專利名稱：非揮發(fā)性存儲器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件及其制造方法，特別是涉及一種非揮發(fā)性存儲器及其制造方法。
背景技術(shù)：
在各種非揮發(fā)性存儲器產(chǎn)品中，具有可進(jìn)行多次數(shù)據(jù)的存入、讀取、抹除等動作，且存入的數(shù)據(jù)在斷電后也不會消失的優(yōu)點(diǎn)的可電抹除且可編程只讀存儲器(EEPROM)，已成為個(gè)人計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備所廣泛采用的一種存儲器元件。
典型的可電抹除且可編程只讀存儲器是以摻雜多晶硅(polysilicon)制作浮置柵極(floating gate)與控制柵極(control gate)。而且，為了避免典型的可電抹除且可程序只讀存儲器在抹除時(shí)，因過度抹除現(xiàn)象太過嚴(yán)重，而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的誤判的問題。而在控制柵極與浮置柵極側(cè)壁、基底上方另設(shè)一個(gè)以摻雜多晶硅制作的選擇柵極(select gate)，亦即在記憶單元的一側(cè)設(shè)置一個(gè)選擇晶體管。
然而，當(dāng)將上述具有選擇柵極結(jié)構(gòu)的非揮發(fā)性存儲器制作成與非門(NAND)型陣列時(shí)，選擇柵極的寬度是由兩相鄰控制柵極之間的間隙減去間隙壁(約200～300埃)的厚度來決定的。因此，在相同線/間隙(line/space)的間距下，選擇柵極的寬度會小于控制柵極的寬度。于是，在半導(dǎo)體元件的集成度持續(xù)提高的趨勢下，就會造成選擇柵極的電阻太高及因反窄寬度效應(yīng)(reverse narrow width effect)(硼外擴(kuò)散更為嚴(yán)重)及短通道效應(yīng)而難以使選擇柵極晶體管具有高啟始值電壓的問題。亦即，只使用注入配置無法得到具有高啟始值電壓的選擇晶體管。于是，存儲器的操作速度會變慢、而無法提升元件效能。
另一方面，由于選擇柵極及控制柵極的材料通常是選用摻雜多晶硅或多晶硅化金屬(polycide)，因此隨著元件集成度增加，對于柵極而言，摻雜多晶硅及硅化鎢的串聯(lián)電阻太大。雖然，業(yè)界亦有選用低電阻材料如鎢/氮化鎢、鎢/氮化鈦等取代摻雜多晶硅或多晶硅化金屬，然而其會大大的改變元件的特性及元件的制造工藝。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的為提供一種非揮發(fā)性存儲器及其制造方法，可以降低選擇柵極的電阻，并提高選擇晶體管的啟始值電壓。
本發(fā)明的另一目的為提供一種非揮發(fā)性存儲器及其制造方法，可以提高元件集成度及元件效能。
本發(fā)明提供一種非揮發(fā)性存儲器的制造方法，此方法為先提供基底，并于此基底上形成多個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)，各個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)由基底起依序?yàn)榇┧斫殡妼?、浮置柵極、第一柵間介電層、控制柵極、頂蓋層與第一間隙壁。于基底中形成源極區(qū)，此源極區(qū)位于最外側(cè)的堆棧柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的基底中。然后，于基底上形成第二柵間介電層，并于堆棧柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)形成多個(gè)選擇柵極，且這些選擇柵極將各堆棧柵極結(jié)構(gòu)串接在一起，形成一存儲單元列，這些選擇柵極的材料包括多晶硅。接著，于基底上形成絕緣層，并移除部分絕緣層以于存儲單元列的側(cè)壁形成第二間隙壁。于基底中形成漏極區(qū)，此漏極區(qū)位于存儲單元列中最外側(cè)的選擇柵極一側(cè)的基底中。然后，進(jìn)行一金屬硅化物制造工藝，以使整個(gè)選擇柵極的材料由摻雜多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物。
在上述之非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，柵極堆棧結(jié)構(gòu)的形成步驟依序于基底上形成第一介電層、第一導(dǎo)體層、第二介電層、第二導(dǎo)體層與第三介電層。然后，圖案化第三介電層及第二導(dǎo)體層，以形成頂蓋層及控制柵極，并于頂蓋層及控制柵極的側(cè)壁形成第一間隙壁。之后，圖案化第二介電層、第一導(dǎo)體層、第一介電層以形成第一柵間介電層、浮置柵極與穿隧介電層。
在上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法中，進(jìn)行金屬硅化物制造工藝，以使選擇柵極的材料由摻雜多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物的步驟先于基底上形成蓋層。然后，圖案化此蓋層以暴露出選擇柵極。接著，于基底上形成金屬層，并進(jìn)行退火制造工藝，使金屬層與選擇柵極的材料反應(yīng)形成金屬硅化物。之后，移除未參與硅化反應(yīng)的剩余金屬層。
