TWI364819B - Flash memory devices and methods for fabricating the same - Google Patents

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TWI364819B
TWI364819B TW096146684A TW96146684A TWI364819B TW I364819 B TWI364819 B TW I364819B TW 096146684 A TW096146684 A TW 096146684A TW 96146684 A TW96146684 A TW 96146684A TW I364819 B TWI364819 B TW I364819B
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Ning Cheng
Fred Cheung
Ashot Melik-Martirosian
Kyunghoon Min
Michael Brennan
Hiroyuki Kinoshita
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    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0603Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
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Description

1364819 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係大致有關快閃記憶體裝置,且尤其有關具有 降低暫態程式化干擾(transient program disturb)之記憶體 裝置以及用於製造該記憶體裝置之方法。 •【先前技術】 一種類型之商用快閃記憶體產品可從位於加州,桑尼 維爾(Sunnyvale)之史班遜公司(spansi〇n,LLC)中拿到
MirrorBlt®記憶體裝置。MirrorBit®單元(celi)藉由儲存兩 個實體不同(distinct)位元於記憶體單元之相對側上而有效 地將快閃記憶體陣列之本質密度(intHnsic densit幻加倍。單 元内的各位元可用二進位單位(binary unit)的資料(邏輯1 或〇任—者)來程式化,該二進位單位的資料係直接映射到 記億體陣列。 第1圖所圖示的示範的Mi贿Bit⑧記憶體裝置 p型半導縣们2’該P料導縣板12时別 開之源極/沒極區14、16(兩者—般具有N型導電性),不缺 就是所知道的位元線⑽line)。電荷捕陷層或堆疊層㈣ ^置於該等位元線間之基板的頂表面上。該電荷捕蟲 穿随氧化物華與第二或頂氧化二層=層電(:般稱為 (通常是氮化矽層2〇)。—χτ θ日勺電η捕陷層 』, 叙匕括Ν或Ν+多晶矽声夕門雪 極e]eCir〇de)26係形成於該電荷捕陷堆晶声上閑電 成記憶體單元32與34之當—μ‘雨丨曰堆宜層上,以形 弟-儲存元件或位元2 94156 1364819 •存元件或位元3〇。如第!圖所示,各記憶體單元”與“ /之第一儲存位元28之電荷捕陷層2〇與第二儲存位元% ,-之電荷捕陷層20可以是一體的,或可以由隔離元件隔開, 該隔離元件一般是氧化物,通常稱為閘極氧化物。 雙位7L記憶體單7G 34利用熱電子注入技術(h〇t electron injecd〇n technique)可以被程式化。更具 體而言,記憶體單元34之該第一位元28之程式化包括將 電子注入該電荷捕陷層20中並且施加偏壓(bias)K位元線 W和16之間,同時施加高電壓至該控制閘極%。在示範
