[发明专利]非挥发性存储器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种存储器及其制作方法，且特别是有关于一种非挥发性存储器(non-volatile memory)及其制作方法。 

背景技术

非挥发性存储器因具有可多次进行数据的存入、读取、抹除等特性，且存入的数据在断电后也不会消失，因此被广泛应用于个人计算机和电子设备。然而，随着半导体组件朝小型化逐渐发展，存储器的尺寸也随着线宽减少而缩小，连带使得非挥发性存储器中的控制栅极(control gate)与浮置栅极(floating gate)间的耦合率(coupling ratio)大幅降低。 

因此，为了增加控制栅极与浮置栅极间的耦合率，目前大多利用增加控制栅极与浮置栅极间覆盖面积的方式来提高耦合率。 

图1为现有一种非挥发性存储器的剖面示意图。请参照图1，非挥发性存储器包括基底100、栅极结构102与源极/漏极区104。栅极结构102配置于基底100上。源极/漏极区104配置于栅极结构102二侧的基底100中。栅极结构102由T形的控制栅极106、一对浮置栅极108、穿隧介电层110以及栅间介电层112所构成。浮置栅极108配置于基底100上。穿隧介电层110配置于浮置栅极108与基底100之间。控制栅极106配置于二个浮置栅极108之间，且覆盖每一个浮置栅极108的顶面与一个侧壁。栅间介电层112配置于控制栅极106与浮置栅极108以及穿隧介电层110之间，以及配置于控制栅极106与基底100之间。 

由于T形的控制栅极106与一般I型的控制栅极比较起来可以覆盖较大面积的浮置栅极108，因此增加了控制栅极106与浮置栅极108之间的耦合率。 

然而，在上述的非挥发性存储器中，虽然借由T形的控制栅极来提高与浮置栅极之间的耦合率，但是仍无法大幅提高耦合率以适应日后技术的发展。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种非挥发性存储器的制作方法，可以从3维方向的制程改善增加控制栅极与浮置栅极之间的覆盖面积。 

本发明的另一目的就是在提供一种非挥发性存储器，可以提高控制栅极与浮置栅极之间的耦合率。 

本发明提出一种非挥发性存储器的制作方法，此方法是先于基底上依序形成第一介电层与第一导体层。然后，于第一导体层、第一介电层与基底中形成隔离结构，以于基底的行方向(column direction)上定义出多个条状导体层与多个条状介电层。而后，移除部分隔离结构，以暴露出每一个条状导体层的至少部分侧壁。继而，将每一个条状导体层与每一个条状介电层图案化，以形成多个栅极结构。随后，于基底上顺应性地形成第二介电层。然后，于第二介电层上形成第二导体层。接着，将第二导体层图案化，以形成多个第三导体层，其中每一个第三导体层位于行方向上的二个栅极结构之间的第二介电层上，以及覆盖每一个栅极结构至少一部份的侧壁。然后，于行方向上第三导体层之间的基底中形成源极/漏极区。之后，于第三导体层之间形成第三介电层。 

依照本发明所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的移除部分隔离结构的方法例如为回蚀刻法。 

依照本发明所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的隔离结构的形成方法例如是先于第一导体层、第一介电层与基底中形成沟渠。接着，于基底上形成介电材料层。然后，进行平坦化制程，以移除部分介电材料层，直到暴露出第一导体层。 

依照本发明所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的栅极结构的形成方法例如是先于隔离结构上与每一个条状导体层的一部分上形成图案化光刻胶层。然后，以图案化光刻胶层为罩幕，移除部分条状导体层与部分条状介电层。之后，移除图案化光刻胶层。 

依照本发明所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的第二介电层的形成方法例如为化学气相沉积法。 

依照本发明所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的第二介电层例如为由氧化物层/氮化物层/氧化物层所形成的复合层结构。

依照本发明所述的非挥发性存储器的制作方法，上述的第三导体层的形成方法例如是先形成图案光刻胶层，此图案化光刻胶层覆盖行方向上二个栅极结构之上与之间的第二导体层以及覆盖栅极结构周围的部分第二导体层。然后，以图案化光刻胶层为罩幕，移除部分第二导体层。之后，移除图案化光刻胶层。 

依照本发明所述的非挥发性存储器的制作方法，上述在形成第二导体层之后以及将第二导体层图案化之前，还可以将第二导体层平坦化。