闪存存储器及其制作方法与流程

1.本发明涉及一种利用自我对准方式形成闪存存储器的字符线的方法及其结构。


背景技术：

2.闪存存储器是一种非挥发性存储器，其在缺乏外部电源供应时，也能够保存存储在存储器中的信息内容。近几年来，由于闪存存储器具有可重复写入以及可被电抹除等优点，因此，已被广泛地应用在移动电话、数字相机、游戏机、个人数字助理等电子产品或正在发展中的系统单芯片(system on a chip,soc)中。
3.然而，目前闪存存储器的字符线是使用光致抗蚀剂定义字符线位置，然而，因为机台本身的误差，使得光致抗蚀剂位置发生偏差，造成后续所形成的字符线的宽度不一致。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种利用自我对准方式定义字符线位置的方法，以增进字符线宽度的一致性。
5.根据本发明的优选实施例，一种闪存存储器包含一基底，两个栅极结构设置于基底上，各个栅极结构包含一浮置栅极和一控制栅极，控制栅极设置在浮置栅极上，一抺除栅极设置在两个栅极结构之间，两个字符线设置在基底上，其中之一条字符线设置在其中一个栅极结构的一侧，其中之另一条字符线设置在另一个栅极结构的一侧，其中各个字符线的上表面各自包含一第一凹面和一尖角，尖角靠近其所在的字符线的一侧壁，侧壁远离各个栅极结构，并且尖角和第一凹面相连。
6.根据本发明的另一优选实施例，一种闪存存储器的制作方法包含提供一基底，其中两个栅极结构设置于基底上，形成一导电层顺应地覆盖两个栅极结构和基底，其中导电层包含一第一山形轮廓、一第二山形轮廓、一第一平坦轮廓和一第二平坦轮廓，第一山形轮廓连接第二山形轮廓，第一平坦轮廓在第一山形轮廓的一侧，第二平坦轮廓在第二山形轮廓的一侧，第一山形轮廓和第二山形轮廓各自覆盖两个栅极结构中的其中之一个，第一平坦轮廓和第二平坦轮廓覆盖基底，第一山形轮廓和第二山形轮廓各自包含一山顶和二斜坡，然后形成一牺牲层顺应地覆盖导电层，之后进行一第一各向异性蚀刻制作工艺，以去除位于第一山形轮廓的山顶上、第二山形轮廓的山顶上以及位于第一平坦轮廓和第二平坦轮廓上的牺牲层，并且保留位于第一山形轮廓的斜坡上以及第二山形轮廓的斜坡上的牺牲层，最后在第一各向异性蚀刻制作工艺之后，进行一第二各向异性蚀刻制作工艺蚀刻导电层以及牺牲层直到完全移除第一平坦轮廓和第二平坦轮廓。
7.为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并配合所附的附图，作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与附图仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
8.图1至图4为本发明的一优选实施例所绘示的一种闪存存储器的制作方法的示意图。
9.主要元件符号说明
10.10:基底
11.12:栅极结构
12.14:浮置栅极
13.16:控制栅极
14.18:硬掩模
15.20:掺杂区
16.22:绝缘层
17.24:导电层
18.26:第一山形轮廓
19.26a:山顶
20.26b:斜坡
21.28:第二山形轮廓
22.28a:山顶
23.28b:斜坡
24.30:第一平坦轮廓
25.32:第二平坦轮廓
26.34:第一各向异性蚀刻制作工艺
27.36:第二各向异性蚀刻制作工艺
28.38:字符线
29.38a:凹面
30.38b:尖角
31.42:间隙壁
32.44:掺杂区
33.46:侧壁
34.48:凹面
35.100:闪存存储器
36.126:牺牲层
37.w:宽度
38.x:水平方向
具体实施方式
39.图1至图4为根据本发明的一优选实施例所绘示的一种闪存存储器的制作方法。
