[发明专利]非挥发性存储器及其制造方法

说明书

本发明公开一种非挥发性存储器及其制造方法。非挥发性存储器包括基底、埋入式电荷存储晶体管以及选择晶体管。在基底中具有开口。埋入式电荷存储晶体管设置于基底中。埋入式电荷存储晶体管包括电荷存储结构与导体层。电荷存储结构设置于开口中的基底上。导体层设置于电荷存储结构上，且填满开口。选择晶体管设置于埋入式电荷存储晶体管一侧的基底上，其中选择晶体管包括金属栅极结构。所述非挥发性存储器具有较佳的电荷存储能力。

技术领域

本发明涉及一种存储器，且特别是涉及一种非挥发性存储器。

背景技术

分离栅极式非挥发性存储器具有选择晶体管与电荷存储晶体管，以进行存储器中数据的读取、写入以及抹除。随着晶体管技术的演进，采用高介电常数材料可使抑制栅极漏电的问题，且使用金属栅极可具有较快的处理速度，因此发展出采用高介电常数(High-K)/金属栅极晶体管的非挥发性存储器结构。

然而，当非挥发性存储器的电荷存储晶体管所整合的金属栅极中具有高介电常数材料层时，由于高介电常数材料层易捕捉电荷，因此会使得电荷无法顺利地存储在电荷存储层中，进而降低存储器元件的电荷存储能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非挥发性存储器，其具有较佳的电荷存储能力。

本发明提供一种非挥发性存储器，包括基底、埋入式电荷存储晶体管以及选择晶体管。在基底中具有开口。埋入式电荷存储晶体管设置于基底中。埋入式电荷存储晶体管包括电荷存储结构与导体层。电荷存储结构设置于开口中的基底上。导体层设置于电荷存储结构上，且填满开口。选择晶体管设置于埋入式电荷存储晶体管一侧的基底上。选择晶体管包括金属栅极结构。

依照本发明的一实施例所述，在上述非挥发性存储器中，还包括第一掺杂区，沿着开口设置于基底中。

依照本发明的一实施例所述，在上述非挥发性存储器中，电荷存储结构包括电荷捕捉层。

依照本发明的一实施例所述，在上述非挥发性存储器中，电荷捕捉层的材料包括氮化硅或纳米点。

依照本发明的一实施例所述，在上述非挥发性存储器中，电荷存储结构还包括第一介电层与第二介电层。第一介电层设置于电荷捕捉层与基底之间，第二介电层设置于电荷捕捉层与导体层之间。

依照本发明的一实施例所述，在上述非挥发性存储器中，埋入式电荷存储晶体管还包括第二掺杂区与第三掺杂区。第二掺杂区与第三掺杂区设置于导体层两侧的基底中。选择晶体管更包括第二掺杂区与第四掺杂区。第二掺杂区与第四掺杂区设置于金属栅极结构两侧的基底中。埋入式电荷存储晶体管与选择晶体管共用第二掺杂区。

依照本发明的一实施例所述，在上述非挥发性存储器中，还包括多个金属硅化物层。金属硅化物层分别设置于导体层上、第二掺杂区上、第三掺杂区上与第四掺杂区上。

依照本发明的一实施例所述，在上述非挥发性存储器中，金属栅极结构包括高介电常数介电层、功函数金属层与金属栅极层。高介电常数介电层、功函数金属层与金属栅极层依序设置于基底上。

依照本发明的一实施例所述，在上述非挥发性存储器中，金属栅极结构还包括栅介电层。栅介电层设置于高介电常数介电层与基底之间。

依照本发明的一实施例所述，在上述非挥发性存储器中，部分导体层可凸出于基底的顶表面。

本发明提供一种非挥发性存储器的制造方法，包括下列步骤。提供基底，其中在基底中具有开口。在基底中形成埋入式电荷存储晶体管。埋入式电荷存储晶体管包括电荷存储结构与导体层。电荷存储结构设置于开口中的基底上。导体层设置于电荷存储结构上，且填满开口。在埋入式电荷存储晶体管一侧的基底上形成选择晶体管。选择晶体管包括金属栅极结构。

依照本发明的一实施例所述，在上述非挥发性存储器的制造方法中，还包括沿着开口于基底中形成第一掺杂区。