本發(fā)明藉由使選擇柵極的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物(硅化鎳)，因此可以降低選擇柵極的片電阻。而且，還可以在使選擇柵極的材料由摻雜多晶硅變成金屬硅化物(硅化鎳)之前，藉由調(diào)整摻雜多晶硅中摻雜劑的濃度，而使選擇晶體管具有較高的啟始值電壓。此外，上述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法可以與互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(CMOS)制造工藝相配合，而不需要對制造工藝作很大的變更。
本發(fā)明提供一種非揮發(fā)性存儲器的制造方法，此方法為先提供基底，并于此基底上形成多個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)，各個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)由基底起依序?yàn)榇┧斫殡妼?、浮置柵極、第一柵間介電層、控制柵極、頂蓋層，控制柵極的材料包括摻雜多晶硅。于基底中形成源極區(qū)，此源極區(qū)位于最外側(cè)的堆棧柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的基底中。然后，于基底上形成第二柵間介電層，并于堆棧柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)形成多個(gè)選擇柵極，且這些選擇柵極將各堆棧柵極結(jié)構(gòu)串接在一起，形成一存儲單元列，這些選擇柵極的材料包括多晶硅。接著，于基底上形成一絕緣層，并移除部分絕緣層以于該存儲單元列的側(cè)壁形成一間隙壁。于此基底上形成蓋層后，圖案化此蓋層以暴露出選擇柵極、部分第二柵間介電層。接著，移除部分第二柵間介電層及頂蓋層以形成分別暴露控制柵極的開口。之后，進(jìn)行金屬硅化物制造工藝，以使選擇柵極、控制柵極的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物。
本發(fā)明藉由使控制柵極及選擇柵極的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物(硅化鎳)，因此可以降低控制柵極及選擇柵極的片電阻。而且，還可以在使控制柵極及選擇柵極的材料由摻雜多晶硅變成金屬硅化物(硅化鎳)之前，藉由調(diào)整摻雜多晶硅中摻雜劑的濃度，而使選擇晶體管具有較高的啟始值電壓。此外，本發(fā)明的非揮發(fā)性存儲器的制造方法可以互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(CMOS)制造工藝相配合，而不需要對制造工藝作很大的變更。
本發(fā)明提供一種非揮發(fā)性存儲器，此非揮發(fā)性存儲器包括基底、多個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)、多個(gè)選擇柵極、第二柵間介電層。多個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)置于基底上，各個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)從基底起依序?yàn)榇┧斫殡妼印⒏≈脰艠O、第一柵間介電層與控制柵極。多個(gè)選擇柵極，分別設(shè)置于各個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)壁，而將各個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)串接在一起成一存儲單元列。第二柵間介電層，設(shè)置于堆棧柵極結(jié)構(gòu)與選擇柵極之間。其中選擇柵極的材料包括金屬硅化物。
本發(fā)明采用金屬硅化物制作選擇柵極及/或控制柵極，因此可以降低選擇柵極及/或控制柵極的片電阻，進(jìn)而提高元件效能。而且，還可以在使控制柵極及選擇柵極的材料由摻雜多晶硅變成金屬硅化物之前，藉由調(diào)整摻雜多晶硅中摻雜劑的濃度，而使選擇晶體管具有較高的啟始值電壓。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下配合附圖以及優(yōu)選實(shí)施例，以更詳細(xì)地說明本發(fā)明。


圖1A至圖1I為繪示本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲器的制造流程剖面圖。
圖2A至圖2C為繪示本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲器的制造流程剖面圖。