40.如图1所示，首先提供一基底10，两个栅极结构12设置于基底10上，各个栅极结构12各自包含一浮置栅极14、一控制栅极16和一硬掩模18，控制栅极16设置在浮置栅极14上，硬掩模18设置在控制栅极16上，一掺杂区20设置在两个栅极结构12之间的基底10中，掺杂
区20在后续将作为闪存存储器的源极线。一绝缘层22覆盖基底10，并且绝缘层22设置在基底10和栅极结构12之间，此外绝缘层22也设置在控制栅极16和浮置栅极14之间以及各个栅极结构12的两侧。接着，形成一导电层24顺应地覆盖各个栅极结构12和基底10，导电层24较佳为掺杂多晶硅，由于栅极结构12在基底10上形成两个凸起的轮廓，因此当导电层24覆盖栅极结构12和基底10之后，导电层24就会顺着栅极结构12而形成一第一山形轮廓26、一第二山形轮廓28、一第一平坦轮廓30和一第二平坦轮廓32，第一平坦轮廓30和第二平坦轮廓32的位置在图示中以虚线标示。第一山形轮廓26连接第二山形轮廓28，第一平坦轮廓30在第一山形轮廓26的一侧并且连结第一山形轮廓26，第二平坦轮廓32在第二山形轮廓28的一侧并且连结第二山形轮廓28，第一山形轮廓26和第二山形轮廓28各自覆盖两个栅极结构12中的其之一个，第一平坦轮廓30和第二平坦轮廓32覆盖基底10，第一山形轮廓26包含一山顶26a和二斜坡26b，第二山形轮廓28包含一山顶28a和二斜坡28b，第一山形轮廓26和第二山形轮廓28彼此不重叠，第一平坦轮廓30和第二平坦轮廓32都覆盖基底10，第一山形轮廓26的其中之一个斜坡26b和第二山形轮廓28的其中之一个斜坡28b相连，第一平坦轮廓30和第一山形轮廓26的另一个斜坡26b相连，第二平坦轮廓32和第二山形轮廓28的另一个斜坡28b相连，第一平坦轮廓30的上表面、第二平坦轮廓32的上表面和基底10的上表面彼此平行。根据本发明的优选实施例，导电层24的厚度介于500埃至1500埃之间。然后形成一牺牲层126顺应地覆盖导电层24，牺牲层126包含氧化硅或氮化硅。根据本发明的优选实施例，牺牲层126的厚度介于30埃至300埃之间。
41.如图2所示，进行一第一各向异性蚀刻制作工艺34，以去除位于第一山形轮廓26的山顶26a上、第二山形轮廓28的山顶28a上以及位于第一平坦轮廓30和第二平坦轮廓32上的牺牲层126，并且保留位于第一山形轮廓26的两个斜坡26b上以及第二山形轮廓28的两个斜坡28b上的牺牲层126，简单来说利用第一各向异性蚀刻制作工艺34去除在水平方向x上的牺牲层126。第一各向异性蚀刻制作工艺34较佳为干蚀刻。水平方向x和基底10的上表面平行。
42.如图3所示，进行一第二各向异性蚀刻制作工艺36蚀刻导电层24以及牺牲层126直到完全移除第一平坦轮廓30和第二平坦轮廓32时停止第二各向异性蚀刻制作工艺34，在第二各向异性蚀刻制作工艺34停止后，各个栅极结构12的上表面曝露出来，也就是硬掩模18曝露出来。值得注意的是：在蚀刻导电层24时，被牺牲层126覆盖的斜坡26b/28b位置的导电层24会较晚被蚀刻，因为第二各向异性蚀刻制作工艺34必须先去除牺牲层126，而没有被牺牲层26覆盖的山顶26a/26b位置的导电层24、第一平坦轮廓30和第二平坦轮廓32从第二各向异性蚀刻制作工艺36开始时就被蚀刻，如此就造成在同样的蚀刻时间里，斜坡26b/28b位置的导电层24会被蚀刻较少，而在山顶26a/28b位置的导电层24、第一平坦轮廓30和第二平坦轮廓32会被蚀刻较多，如此当完全移除第一平坦轮廓30和第二平坦轮廓32时，在斜坡26b/28b位置的导电层24还会有部分剩余，并且剩余的导电层24分成三个不相连的导电块，导电块分别作为两条字符线38和一个抺除栅极40，其中之一条字符线38设置在其中一个栅极结构12的一侧，另一条字符线38设置在另一个栅极结构12的一侧。由于牺牲层126可以影响导电层24被蚀刻的多寡，因此可以通过调整牺牲层126的厚度来控制字符线38的宽度。