的實施例中’這樣可藉由將位元線16接地並施加大約W 至位元線14與大約10V至該控制閘極%而完成。該控制 閘極26上的電壓將通道區36反相(invert),同時該偏壓將 該等電子從位元線14加速進入該通道區36朝向位元線 1卜該電子之4.5 eV.至5 eV的動能增益(⑽仏_gy咖) 超過足夠越過(surmount)在通道區36/穿隧氧化層22介面 _處之3.1 eV至3.5 eV能障(energy barrier) ’同時該等雷子 均被加速朝向㈣極區16,由控制閉極26:高= 造成^場重新將電子導向朝向該第-位元28之電荷捕陷 層。横跨該介面進入該電荷捕陷層之那些電子仍被捕陷, 以用於稍後之讀取。 相似地’藉由熱電子注入該電荷捕陷層20來程式化第 一位凡3〇包括施加偏壓於位元線16與14間,同時施加高 電壓給控制閑極26。這樣可藉由將位元線u接地並施力°口 大、勺5 V至位元線16以及大約i v至該控制間極%來達 94156 6 1364819 • 成。該控制閘極26之電壓將該通道區36反相,同時該偏 壓將電子加速從位元線16進入該通道區36朝向位元線 „ 14。控制閘極26上的高電壓所導致的場將該等電子重新導 ’ 向朝第二位元30之該電荷捕陷層。橫跨該介面進入第二位 元30之該電荷捕陷層20之那些電子仍被捕陷,用於稍後 .之讀取。 由於半導體製程技術之進展,趨勢將朝向越來越小之 半導體裝置,包括記憶體裝置。然而,當上述MirrorBit® 鲁在尺寸上縮的越小,暫態程式化干擾(transient program disturb, TPD)成為更大的挑戰。TPD發生於該雙位元裝置 的程式化期間。例如,記憶體單元32之第一位元28之程 式化期間所產生之熱電洞在位元線16下方具有二次衝擊 電離(secondary impact ionization)。二次電子(secondary electron)起因於該二次衝擊電離擴散至閘極26下方的干擾 單元34,這裡二次電子藉由該汲極空乏區加速並注入第二 鲁位元30之該電荷捕陷堆疊層18。二次電子這樣注入單元 34之第二位元30可能負面影響該位元30之記憶體窗 (memory window)。 因此,需要提供一種具有減少暫態程式化干擾之快閃 記憶體裝置。除此之外,還需要提供用於製造具有減少暫 態程式化干擾之快閃記憶體裝置的方法。此外,本發明其 它需要的特性與特徵於結合本發明之附加圖式與這背景 下,從以下本發明之詳盡說明與附加的申請權利範圍將變 得明顯。 7 94156 【發明内容】 根據本發明之;— 的方法包括下列:一種用於製造記憶體裝置 二間極堆叠覆於基::一間極罐疊(邮S⑽)與第 ® ^ ' 。溝槽(trench)係蝕刻進入到該第一 閜極堆豐與該第二閘極 .雜區係形成於該溝槽下:二、二,且第-雜質摻 有導電材料。9 a板内。料槽被至少部份填充 之另一示範實施例,一種用於製造雙位元 置的方法包括下列㈣:製造電荷捕陷堆叠覆於 ^ 以及形成控制閘極材料覆於該電荷捕陷堆疊上。 該控制閘極材料與該電荷㈣堆疊被_至該基板以形成 複數個第-閘極堆疊與複數個第二閘極堆疊。該複數個第 -閘極堆疊係沿著該基板之長度方向以線性方式來配置, =複數個第二閘極堆疊係平行於該複數個第―閘極堆疊 产著該基板之長度方向以線性方式來配置。該基板被钱刻 而形成溝槽’該溝槽沿著該該基板之長度方向而延伸於該 j數個第一閘極堆疊與複數個第二閘極堆疊之間。第一雜 質摻雜物(impurity dopant)係植入於該溝槽下的該基板内 以形成第一位元線區,且導體(c〇nduct〇r)係形成於沿著該 基板之長度方向延伸的溝槽内。 