簡單符號說明100基底102、106、110介電層102a穿隧介電層104、108、104a、108a、118e導(dǎo)體層116柵間介電層108b摻雜多晶硅層108c金屬硅化物層110a頂蓋層112、120a、122間隙壁114a～114d堆棧柵極結(jié)構(gòu)115源極區(qū)118a～118d選擇柵極117掩模層119存儲單元列120絕緣層124開口126漏極區(qū)128蓋層130金屬層132層間介電層
134插塞136導(dǎo)線具體實(shí)施方式
首先，說明本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲器的制造方法。圖1A至圖1I為繪示本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲器的制造流程剖面圖。而且，圖1A至圖1I只針對有源區(qū)上的制造工藝剖面做說明。
首先請參照圖1A，提供基底100，此基底100例如是硅基底。然后，于此基底100表面形成一層介電層102，此介電層102的材料例如是氧化硅，介電層102的形成方法例如是熱氧化法。
接著，于介電層102上形成一層導(dǎo)體層104，其材料例如是摻雜的多晶硅，此導(dǎo)體層104的形成方法例如是利用化學(xué)氣相沉積法形成一層未摻雜多晶硅層后，進(jìn)行離子注入步驟以形成之。
然后，于導(dǎo)體層104上形成一層介電層106。介電層106的材料例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅等。此介電層106的形成步驟例如是先以熱氧化法形成一層氧化硅層后，利用化學(xué)氣相沉積法形成氮化硅層，接著再用濕氫/氧氣(H2/O2gas)去氧化部分氮化硅層而形成另一層氧化硅層。當(dāng)然，介電層106的材料也可以是氧化硅層、氧化硅/氮化硅等。
接著，于基底100上形成另一層導(dǎo)體層108。導(dǎo)體層108的材料例如是摻雜的多晶硅，導(dǎo)體層108的形成方法例如利用化學(xué)氣相沉積法形成一層未摻雜多晶硅后，進(jìn)行離子注入步驟以形成之，或者是以臨場(In-Situ)摻雜離子的方式，利用化學(xué)氣相沉積法以形成之。然后，于導(dǎo)體層108上形成一層介電層110，介電層110的材料例如是氮化硅，介電層110的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。當(dāng)然，介電層110的材料也可以是氧化硅，或者其它的介電材料。
接著，請參照圖1B，圖案化介電層110與導(dǎo)體層108，以形成頂蓋層110a與導(dǎo)體層108a。圖案化介電層110與導(dǎo)體層108的方法例如是光刻及蝕刻技術(shù)。其中，導(dǎo)體層108a作為存儲器的控制柵極。之后，于頂蓋層110a與導(dǎo)體層108a的側(cè)壁形成間隙壁112。間隙壁112的材料例如是氧化硅。而且，間隙壁112的形成方法例如是先沉積一層絕緣材料層后，進(jìn)行一蝕刻步驟，而只留下位于頂蓋層110a與導(dǎo)體層108a側(cè)壁的絕緣材料層。當(dāng)然，間隙壁112的材料也可以是氮化硅或其它絕緣材料等。
接著，請參照圖1C，以具有間隙壁112的頂蓋層110a及導(dǎo)體層108a為掩模，圖案化介電層106、導(dǎo)體層104與介電層102，使其分別形成柵間介電層106a、導(dǎo)體層104a與穿隧介電層102a。其中，導(dǎo)體層104a作為存儲器的浮置柵極。亦即，圖示的導(dǎo)體層(控制柵極)108a、柵間介電層106a、導(dǎo)體層(浮置柵極)104a與穿隧介電層102a構(gòu)成堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a～114d。
之后，于基底100上形成一圖案化掩模層117，此圖案化掩模層117暴露出欲形成源極區(qū)115的區(qū)域，然后以此圖案化掩模層117為掩模，進(jìn)行一摻雜劑注入步驟，以于柵極結(jié)構(gòu)114d一側(cè)的基底100中形成源極區(qū)115。于基底100中注入摻雜劑的方法例如是離子注入法。
接著，請參照圖1D，移除圖案化掩模層117后，于基底100上形成另一層?xùn)砰g介電層116，此柵間介電層116例如是高溫氧化硅(High TemperatureOxide)層。
接著，于基底100上形成一層導(dǎo)體層(未繪示)，此導(dǎo)體層填滿堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a～114d之間的間隙。此導(dǎo)體層的材料例如是摻雜的多晶硅，導(dǎo)體層108的形成方法例如利用化學(xué)氣相沉積法形成一層未摻雜多晶硅后，進(jìn)行離子注入步驟以形成之，或者是以臨場(In-Situ)摻雜離子的方式，利用化學(xué)氣相沉積法以形成之。之后，移除部分導(dǎo)體層，而于堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a～114d之間形成選擇柵極118b～118d及于堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a與堆棧柵極結(jié)構(gòu)114d的側(cè)壁分別形成選擇柵極118a與導(dǎo)體層118e。在選擇柵極118a～118d與基底100之間的柵間介電層116作為選擇柵極介電層之用。堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a～114d分別與選擇柵極118a～118d構(gòu)成存儲單元結(jié)構(gòu)，且各存儲單元串聯(lián)構(gòu)成存儲單元列119。
