專利名稱：：非揮發(fā)性內(nèi)存的制造方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明關(guān)于一種非揮發(fā)性內(nèi)存(Non-volatilememory)的制造方法及其結(jié)構(gòu)，且特別涉及一種具有硅納米微晶粒的非揮發(fā)性內(nèi)存的制造方法及其結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：非揮發(fā)性內(nèi)存具有永久記憶的功能，在半導(dǎo)體的應(yīng)用組件中，非揮發(fā)性內(nèi)存具有體積小、儲(chǔ)存讀取速度快與低耗電量的優(yōu)點(diǎn)。所以，近來(lái)常被使用于數(shù)字照相機(jī)、音樂(lè)播放器(MP3)及存儲(chǔ)卡(MemoryCard)等可攜式大量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存(PortableMassStorage)電子產(chǎn)品。然而，非揮發(fā)性內(nèi)存本身已經(jīng)面臨到尺寸上的問(wèn)題。由于制造尺寸微小化而使得其穿隧氧化層(TunnelingOxide)薄膜厚度也必需微小(例如小于5納米)，然而穿隧氧化層需要承受多次讀寫(xiě)存取，所以很容易使穿隧氧化層產(chǎn)生缺陷，而使得穿隧氧化層具有漏電路徑發(fā)生，而造成內(nèi)存的電荷流失，而無(wú)法繼續(xù)保有其優(yōu)異的充電與記憶能力?，F(xiàn)今，納米微晶的非揮發(fā)性內(nèi)存組件架構(gòu)是利用存在于薄膜中的納米微晶來(lái)進(jìn)行電荷的儲(chǔ)存，以取代傳統(tǒng)的多晶硅浮動(dòng)?xùn)艠O(poly-SiFloatingGate)。因納米微晶形成的深層能級(jí)(Deep-level)是屬于分離式的陷阱(Discretetrap)，儲(chǔ)存的電荷間不會(huì)互相作用，因而不易因較薄的穿隧氧化層或其局部缺陷而造成電荷的流失。這些特性可增進(jìn)其讀寫(xiě)速度、降低操作電壓、及使高密集度具可行性。然而，納米微晶內(nèi)存組件在工藝上最困難的地方在于控制納米微晶的形成與需要極高溫(〉90(TC)的退火工藝(annealingprocess)來(lái)形成制備出硅納米微晶粒(siliconnanocrystals)，但高溫的處理會(huì)使得硅基板會(huì)受到毀損。傳統(tǒng)硅納米微晶粒的制作方式大致分為兩種，一種為硅納米微晶粒的析出制作方法，另一種則為硅納米微晶粒的成長(zhǎng)制作方法。傳統(tǒng)硅納米微晶粒的析出制作方法，首先會(huì)先沉積厚度15納米(nm)的熱氧化硅層(thermalsiliconoxide)。接著，再進(jìn)行硅(Si)的離子布植步驟以使熱氧化硅層形成富硅(Si-rich)氧化硅層，其中富硅氧化硅層的組成為Sil.7502，離子布植的深度為10納米(nm)。然后，在含2%的氧氣環(huán)境下經(jīng)過(guò)IOO(TC的快速熱退火(RapidThermalAnnealing;RTA)工藝后析出硅納米微晶粒。另一種傳統(tǒng)硅納米微晶粒的成長(zhǎng)制作方法，首先會(huì)先以低壓化學(xué)氣相沉積(LowPressureChemicalVaporDeposition,LPCVD)成長(zhǎng)非晶硅層(a-Si)。接著，再通過(guò)高溫爐管退火，使非晶硅層成長(zhǎng)出硅納米微晶粒。因此，傳統(tǒng)硅納米微晶粒的形成，不論是通過(guò)快速熱退火或是高溫爐管火，皆須經(jīng)過(guò)高溫退火處理(〉100(TC)。如此高溫的熱處理將有損于硅基板，甚至是需更低溫的玻璃基板上。另一方面，利用離子布植來(lái)獲得富硅層，不僅費(fèi)時(shí)且控制不易。在面板尺寸的持續(xù)提高下，離子布植的方式將可能影響產(chǎn)能。另外，假若所形成的晶體密度太少或過(guò)于分散，它將無(wú)法儲(chǔ)存足夠的電荷。假若晶體太大或過(guò)于緊密，電子又容易跳到鄰近的微晶?；虼┩秆趸瘜拥娜毕荻a(chǎn)生漏電現(xiàn)象。但在目前現(xiàn)有的技術(shù)中，無(wú)論是離子布植、熱處理析出法或是利用化學(xué)氣相層析合成等等，均有量子點(diǎn)數(shù)量過(guò)少、尺寸不易控制、分布不均勻、容易造成薄膜損害、工藝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或是工藝溫度過(guò)高等等的問(wèn)題。