根據本發明的進一步示範實施例,一種用於製造記憶 體裝置的方法包括下列步驟:製造第一閘極堆疊與第二閘 極堆疊覆於基板上、以及形成第一雜質摻雜區於該第一閘 極堆疊與該第二閘極堆疊之間的基板中。閘極間隔件(gate 94156 8 1364819 S1T)係形成於該第—㈣堆疊與該第二祕堆疊之側辟 Γ二Γ祕間隔件作為植入遮軍(―Γ) 第;;::_該第二閘極堆疊之間的基板中形成 穿。…… 摻雜區係比第-雜質摻雜區 二的=電材料填充該第―閘極堆疊與該第4極堆疊之 根據本發明又另一示笳容 覆於基板上之複數個第—閘U最;種δ己憶體裝置包括 疊。該複數個第一閘極堆疊::二::二二閘極堆 個第1極堆疊沿著該:板第:=複數 罟。 汉炙長度方向以線性方式來配 ^體#、配置於該複數個第—閘極堆疊與該複數個第二 ^之^之間的基板中的溝槽内。該導體與溝槽沿著該基 方向延伸。第一雜質推雜區係配置於該基板内及 ==導體下方。該第-雜質摻雜區沿著該基板之長 根據本發明之進一步示範實施例,—種記憶體裝置包 /於基板上之複數個第一閘極堆疊與複數個第二閘極堆 ς =複數個第-閘極堆叠係沿著該基板之長度方向以線 個笛;來配置’而該複數個第二間極堆疊係平行於該複數 一閘極堆疊沿著該基板之長度方向以線性方式來配 ㈣弟一雜質摻雜區係沿著該基板之長度方向而配置於該 數個第一閘極堆疊與該複數個第二閘極堆疊之間的基板 。第二雜質摻雜區係沿著該基板之長度方向而配置於該 94156 9 1364819 複數個第一閘種疊與該複數個第二閘堆疊之間的基板内。 該第二雜質摻雜區係配置於比該苐一雜質摻雜區在該基板 内更深處。導體係配置覆於該複數個第一閘極堆疊與該複 數個第二閘極堆疊之間的基板上。該導體沿著該基板之長 度方向延伸,並且與該第一與第二雜質摻雜區電性接觸。 .【實施方式】 本發明之以下詳細說明僅是本質上示範的,且不是要 ,制本發明或本發明之應用與使用。此外,無意由本發明 提出於先前技術之任何理論或本發明之以下詳細說明所束 缚。 參考第2圖,係圖示根據本發明之示範實施例之以減 少的暫態程式化干擾挑戰下可程式化之雙位元快閃記憶體 裝置50之一部份。記憶體裝置5〇具有配置於p型矽芙板 56上的第-閘極堆疊52與第項極堆疊54。各閘師疊 52與54包括多層的介電質_電荷捕陷_介電質 ’leCtHC-charge trapping_dielec 豐58可包括薄型第一絕緣層64、電荷捕陷層6〇 :絕緣層62。薄型第-絕緣層64通常被稱為穿隨氧化声 物,即,程式化或抹除的電荷载子可穿隨通過的層^ 捕陷層60可以是例如氮切、富含石夕之氮切 : 層、或這些層的組合、或任何盆它 一 aa 戶。化風舛旦/ 知的電荷捕陷材料的 層化干计里(St〇lchl〇metric)的氮化矽係 且㈣);富含石夕之氮化石夕係石夕/氮材料(其中χ/;.:: 較佳地,第二絕緣層62包括氧化石夕。 二/4)。 知Μ之不範實施 94156 1364819 •堆疊52與該複數個53之第二閘極堆疊54之間,且沿著基 .板=之長度方向78延伸。導體76係配置於溝槽68内^ .沿著長度方向78延伸。因為其導電性質,溝槽68内之導 體76降低該等位元線74之電阻(resistance),從而增加記 憶體裝置50之速度。 導電接觸件(conductive c〇ntact)96可被形成至導體 76’用以與位元線74之電性連通。通常為了形成位元線 74的接觸件’例如氧化矽之絕緣材料可沈積於閘極堆疊u ' 54間及溝槽68内,以及通孔或接觸窗 wm—因此被㈣穿過該絕緣材料至該位元線。為了減 少該接觸窗的寬度,例如氮化石夕之第二絕緣材料然後以共 形方式沈積於該第-絕緣材料上。