接著，請參照圖1E，于基底100上形成一層絕緣層120，此絕緣層120的材料包括與頂蓋層110a具有相同蝕刻選擇性者，其例如是氮化硅。此絕緣層120的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
接著，請參照圖1F，移除部分絕緣層120以于存儲單元列119的一側(cè)壁及導(dǎo)體層118e的側(cè)壁形成間隙壁120a。然后，于整個(gè)存儲單元列119一側(cè)的基底100中(選擇柵極118a一側(cè)的基底100中)形成漏極區(qū)126。然后，于基底100上形成一層蓋層128，此蓋層128的材料例如是與柵間介電層116的材料具有不同蝕刻選擇者，例如是氮化硅，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。且此蓋層128的厚度例如是300埃至500埃。
接著，請參照圖1G，圖案化此蓋層128，此暴露出后續(xù)欲形成金屬硅化物的區(qū)域。然后，此蓋層128為掩模，移除部分柵間介電層116與部分頂蓋層110a而形成暴露出導(dǎo)體層108a的開口124。開口124的形成方法，亦可先于頂蓋層128上形成一層圖案化光致抗蝕劑層，暴露出欲形成金屬硅化物的區(qū)域，再一起蝕刻蓋層128、柵間介電層116與頂蓋層110a。移除部分絕緣層120、部分柵間介電層116a與部分頂蓋層110a的方法例如是非等向性蝕刻法。由于利用非等向性蝕刻法移除部分絕緣層120、部分柵間介電層116a與部分頂蓋層110a，因此在間隙壁112的側(cè)壁亦會形成間隙壁122。
接著，請參照圖1H，于基底100上形成一層金屬層130。此金屬層130的材料例如是鎳。金屬層130的形成方法例如是物理氣相沉積法。且此金屬層130的厚度需要能夠在后續(xù)制造工藝中，使整個(gè)導(dǎo)體層108a(控制柵極)、選擇柵極118a～118d及導(dǎo)體層118e的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物。然后，進(jìn)行一退火制造工藝，使硅與金屬反應(yīng)，而使整個(gè)導(dǎo)體層108a(控制柵極)、選擇柵極118a～118d及導(dǎo)體層118e的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物。亦即，使整個(gè)導(dǎo)體層108a(控制柵極)、選擇柵極118a～118d及導(dǎo)體層118e的材料變成硅化鎳。由于硅化鎳的片電阻與線寬無關(guān)、功函數(shù)與多晶硅的摻雜濃度有關(guān)(亦即，硅與硅化鎳之間的功函數(shù)(work function)的差可以在鎳金屬硅化之前，利用摻雜多晶硅中摻雜劑的濃度來調(diào)整)。因此，選擇晶體管的啟始值電壓不但可以由注入配置來調(diào)整，也可以由硅與硅化鎳之間的功函數(shù)的差來調(diào)整。
接著，請參照圖1I，移除未參與硅化反應(yīng)的金屬層后，于基底100上形成層間介電層132，于層間介電層132中形成與漏極區(qū)126電連接的插塞134，并于層間介電層132上形成與插塞134電連接的導(dǎo)線136。后續(xù)完成非揮發(fā)性存儲器的制造工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所周知，在此不再贅述。
在上述實(shí)施例中，本發(fā)明藉由使導(dǎo)體層108a(控制柵極)及選擇柵極118a～118d的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成硅化鎳，因此可以降低導(dǎo)體層108a(控制柵極)及選擇柵極118a～118d的片電阻。而且，還可以在使導(dǎo)體層108a(控制柵極)及選擇柵極118a～118d的材料由摻雜多晶硅變成硅化鎳之前，藉由調(diào)整摻雜多晶硅中摻雜劑的濃度，而使選擇晶體管具有較高的啟始值電壓。此外，本發(fā)明的非揮發(fā)性存儲器的制造方法可以互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(CMOS)制造工藝相配合，而不需要對制造工藝作很大的變更。
在上述實(shí)施例中，以使四個(gè)存儲單元結(jié)構(gòu)串接在一起為實(shí)例做說明。當(dāng)然，在本發(fā)明中串接的存儲單元結(jié)構(gòu)的數(shù)目，可以視實(shí)際需要串接適當(dāng)?shù)臄?shù)目，舉例來說，可以串接32至64個(gè)存儲單元結(jié)構(gòu)。另外，在上述實(shí)施例中，控制柵極及選擇柵極的材料以硅化鎳為例作說明，當(dāng)然控制柵極及選擇柵極的材料也可以是硅化鈦、硅化鉭、硅化鉬或硅化鈷，同樣可以達(dá)成本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