因此，如何發(fā)展出高密度及分布均勻的納米微晶的非揮發(fā)性內(nèi)存組件乃業(yè)界所致力的課題之一。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明有關(guān)于一種非揮發(fā)內(nèi)存及其制造方法，通過(guò)鐳射退火工藝形成具有硅納米微晶粒的電荷儲(chǔ)存介電層，工藝溫度較低，不會(huì)對(duì)基板或其余組件造成傷害。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，提出一種非揮發(fā)性內(nèi)存的制造方法，其制造方法包括下列步驟。首先，提供一基板。接著，形成一半導(dǎo)體層于基板上。然后，形成一富硅介電材料層于半導(dǎo)體層上方。接著，進(jìn)行一鐳射退火工藝，使得富硅介電材料層中形成多個(gè)硅納米微晶粒，以形成一電荷儲(chǔ)存介電層。然后，形成一柵極于電荷儲(chǔ)存介電層上方。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出一種非揮發(fā)性內(nèi)存，包括一基板、一半導(dǎo)體層、一電荷儲(chǔ)存介電層及一柵極。半導(dǎo)體層設(shè)置于基板上，且半導(dǎo)體層包括一第一摻雜區(qū)、一第二摻雜區(qū)及一信道區(qū)，其中信道區(qū)位于第一摻雜區(qū)及第二摻雜區(qū)之間。電荷儲(chǔ)存介電層設(shè)置于半導(dǎo)體層上，且電荷儲(chǔ)存介電層包括一電荷穿隧區(qū)、一電荷儲(chǔ)存區(qū)及一電荷阻擋區(qū)。電荷穿隧區(qū)由富硅介電材料組成，并位于半導(dǎo)體層上。電荷儲(chǔ)存區(qū)由富硅介電材料組成，且具有多個(gè)硅納米微晶粒，并且電荷儲(chǔ)存區(qū)位于電荷穿隧區(qū)上。電荷阻擋區(qū)由富硅介電材料組成，并位于電荷儲(chǔ)存區(qū)上。柵極設(shè)置于電荷儲(chǔ)存介電層上。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。圖18為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的制造方法的示意圖；圖9所示為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的臨界電壓特性曲線圖；圖IO所示為依照本發(fā)明第二實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的示意圖；以及圖11~13所示為依照本發(fā)明第三實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的制造方法的示意圖。其中，附圖標(biāo)記100、200、300:非揮發(fā)性內(nèi)存110:基板120:半導(dǎo)體層120a:非晶硅層122:第一摻雜區(qū)124:通道區(qū)126:第二摻雜區(qū)130:電荷儲(chǔ)存介電層130a、334:富硅介電層132:電荷穿隧區(qū)134:電荷儲(chǔ)存區(qū)134a、334a:納米微晶粒136:電荷阻擋區(qū)140:柵極140a:導(dǎo)電層150:緩沖層160:內(nèi)層介電層160a:第一開(kāi)口160b:第二開(kāi)口170:源極電極180:基極電極210:遮光層330:電荷儲(chǔ)存介電層332:穿隧介電層336:阻擋介電層具體實(shí)施方式以下提出較佳實(shí)施例作為本發(fā)明的說(shuō)明。然而該實(shí)施例所提出的非揮發(fā)性內(nèi)存的細(xì)部結(jié)構(gòu)與制造方法的所有步驟僅為舉例說(shuō)明之用，并不會(huì)對(duì)本發(fā)明所欲保護(hù)的范圍作限縮。非揮發(fā)性內(nèi)存亦可稱為非揮發(fā)性記憶晶體管。再者，實(shí)施例中的附圖省略不必要的組件，以利于清楚顯示本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。第一實(shí)施例圖1~8所示為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的制造方法的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)Dl，首先，提供基板110，基板110例如為硅基板、玻璃基板或者為塑料基板等。