810047653.3
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN110061005B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 恩凱特·庫馬;馬洛宜·庫馬;李家豪
• 申請（專利權）人: 世界先進積體電路股份有限公司
• 主分類號: H01L27/11521
• 分類號: H01L27/11521;H01L21/28;H01L29/423
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;郭曉宇

本發明提出了一種閃存及其制造方法，其中閃存的制造方法包含在半導體基底上形成第一導電層，在第一導電層上形成圖案化遮罩層，其中圖案化遮罩層的開口暴露出第一導電層，在圖案化遮罩層上形成第二導電層，其中第二導電層延伸進入開口，對第二導電層實施第一刻蝕工藝，以在開口的側壁上形成間隙物，實施氧化工藝以在開口內形成氧化物結構，以氧化物結構作為遮罩，實施第二刻蝕工藝以形成浮柵，以及在半導體基底內形成源極區和漏極區。

技術領域

本發明是關于閃存，特別是關于具有尖端的浮柵的嵌入式閃存及其制造方法。

背景技術

閃存為非揮發性的存儲器的一種型態。一般而言，一個閃存包含兩個柵極，第一個柵極為儲存數據的浮柵(floating gate)，而第二個柵極為進行數據的輸入和輸出的控制柵極(control gate)。浮柵位于控制柵極的下方且為“漂浮”的狀態。所謂漂浮指以絕緣材料環繞且隔離浮柵以防止電荷流失。控制柵極連接至字線(word line，WL)以控制裝置。閃存的優點之一為可以區塊-區塊擦除數據(block-by-block erasing)。閃存廣泛地用于企業服務器、儲存和網絡科技，以及廣泛的消費電子產品，例如隨身碟(USB)快閃驅動裝置、移動電話、數字相機、平板電腦、筆記本電腦的個人電腦插卡(PC cards)和嵌入式控制器等等。

市場上可得到許多不同種類的非揮發性存儲器，例如閃存、電子擦除式可復寫只讀存儲器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)和多次寫入(multi-time programmable，MTP)非揮發性存儲器。然而，嵌入式(embedded)閃存，特別是嵌入式分離柵極(split-gate)閃存，相較于其他的非揮發性存儲器的技術具有較大的優勢。

雖然現存的閃存及其制造方法已足夠應付它們原先預定的用途，但它們仍未在各個方面皆徹底的符合要求，因此閃存的技術目前仍有需克服的問題。

發明內容

本發明提供了閃存的實施例及其制造方法的實施例，特別是嵌入式分離柵極閃存。在本發明的一些實施例中，在開口的側壁上形成間隙物。然后，在實施氧化工藝的期間，將間隙物的一部分氧化以在開口內形成氧化物結構。在實施氧化工藝之后，間隙物的剩余部分具有朝向其上方的氧化物結構的凹面，以及在接續的刻蝕工藝之后，形成具有垂直尖端的完整的浮柵。

在前述的方法中，間隙物用以形成浮柵的尖端，且裝置的擦除(erase)效率取決于尖端的尖銳程度。因此，在確保尖端具有足夠的尖銳程度的前提下，間隙物的存在可縮短氧化工藝的實施期間，使得位于氧化物結構下的浮柵的厚度不會太薄。結果，通過前述方法形成的具有尖端的浮柵的閃存可產生例如改善裝置的擦除效率、增加裝置的整體效能和易于任何閃存的工藝中制造的優勢。

此外，在本發明的一些實施例中，在形成完整的浮柵之前，氧化物結構已先形成，故在形成漂浮柵極的刻蝕工藝期間，氧化物結構可作為遮罩使用，因此，無需使用額外的遮罩以產生尖端，且可降低工藝成本。

根據一些實施例，提供閃存的制造方法。方法包含在半導體基底上形成第一導電層，且在第一導電層上形成圖案化遮罩層，其中圖案化遮罩層的開口暴露出第一導電層。方法也包含在圖案化遮罩層上形成第二導電層，其中第二導電層延伸進入開口。方法更包含對第二導電層實施第一刻蝕工藝，以在開口的側壁上形成間隙物，以及實施氧化工藝以在開口內形成氧化物結構。此外，方法包含以氧化物結構作為遮罩，實施第二刻蝕工藝以形成浮柵，以及在半導體基底內形成源極區和漏極區。

根據一些實施例，提供閃存。閃存包含設置于半導體基底上的浮柵，其中浮柵的第一邊緣為第一尖端，且浮柵的第二邊緣為第二尖端。閃存也包含設置于浮柵上的氧化物結構，其中氧化物結構的第一突出部分位于第一尖端的正上方，且氧化物結構的第二突出部分位于第二尖端的正上方。閃存更包含設置于半導體基底內的源極區和漏極區，且浮柵位于源極區與漏極區之間。

以下的實施例與所附的參考圖式將提供詳細的描述。