然而,由於溝槽Μ的存 在,該第二絕緣材料可“夾斷(pinch〇ff)”該接觸窗,因此防 止了後續沈積之導電材料接觸該位元線。因為導體%提供 了第-閘極堆疊52與第二閘極堆疊54間的平的表面,所 #以導電接觸件96可成為導體76,而因此,位元線%由於 溝槽⑽而沒有“夾斷,,的挑戰。因此,可以減小記憶體裝置 5〇的尺寸而不會負面的影響接下.來的製造步驟或裝置% 根據本發明示範的實施例,第4至7圖圖示用於製造 ,憶體裝置的方法,例如第2圖之快閃記憶體裝置%能隨 者縮減裝置尺寸而調整大小,同眸古ΒΕ献At Π軒克服暫態程式化干擾的 挑罕戈。弟4至7圖圖示快閃記情I#奘 ϋ u餒衷置的各種剖面圖。製 k快閃δ己憶體裝置5 0的各種步驟传声14 /观你贋為人知的,而因此為 94156 12 I364&19 ,考第6 _,於形成溝槽68後,間極堆疊U幻4 ,用作為離子植人遮罩層,以在溝槽Μ下时基板%中 形成雜質摻雜區或位元線區該位元、㈣74較佳係使 用大約2keV至大肖3〇keV 内的離子植入能量,藉由 植入N型雜質摻雜物(坤離子或罐離子較佳)來形成。該 子植入能量較佳係處於大約3keV至大約2〇keV範圍=。 該位=線區74與該溝槽68具有結合的深度(如雙頭箭號 別所示)’大約400至大約12〇〇埃。接著形成位元線區%, 該ARC層82與間隔件86可使用習知方法來移除。 ^ 如第7圖所示,根據本發明之實施例的方法接著用導 電材料部份填充溝槽68以形成溝槽68内的導體%
性接觸位元線74。如上所述,該導電材料可以是任何適當 的導電材料’例如嫣(w)、金屬石夕化物、多晶石夕等。在本 發明之一個示範實施例中,該導電材料可以是藉由cVD、 ECVD LPCVD、ALD等來沈積,然後被蝕刻到需要的 厚度。在本發明之另一示範實施例中,例如於從金屬矽化 物形成的導體76時,該金屬矽化層係藉由在該溝槽中沈積 石夕化物形成金屬(siHcide_f〇rming meta丨)並加熱(例如藉由 快速熱退火(RTA))而形成,以使該矽化物形成金屬與矽基 板56反應。該矽化物形成金屬可以是例如鈷、鎳、鍊 (rhenium)、釘(ruthenium)、或把。該石夕化物形成金屬可以 疋例如藉由濺鍍(sputtering)來沈積。該快速熱退火造成金 屬石夕化物在任何有該矽化物形成金屬與暴露的矽接觸的地 方形成。不與暴露矽接觸的任何矽化物形成金屬在該RTA 15 94156 期間不起化學反應來形成矽化物, 或ΗΝ〇3/Ηα溶液中藉由_ 者=,/H抓 實施例中,該導體76具有不少於^除。在本發明示範的 號88所如 ' 〇nm的厚度(如雙頭箭 日不。在本發明之另—範例實施例中,該導體76 亚不是厚到能與電荷捕陷層6〇 : =:76 性短路。除此之外,該導體76不?而造成其間的電 .^ 等紐6不疋厚到能造成接下來形成 的:Γ在太Γ在下面作更詳細的討論)與該位元線74間 =二本發明之較佳實施例中,該導體76具有厚度使 侍該導體表面90與基板56之表面7〇幾乎共平面。 、盖揭^本發明之另—示範實施例中,不為導體76所填充之 =及/咬第一閑極堆疊52與第二閉極堆疊M之間的 J其餘部份可由絕緣材料118來填充。絕緣 ’ _可以疋任何適當的絕緣材料,舉例而言譬如氧化 =、氮化石夕、或較佳地高密度電漿氧化石夕(卿),以及可 3由CVD、LPCVD等來沈積作為覆蓋層(blanket layer)。 Φ在本發明的—個實施例中’於沈積後,可將該絕緣層U8 平 乂暴路ARC層82與間隔件86,然後可用習知方 、、將k ARC層82與間隔件%移除。本發明之另一實施例 中’可將該絕緣層118、該康層82、以及間隔件“平 坦化以暴露控制閘極66的表面。 