本發(fā)明在此以玻璃基板為例進(jìn)行說(shuō)明。接著，本實(shí)施例較佳地可包括形成緩沖層150于基板110上的步驟。緩沖層150可以采用氧化硅(Si02)層、氮化硅(Si3N4)層或非晶硅層(amorphous-Silayer)等材料，并可以采用沉積等方式形成于基板110上。如此一來(lái)，此緩沖層150便能防止基板110內(nèi)的雜質(zhì)(如硼或鈉等)在后續(xù)鐳射退火工藝時(shí)擴(kuò)散到半導(dǎo)體層120，避免半導(dǎo)體層120受到雜質(zhì)污染。接著，形成非晶硅層(amorphous-Silayer)120a于基板U0上方。由于本實(shí)施例于形成非晶硅層120a前先行形成緩沖層150，故本實(shí)施例的非晶硅層120a位于緩沖層150上。形成非晶硅層120a之后，亦可選擇性地例如用鐳射退火工藝先將非晶硅層120a轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч鑼右宰鳛榘雽?dǎo)體層120，或是與后續(xù)步驟合并進(jìn)行。在本實(shí)施例中，此步驟可與后續(xù)的鐳射退火工藝同時(shí)進(jìn)行以節(jié)省成本。然后，形成富硅介電材料層130a于半導(dǎo)體層120上方。由于此處的半導(dǎo)體層120為非晶硅層120a，故此富硅介電材料層130a形成于非晶硅層120a上。本實(shí)施例的富硅介電材料層可以是富硅氧化硅(silicon-richsiliconoxide;Si-richSiOx)層、富硅氮化硅(silicon-richsiliconnitride;Si-richSiNy展或富硅氮氧化硅(silicon-richsiliconoxynitride;Si-richSiOxNy)層，其中至少一個(gè)或者是其堆棧層等或是其它富硅化合物。當(dāng)富硅介電材料為富硅氧化硅時(shí)，其富硅氧化硅的分子表示式為SiOx，其中x大于0且小于2。當(dāng)富硅介電材料例如為富硅氮化硅時(shí)，其富硅氮化硅的分子式為SiNy，其中y大于0且小于4/3(約1.33)。當(dāng)富硅介電材料例如為富硅氮氧化硅時(shí)，其富硅氮氧化硅的分子式為SiOxNy，其中(x+y)大于0且小于2。在本實(shí)施例中，富硅介電材料層130a的形成可利用等離子體輔助化學(xué)氣相沉禾只工藝(plasmaenhancedchemicalvapordeposition,PECVD)，而等離子體輔助化學(xué)氣相沉積工藝通過(guò)通入硅垸(SiH4)、氧化氮(N20)或氨氣(NH3)等混合氣體并調(diào)整適當(dāng)比例來(lái)沉積富硅介電材料層130a，借此沉積出富硅氧化硅、富硅氮化硅或富硅氮氧化硅。舉例來(lái)說(shuō)，若通入的混合氣體為硅垸(SiH4)與氧化氮(N20)則可以沉積出富硅氧化硅(Si-richSiOx)，若通入的混合氣體為硅烷(SiH4)與氨氣(NH3)則可沉積出富硅氮化硅(Si-richSiNy)，若通入的混合氣體為的硅烷(SiH4)、氧化氮(N20)與氨氣(NH3)則可沉積出富硅氮氧化硅(Si-richSiOxNy)。另夕卜，材料層中硅含量愈高折射率愈大，二氧化硅的折射率為1.46，本實(shí)施例的富硅介電材料層130a的折射率至少大于1.5。此外，本實(shí)施例的富硅介電材料層130a例如為一吸光材料，以便于后續(xù)的鐳射退火工藝施行。接著，請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1及圖2，進(jìn)行鐳射退火工藝，使得富硅介電材料層130a中形成多個(gè)硅納米微晶粒134a。由于鐳射可以聚焦于特定深度，因此采用鐳射退火工藝可以在富硅介電材料層130a中間產(chǎn)生硅納米微晶粒134a，進(jìn)而使得富硅介電材料層130a分為具有硅納米微晶粒134a的電荷儲(chǔ)存區(qū)134以及分別位居其下方與上方且不具有硅納米微晶粒134a的電荷穿隧區(qū)132及電荷阻擋區(qū)136，其中包括有電荷穿隧區(qū)132、電荷儲(chǔ)存區(qū)134及電荷阻擋區(qū)136的富硅介電材料層則稱為電荷儲(chǔ)存介電層130。在電荷儲(chǔ)存介電層130中，電荷穿隧區(qū)132仍由富硅介電材料組成且位于半導(dǎo)體層120上，電荷儲(chǔ)存區(qū)134由富硅介電材料組成并具有多個(gè)硅納米微晶粒134a，電荷儲(chǔ)存區(qū)134位于電荷穿隧區(qū)132上，電荷阻擋區(qū)136亦仍由富硅介電材料組成并位于電荷儲(chǔ)存區(qū)134上。