圖2A至圖2B為繪示本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的非揮發(fā)性存儲器的制造流程剖面圖。在圖2A至圖2B中，構(gòu)件與圖1A～圖1G相同者，給予相同的標(biāo)號，并省略其詳細(xì)說明。
接著，請參照圖2A，其接續(xù)于圖1E。在圖2A中，導(dǎo)體層108a的材料例如是多晶硅化金屬，其由摻雜多晶硅層108b與金屬硅化物層108c所構(gòu)成；且頂蓋層110a的材料例如是氧化硅。在形成選擇柵極118a～118d及導(dǎo)體層118e之后，于存儲單元列119的一側(cè)壁及導(dǎo)體層118e的側(cè)壁形成間隙壁120a。間隙壁120a的形成方法例如是先于基底100上形成一層絕緣層(未圖示)，然后進(jìn)行非等向性蝕刻制造工藝以形成之。其中，絕緣層的材料包括與頂蓋層110a、柵間介電層116具有不同蝕刻選擇性者，其例如是氮化硅。由于絕緣層與頂蓋層110a、柵間介電層116具有不同蝕刻選擇性，因此在形成間隙壁120a時(shí)，頂蓋層110a、柵間介電層116不會被移除而暴露出導(dǎo)體層108a表面。然后，于整個(gè)存儲單元列119一側(cè)的基底100中(選擇柵極118a一側(cè)的基底100中)形成漏極區(qū)126。
接著，請參照圖2B，然后，于基底100上形成一層蓋層128，此蓋層128的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。且此蓋層128的厚度例如是300埃至500埃。接著，圖案化此蓋層128，以暴露出后續(xù)欲形成金屬硅化物的區(qū)域。
接著，請參照圖2C，進(jìn)行一金屬硅化物制造工藝，使選擇柵極118a～118d的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物。此金屬硅化物制造工藝?yán)缡窍扔诨?00上形成一層金屬層(未圖示)。然后，進(jìn)行一退火制造工藝，使硅與金屬反應(yīng)，而使選擇柵極118a～118d及導(dǎo)體層118e的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物。然后，再移除未參與硅化反應(yīng)的金屬層。后續(xù)完成非揮發(fā)性存儲器的制造工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所周知，在此不再贅述。其中，選擇柵極118a～118d及導(dǎo)體層118e的材料包括硅化鈦、硅化鉭、硅化鉬、硅化鈷與硅化鎳的其中之一。
在上述實(shí)施例中，本發(fā)明藉由使選擇柵極118a～118d的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物，因此可以降低選擇柵極118a～118d的片電阻。而且，還可以在使選擇柵極118a～118d的材料由摻雜多晶硅變成金屬硅化物之前，藉由調(diào)整摻雜多晶硅中摻雜劑的濃度，而使選擇晶體管具有較高的啟始值電壓。此外，本發(fā)明的非揮發(fā)性存儲器的制造方法可以互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(CMOS)制造工藝相配合，而不需要對制造工藝作很大的變更。
接著說明本發(fā)明的非揮發(fā)性存儲器的結(jié)構(gòu)。
請參照圖1I，其用以說明本發(fā)明的非揮發(fā)性存儲器的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的非揮發(fā)性存儲器例如是由基底100、多個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a～114d、多個(gè)選擇柵極118a～118d、柵間介電層116、間隙壁120a、源極區(qū)115及漏極區(qū)126所構(gòu)成。
多個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a～114d，設(shè)置于基底100上，各個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a～114d從基底100起依序?yàn)榇┧斫殡妼?02a、浮置柵極(導(dǎo)體層104a)、柵間介電層106a與控制柵極(導(dǎo)體層106a)。
穿隧介電層102a的材料例如是氧化硅。浮置柵極(導(dǎo)體層104a)的材料例如是摻雜多晶硅。柵間介電層106a的材料例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅，當(dāng)然柵間介電層106a的材料也可以是氧化硅/氮化硅等。控制柵極(導(dǎo)體層106a)的材料包括金屬硅化物，例如是硅化鈦、硅化鉭、硅化鉬、硅化鈷與硅化鎳的其中之一。在另一實(shí)施例中，控制柵極(導(dǎo)體層106a)的材料例如是多晶硅化金屬。