43.如图4所示，完全移除剩余的牺牲层126，此时两条字符线38各自包含一凹面38a和一尖角38b，尖角38b和凹面38a相连并且位于远离栅极结构12的位置，接着在两条字符线38
的侧壁46上各自形成一间隙壁42，然后在各条字符线38远离抺除栅极40一侧的基底10中形成一掺杂区44，掺杂区44在后续作为闪存存储器100的位线，此时本发明的闪存存储器100业已完成。
44.如图4所示，本发明的闪存存储器100包含一基底10，两个栅极结构12设置于基底10上，各个栅极结构12包含一浮置栅极14、一控制栅极16和一硬掩模18，控制栅极16设置在浮置栅极14上，硬掩模18设置在控制栅极16上，一抺除栅极40设置在两个栅极结构12之间，两条字符线38分别设置在两个栅极结构12相对于抺除栅极40的一侧，也就是说其中之一条字符线38设置在其中一个栅极结构12远离抺除栅极40一侧，另一条字符线38设置在另一个栅极结构12远离抺除栅极40一侧。其中各个字符线38的上表面各自包含一凹面38a和一尖角38b，尖角38b靠近其所在的字符线38的一侧壁46，侧壁46远离两个栅极结构12，并且尖角38b和凹面38a相连，尖角38b指向远离基底10的方向，凹面38a低于栅极结构12的上表面。此外本发明的制作工艺所形成的两条字符线38各自具有宽度w，宽度w平行于基底10的上表面，两条字符线38的宽度w相同。根据本发明的另一优选实施例，本发明的制作工艺所形成的两条字符线38各自宽度w之间的差距，会小于使用光致抗蚀剂定义字符线的方式所制作的两条字符线各自宽度w之间的差距。
45.此外抺除栅极40的上表面包含一凹面48，凹面48低于栅极结构12的上表面。一绝缘层22设置在基底10和字符线38之间、基底10和栅极结构12之间、栅极结构12和抺除栅极40之间、控制栅极16和浮置栅极14之间以及字符线38和栅极结构12之间。一掺杂区20位于两个栅极结构12之间的基底10中，也就是在抺除栅极40正下方的基底10中，掺杂区20是作为闪存存储器100的源极线，另外两个掺杂区44各自位于两个字符线38的一侧的基底10中，各个掺杂区44是作为闪存存储器100的位线。绝缘层22包含氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮氧化硅或氮碳氧化硅等。控制栅极16、抺除栅极40和字符线38包含导电材料，例如掺杂的多晶硅。浮置栅极14包含氮化硅或多晶硅。硬掩模18包含氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮氧化硅或氮碳氧化硅。基底10包含为硅基底、锗基底、砷化镓基底、硅锗基底、磷化铟基底、氮化镓基底、碳化硅基底或是硅覆绝缘基底。
46.由于本发明采用自我对准方式形成字符线和控制栅极，不需使用图案化光致抗蚀剂定义字符线的位置，因此节省了一个光掩模，此外本发明特意使用牺牲层调控不同位置的导电层的蚀刻程度，相较于没有使用牺牲层就进行各向异性蚀刻，搭配使用牺牲层来蚀刻导电层的制作工艺可以通过调控牺牲层的厚度以及导电层的厚度控制字符线的宽度以及抺除栅极的厚度，而没有使用牺牲层的制作工艺只能靠调整导电层的厚度控制字符线的宽度以及抺除栅极的厚度，但只靠单一材料(导电层)调控字符线的宽度其变化性较少。并且若需制作较宽的字符线时，没有使用牺牲层的制作工艺就需要形成很厚的导电层来进行蚀刻。若是使用牺牲层，要制作较宽的字符线时，可以形成较薄的导电层就可以得到较宽的字符线，如此也可以降低制作成本。
47.以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。