也就是說(shuō)，富硅介電材料層130a因鐳射退火工藝析出多個(gè)硅納米微晶粒134a，而使富硅介電材料層130a的內(nèi)部因材料分布而產(chǎn)生區(qū)隔，進(jìn)而形成電荷儲(chǔ)存介電層130。此外，本實(shí)施的所述硅納米微晶粒134a的粒徑介于0.5-20納米，較佳地則介于3-10納米。由于硅納米微晶粒的粒徑適中且分布均勻，可以避免晶體太大或過(guò)于緊密時(shí)，電子容易跳到鄰近的微晶?；虼┩傅紫卵趸瘜拥娜毕荻a(chǎn)生漏電現(xiàn)象。另外，本實(shí)施例的鐳射退火工藝較佳的為準(zhǔn)分子鐳射退火(excimerlaserannealing)工藝，其操作溫度低于400°C，并不會(huì)使硅基板及玻璃基板毀壞。故，本實(shí)施例的基板110的材料可以為硅基板或玻璃基板，本實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的制造方法甚至可與低溫多晶硅(lowtemperaturepolysilicon)工藝整合在一起。再者，硅納米微晶粒134a在鐳射退火工藝形成的同時(shí)，非晶硅層120a(如圖1所示)亦可在鐳射退火工藝中同時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч?polycrystalline)層以作為半導(dǎo)體層120。如此一來(lái)，硅納米微晶粒134a與半導(dǎo)體層120同時(shí)形成，可有效地降低成本。然而，半導(dǎo)體層120的形成方法并不限定于此，除上述可以一次鐳射退火使半導(dǎo)體層120及電荷儲(chǔ)存介電層130同時(shí)形成外，兩者亦可分別形成。比如說(shuō)，亦可于非晶硅層120a形成后先使用第一次鐳射退火工藝而使非晶硅層120a先轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч鑼右宰鳛榘雽?dǎo)體層120。接著在形成富硅介電材料層130a之后再施用第二次鐳射退火工藝以析出多個(gè)硅納米微晶粒134a。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D3及圖4。首先，形成導(dǎo)電層140a于電荷儲(chǔ)存介電層130上方。接著，進(jìn)行圖案化工藝以形成柵極140于具有硅納米微晶粒134a的富硅介電材料層130a上方，也就是位于電荷儲(chǔ)存介電層130上，并暴露出部分半導(dǎo)體層120。在一較佳實(shí)施例中，柵極140及電荷儲(chǔ)存介電層130可通過(guò)同一圖案的掩模來(lái)進(jìn)行圖案化工藝，有效地整合工藝步驟以降低成本。然后，請(qǐng)參照?qǐng)D5。接著進(jìn)行一摻雜工藝，局部摻雜暴露出來(lái)的半導(dǎo)體層120，以使半導(dǎo)體層120形成第一摻雜區(qū)122、第二摻雜區(qū)126以及介于二者之間的通道區(qū)124。在本實(shí)施例中，此局部摻雜半導(dǎo)體層120的步驟通過(guò)柵極140作為屏蔽，再摻入n型摻質(zhì)或是p型摻質(zhì)(如磷或硼)至半導(dǎo)體層120，而形成第一摻雜區(qū)122及第二摻雜區(qū)126及介于二者之間的通道區(qū)124。此外，除可同時(shí)進(jìn)行柵極140及電荷儲(chǔ)存介電層130圖案化的步驟外，兩者的圖案化的步驟亦可分開(kāi)進(jìn)行。其中，電荷儲(chǔ)存介電層130的圖案化步驟亦可提前于鐳射退火工藝前進(jìn)行。另外，局部摻雜半導(dǎo)體層120的步驟亦于圖案化電荷儲(chǔ)存介電層130后與柵極140形成前進(jìn)行。也就是說(shuō)，局部摻雜半導(dǎo)層120的步驟并不限定于柵極140形成后進(jìn)行，亦可依據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整其施行的步驟。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D6及圖7，形成內(nèi)層介電層160于半導(dǎo)體層120、柵極140以及電荷儲(chǔ)存介電層130上方。接著，再形成第一開(kāi)口160a以及第二開(kāi)口160b于內(nèi)層介電層160上，以分別暴露出半導(dǎo)體層120的第一摻雜區(qū)122及第二摻雜區(qū)126。第一摻雜區(qū)122可作為源極慘雜區(qū)，第二摻雜區(qū)126可作為基極摻雜區(qū)。