多個(gè)選擇柵極118a～118d，分別設(shè)置于各堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a～114d的一側(cè)，并將各個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a～114d串接在一起成一存儲單元列119。選擇柵極118a～118d之材料包括金屬硅化物，例如是硅化鈦、硅化鉭、硅化鉬、硅化鈷與硅化鎳的其中之一。
柵間介電層116，設(shè)置于堆棧柵極結(jié)構(gòu)114a～114d與選擇柵極118a～118d之間。其中，在選擇柵極118a～118d與基底之間的柵間介電層116作為選擇柵極介電層之用。
間隙壁120a設(shè)置于存儲單元列119的側(cè)壁。源極區(qū)115/漏極區(qū)126分別設(shè)置于存儲單元列119兩側(cè)的基底中。
在上述實(shí)施例中，本發(fā)明采用金屬硅化物制作選擇柵極118a～118d及/或控制柵極，因此可以降低選擇柵極118a～118d及/或控制柵極的片電阻，進(jìn)而提高元件效能。而且，還可以在使導(dǎo)體層108a(控制柵極)及選擇柵極118a～118d的材料由摻雜多晶硅變成金屬硅化物之前，藉由調(diào)整摻雜多晶硅中摻雜劑的濃度，而使選擇晶體管具有較高的啟始值電壓。
雖然本發(fā)明以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種非揮發(fā)性存儲器的制造方法，包括提供一基底；于該基底上形成多個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)，各該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)包括一穿隧介電層、一浮置柵極、一第一柵間介電層、一控制柵極；于該基底中形成一源極區(qū)，該源極區(qū)位于該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)中，最外側(cè)的該堆棧柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的該基底中；于該基底上形成一第二柵間介電層；于該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)壁形成多個(gè)選擇柵極，且該些選擇柵極將各該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)串接在一起，形成一存儲單元列，該些選擇柵極的材料包括摻雜多晶硅；該基底中形成一漏極區(qū)，該漏極區(qū)位于該存儲單元列中最外側(cè)的該選擇柵極一側(cè)的該基底中；以及進(jìn)行一金屬硅化物制造工藝，以使該些選擇柵極的材料由摻雜多晶硅轉(zhuǎn)變成一金屬硅化物。
2.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該金屬硅化物制造工藝的步驟包括于該基底上形成一蓋層；圖案化該蓋層以暴露出該些選擇柵極；于該基底上形成一金屬層；進(jìn)行一退火制造工藝，使該金屬層與該些選擇柵極的材料反應(yīng)形成金屬硅化物；以及移除未參與硅化反應(yīng)的剩余該金屬層及該蓋層。
3.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該金屬硅化物包括硅化鈦、硅化鉭、硅化鉬、硅化鈷與硅化鎳之其中之一。
4.如權(quán)利要求2所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該金屬層的材料包括鎳，且該金屬硅化物的材料包括硅化鎳。
5.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該控制柵極的材料包括多晶硅化金屬。
6.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該控制柵極的材料包括摻雜多晶硅。
7.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，還包括于該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)上形成一頂蓋層。
8.如權(quán)利要求7所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該頂蓋層及該蓋層的材料包括氮化硅。
9.如權(quán)利要求8所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，還包括于該基底上形成一絕緣層；以及移除部分該絕緣層以于該存儲單元列的側(cè)壁形成一第一間隙壁。
10.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該第二柵間介電層包括高溫氧化硅層。
11.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該第一柵間介電層包括氧化硅/氮化硅/氧化硅層。