根f本發明之—個實施例的方法係接著藉由沈積多晶 石夕的覆蓋们22或與控制閘極66電性接觸的其它導電材 料該覆盍層較佳係沈積作為多晶矽之雜質摻雜層或可被 沈積作為後續藉由離子植人而摻雜的多晶梦。雖然在這刹 94156 16 1364819 :::Γ到’然而覆蓋層122係以光學微影圖案化的, 控形成字元線126,該字元線126係電性輕接至 體76㈤具且係垂直於位疋、線74來配置。如上所述,導 =延長該位元線74之長度)降低位元線74的電阻,而 曰加記憶體裝置50的速度。此夕卜,因 :第-閑極堆疊52與第二問極堆疊54間的平坦表二 電接觸件(圖中未顯示)可穿過絕緣層^ 二而因此位元…於溝槽68而沒有“夹 因此,記憶體50之尺寸可減小, 製程步驟或裝置50的操作。 面办曰接下來的 於製^二1體= t發明之另一示範實施例之用 '"置1〇0之方法。快閃記憶體裝置100在# 似於第4至7圖的快閃記憶體裝置5〇,於是, ’、、 =元件具有相同元件符號的第…2圖的元; :7圖的相同元件’而且可以是任何相同的材料,二4 如上所述*考第4至7圖之相同方法 a 至12圖所述方丰在益山w ra 乂芬考第8 開始,而為了簡:由利二上:述參考第4 *之步称而 巧“1你起見,將不會再次說明。因 元不於弟4圖之步驟後,如第8圖所示,將該、執仃 堆疊58#刻,以形成第一閘極堆疊52;::。 極雄*£ 54之和岳丨丨門技<< ^ 閑 <徑剌閘極66,並且暴露矽基板兄。 於形成閉極堆疊52與54後,將閘極間隔件 :未:示)保形地(conf〇rmaIly)沈積覆於閉極堆叠52 :(圖 以及土板5 6上。該閘極間隔件材料層可由任何適當的絕緣4 94156 17 1364819 =溝槽⑽,以形成導體n4,如第π圖所示。導體⑴ :來nr圖之導體76使用相同的材料與相同的方 ⑴成。在本發明的―個實施财,溝槽⑽係為該導 1 ,所部份填充。在本發明的另—實施例中,溝槽106 =乎為該導體114所完全填充。在本發明之又另」實施 列中道取決於間極間隔件]〇2之厚度(雙頭箭號⑶所 :直Li 號116所表示),使得該導體⑴部份 壁,隔件而之間的空心2〇。若導體ιΐ4具有厚 6^,目/吏传導體m之表® 128延伸至或超過電荷捕陷層 捕M L極間隔件1〇2具有厚度124使得導體114與電荷 # : “第電7性:離。閘極間隔件1。2之存在允許導體114 比苐7圖之導體76的厚度更大的厚度,而因此減少 立兀^ Π0的電阻’並增加記憶體裝置的速度。 體1:二L12圖’根據本發明的另一示範實施例,非為導 體114所填充的溝槽106及/或空間12〇之任何 = =料二職充。絕緣材料118可以是;何: 妹佳地高密度錢氧化 t CVD#沈積作為覆蓋層。在 =二個貫施例中,於沈積後,絕緣材料118可被平 =暴路鞭層82與間隔件86,然後可藉由習知的方 、、:b ARC層82與間隔件86移除。在本方法的 0:,_1181_層82與間隔件86可二平 坦化以暴路控制閘極66之表面。 94156 19 1364819 根據本發明的—個實施 梦或其它導電材科之覆蓋層122而=:= 尤積多晶 觸。該覆蓋層較佳係沈積作^ # 66電性接 接於^ 積作為夕日日石夕的雜質摻雜層或可沈 積作為隨後藉由離子植入而摻雜的多n 圖t看不到,但覆芸屏1?9,士丄组 隹…、在这剖面 而开H紅: 予微影圖案化且被蝕刻, 而形成电性耦接至控制閘極66的字元 閘極間隔件1()2將電荷捕 所述’ 體⑴電性隔離。此外,库 之電何捕Μ 與導 應該瞭解閘極間隔件ΙΟ?且古? 以避免該字元線126盥該 ,、有足 124。 〃、该控制閘極66之間毁損之厚度 用於17圖係圖示根據本發明的另一示範實施例之 用於1造§己憶體裳置1 5〇的古、土 類似於笛…閃記憶體裝置150係 圖::::㈣記憶體裝置5〇’而相應地具有與 :第件符號的第13至17圖的元件係 ”’、 圖的相同70件,並且可如上所述參考第4至7 圖由任何相同材料及藉由任何相同方法而形成。