接著，請(qǐng)?jiān)偻瑫r(shí)參照?qǐng)D7及圖8,形成源極電極170于第一開(kāi)口160a內(nèi)與內(nèi)層介電層160上，源極電極170通過(guò)第一開(kāi)口160a與第一摻雜區(qū)122電性連接。并且，再形成基極電極180于第二開(kāi)口160b內(nèi)與內(nèi)層介電層160上，且基極電極180通過(guò)第二開(kāi)口160b與第二摻雜區(qū)126電性連接。由于，源極電極170與基極電極180與電荷儲(chǔ)存介電層130之間具有內(nèi)層介電層160，亦可有效地使源極電極170及基極電極180與電荷儲(chǔ)存介電層130之間絕緣，以避免電荷儲(chǔ)存介電層130漏電。利用上述方法制造而成的非揮發(fā)性內(nèi)存的結(jié)構(gòu)如圖8所示。本實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存100包括基板U0、半導(dǎo)體層120、電荷儲(chǔ)存介電層130以及柵極140。半導(dǎo)體層120設(shè)置于基板110上，半導(dǎo)體層120包括第一摻雜區(qū)122、第二摻雜區(qū)126及信道區(qū)124，其中信道區(qū)124位于第一摻雜區(qū)122及第二摻雜區(qū)126之間。電荷儲(chǔ)存介電層130設(shè)置于半導(dǎo)體層120的通道區(qū)124上方，其中電荷儲(chǔ)存介電層130包括電荷穿隧區(qū)132、電荷儲(chǔ)存區(qū)134以及電荷阻擋區(qū)136。電荷穿隧區(qū)132由富硅介電材料組成，并位于半導(dǎo)體層120的通道區(qū)124上。電荷儲(chǔ)存區(qū)134由富硅介電材料組成，且具有多個(gè)硅納米微晶粒134a，并電荷儲(chǔ)存區(qū)134位于電荷穿隧區(qū)132上。電荷阻擋區(qū)136由富硅介電材料組成，并位于電荷儲(chǔ)存區(qū)134上。柵極140設(shè)置于電荷儲(chǔ)存介電層130上。將本實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存100進(jìn)行電性測(cè)試。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D8及圖9，圖9所示為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的臨界電壓特性曲線圖。本發(fā)明儲(chǔ)存在電荷儲(chǔ)存介電層130中的電荷可以是電子或是空穴。在本實(shí)施例中，非揮發(fā)性內(nèi)存100例如為p型的非揮發(fā)性內(nèi)存。因此，當(dāng)非揮發(fā)性內(nèi)存100進(jìn)行編程(program)時(shí)，在柵極140施加-15伏(V)的電壓并在基極電極180施力n-10伏(V)的電壓，以使空穴從第一摻雜區(qū)122加速進(jìn)入電荷儲(chǔ)存區(qū)134中，并儲(chǔ)存在硅納米微晶粒134a中。當(dāng)非揮發(fā)性內(nèi)存100進(jìn)行抹除(earase)時(shí)，在柵極140施加15伏(V)的電壓并在基極電極180施加-10伏(V)電壓，以排除被儲(chǔ)存于硅納米微晶粒134a的空穴。在本發(fā)明的一變化實(shí)施例中，非揮發(fā)性內(nèi)存100亦可為n型的非揮發(fā)性內(nèi)存，利用電子實(shí)現(xiàn)前述的功能。如此一來(lái)，由于本實(shí)施例的硅納米微晶粒134a通過(guò)鐳射退火工藝且于低溫(〈40(TC)中形成，不但可選用硅基板作為基板110，更可選用更需低溫工藝的玻璃基板。采用鐳射退火工藝不但具有選用硅基板及玻璃基板的好處外，更可與現(xiàn)今的低溫多晶硅工藝兼容。另外，經(jīng)由鐳射退火工藝所形成的硅納米微晶粒134a以高密度三維分布，而有效地提高電荷儲(chǔ)存介電層130的電荷儲(chǔ)存能力。第二實(shí)施例請(qǐng)參照?qǐng)D10，其所示為依照本發(fā)明第二實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的示意圖。