[发明专利]垂直沟道存储器及其制造方法与应用其的操作方法

权利要求书

1.一种垂直沟道存储器，其特征在于，包括：

一衬底；

一沟道，凸出于该衬底上，其中该沟道的线宽为10nm～60nm之间；

一多层结构，设置于该沟道的两垂直表面上以及一顶面上方；其中该多层结构包括一第一氧化物层、一电荷捕捉层和一第二氧化物层，或者该多层结构包括一第一阻挡层于该沟道上，一穿遂层、一第二阻挡层、一电荷捕捉层及一第三阻挡层依序堆栈；

一覆盖层，设置于该沟道的该顶面上方，将该顶面上方完全覆盖，并介于所述多层结构与所述沟道之间；

一栅极，跨越于该多层结构上，并位于该沟道的两垂直表面上；以及

一第一端及一第二端，分别相对于该栅极位于该沟道的两侧上。

2.如权利要求1所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该覆盖层与该沟道具有相同宽度。

3.如权利要求1或2所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中包括一位于衬底上的厚氧化物层，且该厚氧化物层接触该沟道的两垂直表面。

4.如权利要求2所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该覆盖层包括一二氧化硅层及一氮化硅层，该氮化硅层位于该二氧化硅层上，此覆盖层设计以利于双沟道垂直存储器的形成。

5.如权利要求1或2所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该电荷捕捉层位于该沟道的两垂直表面。

6.如权利要求1或2所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该电荷捕捉层的材料是为氮化硅或氧化铝或其它高介电系数材料。

7.如权利要求1或2所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该第一氧化物层位于该电荷捕捉层及该沟道之间，该第二氧化物层位于该电荷捕捉层及该栅极之间。

8.如权利要求1或2所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该衬底是为纯硅衬底或绝缘层上覆硅衬底。

9.如权利要求1或2所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该栅极的材料是为N+多晶硅、P+多晶硅、金属化合物或金属。

10.如权利要求1所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该第一阻挡层、该第二阻挡层及该第三阻挡层是为氧化物层，该电荷捕捉层是为一氮化物层，且该穿遂层是为一氮化物层或一多晶硅层。

11.如权利要求1所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该第一阻挡层的厚度小于等于位于之间、或小于等于

12.如权利要求1所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该第二阻挡层的厚度是小于等于或位于之间。

13.如权利要求1所述的垂直沟道存储器，其特征在于，其中该穿遂层的厚度是小于等于或位于之间。

14.一种垂直沟道存储器的制造方法，其特征在于，包括：

(a)提供一衬底；

(b)形成一第一氮化物层于该衬底上；

(c)蚀刻该第一氮化物层，以形成一第一图案化氮化物层；

(d)修整该第一图案化氮化物层，以形成一第二图案化氮化物层；

(e)蚀刻该衬底，以形成至少一凸出于该衬底上的沟道；

(f)形成一覆盖层以覆盖该沟道区表面，并形成一厚氧化物层于该衬底的顶面上方；

(g)形成一电荷储存结构，该电荷储存结构设置于该沟道的两垂直表面上以及所述厚氧化物上方；

(h)形成一栅极材料层于该电荷储存结构上；

(I)蚀刻该栅极材料层，以形成至少一栅极，且该栅极位于该沟道的两垂直表面上；以及

(j)离子注入该沟道相对于该栅极的两侧，以形成一第一端及一第二端。

15.如权利要求14所述的垂直沟道存储器的制造方法，其特征在于，其中形成该电荷储存结构包含形成一氧化物-氮化物-氧化物层。

16.如权利要求14所述的垂直沟道存储器的制造方法，其特征在于，其中形成该电荷储存结构包含形成一氧化物-氮化物-氧化物-氮化物-氧化物层。

17.如权利要求14所述的垂直沟道存储器的制造方法，其特征在于，其中步骤(b)还包括：

(b1)形成及蚀刻一垫氧化物层于该衬底及该第一氮化物层之间。