[发明专利]非挥发性记忆体及其制造方法

说明书

本发明是有关于一种非挥发性记忆体及其制造方法。此非挥发性记忆体包括衬底、穿隧介电层、浮置栅极、多个保护层、控制栅极以及栅间介电层。衬底具有主动区。穿隧介电层配置于主动区中的衬底的表面上。浮置栅极配置于穿隧介电层上。多个保护层分别配置于浮置栅极的部分侧壁上。控制栅极覆盖浮置栅极的顶面与部分侧壁以及每一保护层的至少一部分。栅间介电层配置于浮置栅极与控制栅极之间以及配置于保护层与控制栅极之间。

技术领域

本发明涉及一种记忆体及其制造方法，且特别是涉及一种非挥发性记忆体及其制造方法。

背景技术

记忆体为设计来储存信息或数据的半导体元件。当电脑微处理器的功能变得越来越强，软件所进行的程序与运算也随之增加。因此，记忆体的容量需求也就越来越高。在各式的记忆体产品中，非挥发性记忆体，例如可电擦除可编程只读记忆体(ElectricallyErasable Programmable Read Only Memory，EEPROM)允许多次的数据编程、读取及擦除操作，且其中储存的数据即使在记忆体被断电后仍可以保存。基于上述优点，可电擦除可编程只读记忆体已成为个人电脑和电子设备所广泛采用的一种记忆体。

典型的可电擦除且可编程只读记忆体是以掺杂的多晶硅制作浮置栅极(floatinggate)与控制栅极(control gate)。在现有习知技术中，衬底中具有隔离结构，且在隔离结构之间的衬底上配置有牺牲层。接着，使用湿式蚀刻工艺移除牺牲层，并在经暴露的衬底上依序形成穿隧介电层以及浮置栅极。然而，在现有习知技术中，由于牺牲层的材料与隔离结构的材料皆为氧化硅，因此使用湿式蚀刻工艺移除牺牲层时也会移除掉部分隔离结构。隔离结构的部分侧壁被移除后导致形状改变，且每一侧壁被移除的量也不完全相同，因而容易导致后续所形成的浮置栅极的形状不对称的问题。

再者，由于隔离结构的部分侧壁会被移除，因此衬底的角落也会被暴露出来。接着，在进行热氧化工艺以在经暴露的衬底的表面上形成穿隧介电层时，部分穿隧介电层会形成在衬底的角落处。然而，形成在衬底的角落处的穿隧介电层通常具有较薄的厚度，且因此导致穿隧介电层厚度不均匀的问题。如此一来，由于浮置栅极形成于厚度不均匀的穿隧介电层上,因此所形成的非挥发记忆体会具有电性可靠度不良的问题。

此外，为了有效地提高栅极耦合比(gate coupling ratio，GCR)，通常会增加浮置栅极与控制栅极的覆盖面积来达成此目的。然而，在现有习知技术中，为了增加浮置栅极与控制栅极的覆盖面积，通常具有因穿隧介电层与控制栅极距离太近而影响电性的问题发生。此外，随着元件尺寸持续缩小的趋势，相邻的非挥发性记忆体容易产生彼此电性干扰的问题。

由此可见，上述现有的非挥发性记忆体及其制造方法在产品结构、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可有效解决上述问题的非挥发性记忆体及其制造方法,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在浮置栅极的部分侧壁上配置有保护层。

本发明的另一目的在于，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主动区中的衬底的表面与隔离结构的顶面的高度差较小。

本发明的再一目的在于，克服现有的非挥发性记忆体的制造方法存在的缺陷，而提供一种新的非挥发性记忆体的制造方法，所要解决的技术问题是使其包括在浮置栅极的部分侧壁上形成保护层。