第二實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存200與第一實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存100兩者的差別僅在于第二實(shí)施例較佳地具有一層遮光層210(包括吸光層)的結(jié)構(gòu)，因此，其它如制造方法及結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相同，故其結(jié)構(gòu)、相關(guān)的材料及設(shè)計(jì)條件在此不再重復(fù)贅述。由于硅納米微晶粒134a對(duì)光相當(dāng)敏感，當(dāng)硅納米微晶粒134a吸收光時(shí)，硅納米微晶粒134a本身便會(huì)產(chǎn)生電荷，而使得儲(chǔ)存的電荷流失或是產(chǎn)生變化。故于本實(shí)施例中，非揮發(fā)性內(nèi)存200較佳地更包括遮光層210(包括吸光層)，由遮光材料或是吸光材料所構(gòu)成，并設(shè)置在基板110與緩沖層150之間，對(duì)準(zhǔn)該半導(dǎo)體層120的該通道區(qū)124，用以阻擋環(huán)境光，以避免硅納米微晶粒134a受到環(huán)境光的影響。第三實(shí)施例請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D8及圖13。第三實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存300與第一實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存100兩者的差別在于第三實(shí)施例的電荷儲(chǔ)存層330的結(jié)構(gòu)，因此其它相同的結(jié)構(gòu)與相關(guān)材料及設(shè)計(jì)條件在此不再重復(fù)贅述。圖1113所示為依照本發(fā)明第三實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的制造方法的示意圖。請(qǐng)先參照?qǐng)Dll。在本實(shí)施例中，先于位于基板110的非晶硅層上120a形成一穿隧介電層332。接著，再形成一富硅介電層334于穿隧介電層332之上,再形成一阻擋介電層336于富硅介電層334之上。在本實(shí)施例中，穿隧介電層332及阻擋介電層336的材料例如二氧化硅(Si02)，而富硅介電層334的材料特性如同第一實(shí)施例所述，故于此并不加以重復(fù)敘述。接著，請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)Dll及圖12，進(jìn)行一鐳射退火工藝，使得富硅介電材料層334中形成多個(gè)硅納米微晶粒334a，而使富硅介電材料層334形成為電荷儲(chǔ)存介電層330。相同地，非晶硅層120a可同時(shí)在鐳射退火工藝中形成多晶硅以作為半導(dǎo)體層120，亦可于非晶硅層120a形成后先行形成多晶硅以作為半導(dǎo)體層120。由于富硅介電材料層334上下已經(jīng)形成有穿隧介電層332及阻擋介電層336，因此可相對(duì)地增加電荷儲(chǔ)存介電層330中電荷儲(chǔ)存區(qū)的厚度，增加可儲(chǔ)存硅納米微晶粒334a的數(shù)量，降低電荷穿隧區(qū)與電荷阻擋區(qū)的厚度。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D13。如同第一實(shí)施例所述，接續(xù)進(jìn)行柵極140的形成、圖案化步驟、局部摻雜的工藝、形成內(nèi)層介電層160、源極電極170及基極電極180的形成等步驟。利用上述方法制造而成的非揮發(fā)性內(nèi)存的結(jié)構(gòu)如圖13所示。本實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存300設(shè)置于基板IIO上，包括半導(dǎo)體層120(包含第一摻雜區(qū)122、通道區(qū)124與第二摻雜區(qū)126)、穿隧介電層332、電荷儲(chǔ)存介電層330及阻擋介電層336以與柵極140。穿隧介電層332設(shè)置于半導(dǎo)體層120與電荷儲(chǔ)存層330之間，且阻擋介電層336設(shè)置于柵極140與電荷儲(chǔ)存層330之間。本發(fā)明上述實(shí)施例所公開(kāi)的非揮發(fā)性內(nèi)存及其制造方法，通過(guò)鐳射退火工藝使富硅介電層析出多個(gè)硅納米微晶粒，以作為一電荷儲(chǔ)存介電層。由于鐳射退火工藝可于低溫(〈40(TC)下使硅納米微晶粒形成，故其選用的基板材料可為硅基板及玻璃基板。并非如公知采用高溫退火工藝(〉90(TC)，而使得硅基板局部熱處理而毀損，當(dāng)然更不能采用需更低溫工藝的玻璃基板。