[发明专利]具有隔离结构的非易失性存储器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体结构及其制造方法，且特别是有关于一种具有隔离结构的非易失性存储器及其制造方法。

背景技术

存储器，顾名思义便是用以储存信息或数据的半导体元件。当电脑微处理器的功能越来越强，软件所进行的程序与运算越来越庞大时，存储器的需求也就越来越高，为了制造容量大且便宜的存储器以满足这种需求的趋势，制作存储器元件的技术与工艺，已成为半导体科技持续往高集成度挑战的驱动力。

以非易失性存储器为例，当元件的尺寸越来越小，其于光刻工艺的复杂度也会提高。不论是光掩模的制作、曝光前的对准(alignment)、光致抗蚀剂图案的显影等等，这些繁复的步骤，往往会造成制造成本的大幅提高，并且拉长整个工艺的时间。

为了避免上述问题的发生，采用自对准的方式以减少光掩模的使用，就成为制作存储器的另一种选择。

然而，一般因应存储器元件的设计，在存储单元阵列区的隔离结构图案本来便会较密集。而为了使自对准的蚀刻工艺中具有较大的蚀刻裕度，隔离结构又必须具备一定的高度。如此一来，会使得后续所形成的横跨隔离结构的字元线，因为隔离结构与基底的高度落差，而产生均匀度(uniformity)不佳的情形。尤其是在存储单元阵列的周边，字元线的线宽甚至会与阵列中央的字元线的线宽相差至12％左右。此外，隔离结构的侧壁还可能会产生字元线的导体材料的残留物，导致相邻字元线的间会有短路的现象。这些情形都会造成元件的电性表现不稳定，影响产品的成品率。

发明内容

有鉴于此，依照本发明提供实施例的目的就是在提供一种具有隔离结构的非易失性存储器，其源极线外侧的隔离结构高度较低，且字元线的图案均匀度较佳。

依照本发明提供实施例的另一目的是提供一种非易失性存储器的制造方法，可以增加字元线的蚀刻裕度与蚀刻后的均匀度，进而改善元件的电性表现。

本发明提出一种具有隔离结构的非易失性存储器，包括基底、隔离结构、开口、浮置栅极、源极线与字元线。隔离结构平行设置于基底中，并且相邻两隔离结构定义出有源区，其中，隔离结构具有凸出部与凹陷部，且凸出部的顶面高于凹陷部的顶面，凹陷部的顶面约高于等于基底的顶面。开口设置于有源区的基底中，开口为相邻两隔离结构的凸出部所包夹。浮置栅极设置于开口中的侧壁，浮置栅极的顶部低于凸出部顶面。源极线设置于开口底部的基底上，并且横跨隔离结构的凸出部。字元线设置于源极线外侧的基底上，约略平行于源极线并且横跨隔离结构的凹陷部。

上述具有隔离结构的非易失性存储器中，凸出部与凹陷部分别具有平坦的表面。

上述具有隔离结构的非易失性存储器中，浮置栅极的顶部高于基底顶面。而浮置栅极的顶部具有角状构造。

上述具有隔离结构的非易失性存储器中，浮置栅极是以自对准的方式所形成的。

上述具有隔离结构的非易失性存储器中，浮置栅极的材料包括掺杂多晶硅。隔离结构的材料包括氧化硅。源极线的材料包括掺杂多晶硅。

上述具有隔离结构的非易失性存储器中，开口侧壁依序垂直层叠有穿隧介电层、浮置栅极、层间介电层与源极线。

本发明提出一种非易失性存储器的制造方法，包括提供基底，基底上已形成有多个隔离结构，相邻两隔离结构定义出有源区，这些隔离结构的顶面高于基底顶面。的后，在各有源区的基底中形成多个开口。继而在各开口的侧壁形成浮置栅极，浮置栅极的顶部低于隔离结构顶面，但高于基底顶面。接着在开口底部的基底上形成源极线，源极线邻接浮置栅极并且横跨这些隔离结构。继而移除源极线外侧的部分隔离结构。接下来，在源极线外侧的基底上形成字元线。

上述非易失性存储器的制造方法中，移除部分隔离结构而形成一凹陷部的方法包括先在基底上形成一层图案化光致抗蚀剂层，裸露出源极线两外侧的部分隔离结构。而后以图案化光致抗蚀剂层为掩模，移除部分隔离结构，而形成凹陷部。的后再移除图案化光致抗蚀剂层。

上述非易失性存储器的制造方法中，移除部分隔离结构的方法包括干式蚀刻法。

上述非易失性存储器的制造方法中，还包括以自对准的方式形成浮置栅极。

上述非易失性存储器的制造方法中，凹陷部的顶面约高于等于基底的顶面。

上述非易失性存储器的制造方法中，开口的形成方法包括于基底上形成掩模层，覆盖住隔离结构。移除有源区上以及隔离结构上的部分掩模层，而后以掩模层为掩模，移除部分基底，而形成开口。

上述非易失性存储器的制造方法中，这些隔离结构的形成方法包括高密度等离子体化学气相沉积法。