12.一種非揮發(fā)性存儲器的制造方法，包括提供一基底；于該基底上形成多個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)，各該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)包括一穿隧介電層、一浮置柵極、一第一柵間介電層、一控制柵極、一頂蓋層，該些控制柵極的材料包括摻雜多晶硅；于該基底中形成一源極區(qū)，該源極區(qū)位于該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)中，最外側(cè)的該堆棧柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的該基底中；于該基底上形成一第二柵間介電層；于該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)壁形成多個(gè)選擇柵極，且該些選擇柵極將各該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)串接在一起，形成一存儲單元列，該些選擇柵極的材料包括摻雜多晶硅；該基底中形成一漏極區(qū)，該漏極區(qū)位于該存儲單元列中最外側(cè)的該選擇柵極一側(cè)的該基底中；以及進(jìn)行一金屬硅化物制造工藝，以使該些選擇柵極、該些控制柵極的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成一金屬硅化物。
13.如權(quán)利要求12所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該金屬硅化物制造工藝的步驟包括于該基底上形成暴露出該選擇柵極及該控制柵極的一蓋層；于該基底上形成一金屬層；進(jìn)行一退火制造工藝，使該金屬層與多晶硅反應(yīng)形成該金屬硅化物；以及移除未參與硅化反應(yīng)的剩余該金屬層及該蓋層。
14.如權(quán)利要求12所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該金屬硅化物包括硅化鈦、硅化鉭、硅化鉬、硅化鈷與硅化鎳的其中之一。
15.如權(quán)利要求13所述的非揮發(fā)性存儲器的制造方法，其中該金屬層的材料包括鎳，且該金屬硅化物的材料包括硅化鎳。
16.一種非揮發(fā)性存儲器，包括一基底；多個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基底上，各該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)從該基底起依序?yàn)橐淮┧斫殡妼?、一浮置柵極、第一柵間介電層與一控制柵極；多個(gè)選擇柵極，分別設(shè)置于各該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)壁，而將各該些堆棧柵極結(jié)構(gòu)串接在一起成一存儲單元列；以及一第二柵間介電層，設(shè)置于堆棧柵極結(jié)構(gòu)與該些選擇柵極之間；其特征在于該些選擇柵極的材料包括金屬硅化物。
17.如權(quán)利要求16所述的非揮發(fā)性存儲器，其中該些選擇柵極的材料包括硅化鈦、硅化鉭、硅化鉬、硅化鈷與硅化鎳的其中之一。
18.如權(quán)利要求16所述的非揮發(fā)性存儲器，其中該些控制柵極的材料包括金屬硅化物。
19.如權(quán)利要求16所述的非揮發(fā)性存儲器，其中該些控制柵極的材料包括硅化鈦、硅化鉭、硅化鉬、硅化鈷與硅化鎳的其中之一。
20.如權(quán)利要求16所述的非揮發(fā)性存儲器，其中該第一柵間介電層包括氧化硅/氮化硅/氧化硅層。
21.如權(quán)利要求16所述的非揮發(fā)性存儲器，其中該第二柵間介電層包括高溫氧化硅層。
22.如權(quán)利要求16所述的非揮發(fā)性存儲器，其中該控制柵極的材料包括多晶硅化金屬。
全文摘要
一種非揮發(fā)性存儲器的制造方法，此方法先提供基底，并于此基底上形成多個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)，各個(gè)堆棧柵極結(jié)構(gòu)由基底起依序?yàn)榇┧斫殡妼印⒏≈脰艠O、第一柵間介電層、控制柵極與頂蓋層。于基底中形成源極區(qū)后，于基底上形成第二柵間介電層，并于堆棧柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)形成多個(gè)多晶硅選擇柵極，且這些選擇柵極將各堆棧柵極結(jié)構(gòu)串接在一起，形成一存儲單元列。接著，于存儲單元列的側(cè)壁形成間隙壁。然后，于存儲單元列一側(cè)的基底中形成漏極區(qū)，并進(jìn)行金屬硅化物制造工藝，以使整個(gè)選擇柵極的材料由多晶硅轉(zhuǎn)變成金屬硅化物。
文檔編號G11C16/02GK1770430SQ20041009222
公開日2006年5月10日 申請日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月3日
發(fā)明者陳東波 申請人:力晶半導(dǎo)體股份有限公司