采用鐳射退火工藝不但具有選用硅基板及玻璃基板的好處外，更可與現(xiàn)今的低溫多晶硅工藝兼容。另外，經(jīng)由鐳射退火工藝所形成的硅納米微晶粒以高密度三維分布，而有效地提高電荷儲(chǔ)存介電層的電荷儲(chǔ)存能力。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.一種非揮發(fā)性內(nèi)存的制造方法，其特征在于，包括提供一基板；形成一半導(dǎo)體層于該基板上；形成一富硅介電材料層于該半導(dǎo)體層上；進(jìn)行一鐳射退火工藝，使得該富硅介電材料層中形成多個(gè)硅納米微晶粒；形成一柵極于具有所述硅納米微晶粒的該富硅介電材料層上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，形成該半導(dǎo)體層的步驟包括形成一非晶硅層于該基板上；以及將該非晶硅層轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢嗑Ч鑼右宰鳛樵摪雽?dǎo)體層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，形成該半導(dǎo)體層的步驟包括形成一非晶硅層于該基板上；以及進(jìn)行該鐳射退火工藝中，同時(shí)將該非晶硅層轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢嗑Ч鑼右宰鳛樵摪雽?dǎo)體層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該方法還包括局部摻雜該半導(dǎo)體層，以在該半導(dǎo)體層中形成一第一摻雜區(qū)、一第二摻雜區(qū)以及介于二者之間的一通道區(qū)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，于該柵極形成的步驟之后，該制造方法還包括形成一內(nèi)層介電層于該半導(dǎo)體層、該柵極以及該電荷儲(chǔ)存介電層上方。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，在該內(nèi)層介電層形成的步驟之后，該制造方法還包括形成一第一開(kāi)口以及一第二開(kāi)口于該內(nèi)層介電層上，以分別暴露出該半導(dǎo)體層的該第一摻雜區(qū)及該第二摻雜區(qū)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于，在所述開(kāi)口形成的步驟之后，該制造方法還包括形成一源極電極于該第一開(kāi)口內(nèi)與該內(nèi)層介電層上，該源極電極通過(guò)該第一開(kāi)口與該第一摻雜區(qū)電性連接；以及形成一基極電極于該第二開(kāi)口內(nèi)與該內(nèi)層介電層上，且該基極電極通過(guò)該第二開(kāi)口與該第二摻雜區(qū)電性連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，于提供該基板的步驟之后及形成該半導(dǎo)體層的步驟之前，該制造方法還包括形成一緩沖層于該基板上。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該方法還包括形成一穿隧介電層于該半導(dǎo)體層與該富硅介電材料層之間；以及形成一阻擋介電層于該富硅介電材料層與該柵極之間。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，該穿隧介電層以及該阻擋介電層的材料包括二氧化硅。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該富硅介電材料包括富硅氧化硅、富硅氮化硅或富硅氮氧化硅其中至少一個(gè)。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該富硅介電材料的折射率大于1.5。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該富硅介電材料的分子式為SiOx，其中x大于0且小于2。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該富硅介電材料的分子式為SiNy，其中y大于0且小于4/3。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該富硅介電材料的分子式為SiOxNy其中(x+y)大于0且小于2。