參考第13 至17圖所述方法係藉由利用參考第4圖以上所述之步驟而 =I為圖St見,將不會再次描述。因此,於執行圖* 、目中的乂驟後,可將該多晶石夕層8〇與該多層堆最 58蝕刻以形成第一閘極堆疊”與第二閉極堆疊μ:控: 暴Γ夕基板56。閘極堆疊52與54係用;為 子植入遮罩以在石夕基板56中形成第一淺⑽心⑻雜質 掺雜區或位元線區1 52。g ,. _ . ^ ” 152第一位兀線區^52較佳係藉由使 、、 約3〇keV的範圍内的離子植入能量來植 94156 20 1364819 入N型雜質摻雜物而形成 植入能量係在大約3kev至大氣料較佳)。該離子 =:隔件材料層(圓中未顯示)覆於閘極二 ,., 圖所不。該閘極間隔件材料献 由例如使用匸你 CF、戎 …、後猎 „ 或巧化學作用之RIE被非等向性蝕 刻,以形成在閘極堆疊52盥5 触 隔件⑽。使用間極間隔件、丄之=。:附近的閑極間 汁iU2興閘極堆疊52盥54柞盔 颠刻遮罩,該矽基板56 # μ ^ 作為 藉例如%與化學作用的電 水钱刻而姓刻以在該石夕基板中形成溝槽156。溝槽156且 有自基板56之表面70所測量的夫的 八 吓、J里的大約1〇〇至大約800埃範 圍内的深度(如雙頭箭號1〇8所 、乾 於位元線區!52。 斤不)屢槽I%可淺於或深 參考第15圖,於溝槽156形成後,閘極堆疊%虚% 及閘極間隔件1G2均闕為離子植人遮罩以形成溝槽、1〇6 下的石編56中之更深的雜質摻雜區或第二位元線區 ⑽。該第二位⑽區⑽較佳係藉由使用大約π"至大 約4〇keV的範園内的離子植入能量來植入n型雜質摻雜物 而形成(坤離子或氣離子較佳)。該溝槽156與第二位元線 區16〇具有大約400至12〇〇埃之相加的深度較佳(如雙頭 前號162所示)。因為溝槽156的存在,所以第二位元線區 16〇不必像沒有溝槽156的存在那樣需要高植入能量以阻 撞在程式化期間所產生二次電子擴散。 根據本發明的實施例的方法接著如第丨6圖所示,用導 94156 21 電材料至少部份填 可使用如上所计田/軋 以形成導體164。導體164 双上所4用於第7圖導 等體164 的方法來形成。在 —之相同的材科與相同 與U圖中的導體二:的一個實施例中,類似於第11 充。在本發明的另—個實::5 6係::”體i 6 4所填 :體_所填充。在本發明的又乎完全為 間極間隔件!〇2之厚度124,導體164^=例中,取決於 並具有如從溝槽156處 可凡全填滿溝槽150 示)’使得該導髅164部;::量的厚度(如雙頭箭號166所 164之#面〗^ 、 體64具有厚度166使得導體 離。如JL M、f ρ^α " /、電荷捕陷層00電性隔 比第間隔件Μ2之存在允許導體⑹具有 152與160之電…f更大之厚度,因此減少位元線 之電阻並增加記憶體裝置150之速度。 164戶二;^ #圖根據本發明的示範實施例,不是被導體 由絕Itt 156及/或空間120之任何其餘部份,可 、、、;118來填充。根據本發明的一個實施例,於沈 積後,該絕緣材料118可被平坦化以暴露ARC層82.與間 隔件86,然後可藉由習知方法將該arc層82與間隔件% 移除。在本方法的另-實施例中,該絕緣材料ιι8、該胤 層82與間隔件86彳被平坦化以暴露控制問極66之表面。 、根據本發明的-個實施例方法接著係藉由沈積多晶石夕 或其匕V電材料之復盍層122而與控制閘極66電性接觸。 94156 22 1364819 雖然在這剖面 队皿/e 极尤竽微影圖幸 化且被蝕刻,而形成電性耦接至控制閘極66的字元綠 126。如上所述’間極間隔件1〇2將電荷捕陷堆疊μ之雪 荷捕陷層60與導Μ 164電性隔離。