[发明专利]非挥发性记忆体及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非挥发性记忆体及其制作方法，特别是涉及一种可以避免第二位元效应（second bit effect）的非挥发性记忆体及其制作方法。

背景技术

非挥发性记忆体由于具有存入的资料在断电后也不会消失的优点，因此许多电器产品中必须具备此类记忆体，以维持电器产品开机时的正常操作。特别是，快闪记忆体（flash memory）由于具有可多次进行资料的存入、读取、擦除等操作，所以已成为个人电脑和电子设备所广泛采用的一种记忆体元件。

氮化物快闪记忆体（nitride-based flash memory）为目前常见的一种非挥发性记忆体。在氮化物快闪记忆体中，利用由氧化物层-氮化物层-氧化物层所构成的电荷捕捉结构（即熟知的ONO层）可储存二位元的资料。一般来说，二位元的资料可分别储存于电荷捕捉结构中的氮化物层的左侧（即左位元）或右侧（即右位元）。

然而，在氮化物快闪记忆体中存在着第二位元效应，即当对左位元进行读取操作时，会受到右位元的影响，或当对右位元进行读取操作时，会受到左位元的影响。此外，随着记忆体尺寸逐渐缩小，通道（channel）的长度也随之缩短，造成第二位元效应更为显著，因而影响了记忆体的操作裕度（operation window）与元件效能。

由此可见，上述现有的非挥发性记忆体及其制作方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的非挥发性记忆体及其制作方法,实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的的目的在于，克服现有的非挥发性记忆体存在的缺陷，而提供一种新的非挥发性记忆体，所要解决的技术问题是使其可以避免在操作时产生第二位元效应，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的非挥发性记忆体制作方法存在的缺陷，而提供一种新的非挥发性记忆体的制作方法，所要解决的技术问题是使其可制作出具有较大操作裕度的非挥发性记忆体，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种非挥发性记忆体，此非挥发性记忆体包括栅极结构、掺杂区、电荷储存层以及第一介电层。栅极结构配置于基底上。栅极结构二侧的基底中具有凹陷。栅极结构包括栅介电层与栅极。栅介电层配置于基底上，且栅介电层与基底之间具有界面。栅极配置于栅介电层上。掺杂区配置于凹陷周围的基底中。电荷储存层配置于凹陷中，且电荷储存层的顶面高于上述的界面。第一介电层配置于电荷储存层与基底之间以及电荷储存层与栅极结构之间。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的非挥发性记忆体，其中所述电荷储存层的厚度例如介于至之间。

前述的非挥发性记忆体，其中所述凹陷例如具有倾斜侧壁。

前述的非挥发性记忆体，其中所述电荷储存层的材料例如为氮化物或高介电常数材料。

前述的非挥发性记忆体，还包括配置于电荷储存层上的第二介电层，且第二介电层的顶面与栅极结构的顶面共平面。

前述的非挥发性记忆体，还包括配置于第二介电层与栅极结构上的导体层。

前述的非挥发性记忆体，其中所述掺杂区与界面之间具有距离，且凹陷具有底面与至少一个侧壁，且掺杂区配置于底面下方的基底中并围绕侧壁的一部分。

前述的非挥发性记忆体，其中所述距离例如介于0.005μm至0.01μm之间。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种非挥发性记忆体的制作方法，此方法是先在基底上形成栅极结构。栅极结构包括栅介电层以及栅极。栅介电层位于基底上，且栅介电层与基底之间具有界面。栅极位于栅介电层上。然后，在栅极结构二侧的基底中形成凹陷。接着，在基底与栅极结构上形成第一介电层。而后，在凹陷周围的基底中形成掺杂区。之后，在凹陷中形成电荷储存层，且电荷储存层的顶面高于上述的界面。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的非挥发性记忆体的制作方法，其中所述电荷储存层的厚度例如介于至之间。

前述的非挥发性记忆体的制作方法，其中所述凹陷例如具有倾斜侧壁。

前述的非挥发性记忆体的制作方法，其中所述电荷储存层的材料例如为氮化物或高介电常数材料。