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該富硅介電材料為一吸光材料。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，該鐳射退火工藝包括一準(zhǔn)分子鐳射退火工藝。18.—種非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，包括一基板；一半導(dǎo)體層，設(shè)置于該基板上，該半導(dǎo)體層包括一第一摻雜區(qū)；一第二摻雜區(qū)；及一通道區(qū)，位于該第一摻雜區(qū)及該第二摻雜區(qū)之間；一電荷儲(chǔ)存介電層，設(shè)置于該半導(dǎo)體層上，由一富硅介電材料組成，包括:一電荷穿隧區(qū)，由該富硅介電材料組成，并位于該半導(dǎo)體層上；一電荷儲(chǔ)存區(qū)，由該富硅介電材料組成，且具有多個(gè)硅納米微晶粒，且該電荷儲(chǔ)存區(qū)位于該電荷穿隧區(qū)上；以及一電荷阻擋區(qū)，由該富硅介電材料組成，并位于該電荷儲(chǔ)存區(qū)上；以及一柵極，設(shè)置于該電荷儲(chǔ)存介電層上。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，還包括一源極電極，與該第一摻雜區(qū)電性連接；以及一基極電極，與該第二摻雜區(qū)電性連接。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，還包括一內(nèi)層介電層，覆蓋于該半導(dǎo)體層、該柵極及該電荷儲(chǔ)存介電層上。21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，還包括一緩沖層，設(shè)置于該半導(dǎo)體層及該基板之間。22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，該富硅介電材料的折射率大于1.5。23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其中該富硅介電材料的分子式為SiOx，其中x大于0且小于2。24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，該富硅介電材料的分子式為SiNy，其中y大于0且小于4/3。25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，該富硅氮氧化硅的分子式為SiOxNy，其中(x+y)大于0且小于2。26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，所述硅納米微晶粒的粒徑介于0.5-20納米。27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，該半導(dǎo)體層包括一多晶硅層。28.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，還包括一穿隧介電層，位于該半導(dǎo)體層與該電荷儲(chǔ)存介電層之間。29.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，還包括一阻擋介電層，位于該電荷儲(chǔ)存介電層與該柵極之間。30.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非揮發(fā)性內(nèi)存，其特征在于，還包括一遮光層，位于該半導(dǎo)體層與該基板之間，對(duì)準(zhǔn)該半導(dǎo)體層的該通道區(qū)。全文摘要一種非揮發(fā)性內(nèi)存及其制造方法，其中制造方法包括下列步驟。首先，提供一基板。接著，形成一半導(dǎo)體層于基板上。然后，形成一富硅介電材料層于半導(dǎo)體層上方。接著，進(jìn)行一鐳射退火工藝，使得富硅介電材料層中形成多個(gè)硅納米微晶粒，以形成一電荷儲(chǔ)存介電層。然后，形成一柵極于電荷儲(chǔ)存介電層上方。文檔編號(hào)H01L27/12GK101330012SQ20081013209公開(kāi)日2008年12月24日申請(qǐng)日期2008年7月28日優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日發(fā)明者卓恩宗,彭佳添,趙志偉申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司