此外,應該瞭解問 隔件U)M有足以避免該字元、線126與該控制閉極%之曰 毁損之厚度124 〇 曰] 第U至圖係圖示根據本發明的另一示範實 用於製造記憶體裝置200的方法。快閃記憶體裝置2 ,似於第4至7圖的快閃記憶體裝置5〇,而相應地具鱼 第4至7圖之元件相同元件符號的第^至21圖的元: 為第4至7圖的相同元件,並且可如上所述參考第4至^ 圖由任何相同材料及藉由任何相同方法而形成1考第 至21圖所述方法係藉由利用參考第4圖以上所述之 開始·’為了簡潔起見,將不會再次描述。因此,於執^ 不於弟4圖中的步驟後,可將該多晶矽層 =刻以形成第-閘極堆疊52與第二閘極堆疊〜控^ :66並且暴露石夕基板%。間極堆叠52與54係 離子植入遮罩以在石々其1 用作為 位元線區2G2。第成第—淺雜質摻雜區或 位70線區較佳係藉由使用大 雜r/#T3〇keV的範圍内的離子電聚能量來植入N型 雜貝#雜物而形忐r石由她?一 土 量係在大約3keV二 較佳)。該離子植入能 至大約20keV的範圍内較佳。 _ ^第19圖,於开》成第一位元線區202後,將門朽門 ㈣㈣層未顯示)保形地沈積覆於閉極堆 94156 23 1364819 5d以1 基板%上。該閘極間隔件材料然後藉由例如使用 3 4、或死化學作用之RIE被非等由枓為^ 、 在閘極堆疊52與54之側壁1〇4附近的°=以形成 閘極蛾晶SO也C /1 、巧極間Pw件1 02。 祕隹宜52與54以及閘極間隔件1〇2被 入遮罩,以在矽基板56中 用作為碓子植 20. 成弟一更沐的雜質摻雜區或 : :元線區2。6較佳係藉由使用大約 、力徽…的範圍内的離子電漿能量來植入 雜貝摻雜物而形成㈣離子或㈣子較佳)。該第—位 區202與該第二位元線區2〇6具有大約4〇〇至工⑽埃從基 之表面7。所測量之相加的深度較佳(如雙頭箭號‘ 尸/Γ不)。 根據本發明之實施例的方法接著用導電材料至少部份 填充空严曰 1 120,以形成導體21〇,其如第2〇圖所示。導體 2H)可如上所述對第7圖之導體叫吏用相同的材料與相同 的方法來形成。導體210可具有從基板56所測量的厚度(雙 頭箭號2!2所指示)’使得該導體21〇部份填充側壁間隔件 102間的空間120。若導體21〇具有厚度212使得該導體 2H)之表面2H延伸至或超過電荷捕陷層6〇,則閘極間隔 件102具有厚度m使得導體210與電荷捕陷層μ電性隔 離。如上所述’閑極間隔件102之存在允許導體21〇能具 有比第7圖之導體76的厚度更大的厚度,而因此減少位元 線202與206的電阻,並增加記憶體裝置2〇〇的速度。 參考第21圖,根據本發明的示範實施例,未由導體 210所填充之空間120之任何其餘部份,可由絕緣材料ιΐ8 94156 24 來填充。於本發明的—個眘 料118可被平坦化 1 ,於沈積後,該絕緣材 藉由習知方法料^;^層82與間隔件86,然後可 的另一容y你丨由/ 曰82與間隔件86移除。在本方法 件86可\1 絕緣材料118、該ARC層82與間隔 件86可被平坦化以暴露控制閉極66之表面。 二個實施例方法接著係藉由沈積多晶吩 二二電材料之覆蓋層122而與控制閑極“電。 宰化且被飪刿仁疋设盍層122被光學微影圖 1被_ ’而形成電性輕接至控制問極%的字元線 1 i所述,閘極間隔件102將電荷捕陷堆疊58之電 陷層6〇與導體210電性隔離。此外,應該瞭解閉極間 2 '、有足以避免該字70線126與該控制ff〗極66之間 宝又損之厚度124。 因此’本發明已提供快閃記憶體裝置與用於製造快閃 舌己憶體裝置之方法。該梦罟菸古 忑褒置及方法提供了該記憶體裝置的 鲁,小尺寸同時克服暫態程式化干擾的挑戰。此外,該方法 提供位7G線電阻的減小而因此相應地增加該記憶體裝置的 速度。雖然至少-個示範的實施例已在本發明前述詳細的 說明書.中提出,然而應該瞭解還有許多變化存在著。同樣 應該瞭解,肖示範實施例或該等示範實施顺僅係例子而 已,並且不是要用任何方式限制本發明之範疇、適用性、 或組構(configUration)。相反地,上述詳細說明將提供此技 術領域具有通常技藝者方便的藍圖,用於施行本發明之示 範實施例,應該瞭解在不脫離如附加的申請權利範圍及1 94156 25

Claims (1)

1364819 、申請專利範圍: 150)之方法,該方法 一種用於製造記憶體裝置(50, ;[ 〇〇 包括下列步驟: 製造第一閘極堆疊(52)鱼第_弓 板(56)上; 弟一閘極堆登(54)覆於基 將溝槽(68)钱刻至該笫—网4宙 疊間的該基板^極堆豐與該第二閉極堆 内; 以及 形成第-雜質摻雜區(74)於該溝槽下的該基板 以導電材料(76)至少部份填充該溝槽。 2. :申f權利範圍第1項之方法,其中,該以導電材料㈤ 份填充該溝槽(68)的步驟包括:以鎢、金屬石夕化 物或夕晶心少部份填充該溝槽的步驟。 3. ΓΙγ權利乾圍第1項之方法,復包括在該將溝槽(68) ^ 該基板(56)中的步驟前,在第一閘極堆疊(22)與 #第二閘極堆疊(54)之側壁_附近形成閘極間^牛 (102)的步騾。 4. 如申:權利範圍帛3項之方法,其中,該以導電材料(μ) 至/ °卩伤填充該溝槽(68)的步驟包括:以該導電材料填 充該/冓槽及。卩份填充該第—閘極堆疊(52)與該第二問極 堆疊(54)之間的空間(120)的步驟。 5. 如申請權利範圍第4項之方法,其中,該製造第一閘極 堆怎(52)與第二閘極堆疊(54)覆於基板(56)上的步驟包 括下列步驟: 94156 28 丄夕U呻〇丄y 形成電荷捕陷層(60)覆於該基板上; 沈積控制閘極材料層(8〇)覆於該基板上;以及 ,刻該控㈣極材料層與該電荷捕陷層以暴露該 梦基板。 6.如申請權利範圍第$頂古 ..1Λ〇λ 固弟項之方法’其中,該形成閘極間隔 =恭+之步驟包括形成具有足以將該導電材料(76) ”該电何捕陷層(6〇)電性ρ高離之厚度⑴6)之閘極間 件的步驟。
如申請權利範圍第5項之方法,復包括下列步驟: 沈積絕緣層(118)覆於該導電材料(76)上;以及 製造字元線(126)覆於該絕緣層上,並且該字元線 (126)與該第一閘極堆疊(52)及該第二閘極堆疊(54)電性 接觸。 8.如申請權利範圍第7項之方法,其中,'該形成 閘極間隔- 件(1〇2)之步驟包括:形成具有足以避免該字元線(126) • 與該第一閘極堆疊(52)和該第二閘極堆疊(54)之該控制 閘極材料層(80)之間損壞之厚度(124)之閘極間隔件的 步驟。 9. 如申凊權利範圍第3項之方法,復包括:在該將該溝槽 (68)蝕刻至該基板(5 6)中的步驟之前,於該第一閘極堆 疊(52)及該第二閘極堆疊(54)之間形成第二雜質摻雜區 (152)的步驟。 10. —種用於製造記憶體裝置(200)之方法,該方法包括下 列步驟: 29 94156 1364819 製造第一閘極堆疊(52)與第二閘極堆疊(54)覆於基 板(56)上; 形成第一雜質摻雜區(202)於該第一閘極堆疊與該 第二閘極堆疊之間的該基板中; 製造閘極間隔件(102)於該第一閘極堆疊與該第二 閘極堆疊之側壁(104)附近; 使用該閘極間隔件作為植入遮罩,在該第一閘極堆 疊與該第二閘極堆疊之間的基板中形成第二雜質摻雜 區(206),其中,該第二雜質摻雜區係比第一雜質摻雜區 深;以及 以導電材料(210)填充該第一閘極堆疊與該第二閘 極堆疊之間的空間(120)。
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