[發明專利]疊柵非易失性快閃存儲單元、存儲器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201010135700.3
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN102201411A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 毛劍宏;韓鳳芹
• 申請（專利權）人: 江蘇麗恒電子有限公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L21/8247
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術領域

本發明涉及半導體存儲器，特別涉及一種疊柵非易失性快閃存儲單元、存儲器件及其制造方法。

背景技術

通常，用于存儲數據的半導體存儲器分為易失性存儲器和非易失性存儲器，易失性存儲器易于在電中斷時丟失其數據，而非易失性存儲器即使在供電中斷后仍能保持片內信息。目前可得到的非易失存儲器有幾種形式，包括電可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除編程只讀存儲器(EEPROM)和快閃存儲器(flash?memory)。與其它的非易失性存儲器相比，快閃存儲器具有存儲數據的非易失性、低功耗、電重寫能力以及低成本等特性，，因此，非易失性存儲器已廣泛地應用于各個領域，包括嵌入式系統，如PC及外設、電信交換機、蜂窩電話、網絡互聯設備、儀器儀表和汽車器件，同時還包括新興的語音、圖像、數據存儲類產品，如數字相機、數字錄音機和個人數字助理。

圖1為一種現有的疊柵存儲單元的結構示意圖，如圖1所示，存儲單元包括，襯底10，位于襯底10中的摻雜阱20，位于摻雜阱內及其上的疊柵晶體管，疊柵晶體管包括：源極區30S、漏極區30D、位于源極區和漏極區之間襯底上的浮柵結構30G，覆蓋浮柵結構30G的隔離層40，位于隔離層40上的控制柵結構50。其中，該浮柵結構30G包括柵氧層301和位于柵氧層上的多晶硅層302，另外還可以包括位于多晶硅層302上的絕緣層303。例如在公開號CN?101320735A的中國專利文獻中也提供了一種存儲單元。

現有的疊柵存儲單元在寫操作中，需要將例如+5伏的正電壓施加到源極區30S，將接地的較低電壓施加到漏極區30D，將接地的低電壓施加到控制柵結構50。因為源極區30S和漏極區30D之間形成導電溝道，于是來自源極區30S的+5伏電壓將通過導電溝道傳送到漏極區30D。在導電溝道處，根據熱載流子機理，空穴或電子將被注入到浮柵結構30G，完成寫操作。

在擦除操作的時候，一般的利用熱電子或者電子隧穿的原理，需要在控制柵結構50上施加較高電壓(例如7V～20V)，才能實現。因此在制造工藝中，必須包含高壓器件，制造工藝復雜。同時擦寫過程中的熱電子及電子隧穿的反復擦寫容易造成晶體管的失效。因此上述現有的疊柵非易失性快閃存儲單元可靠性差。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種疊柵非易失性快閃存儲單元及其制造方法，提高了可靠性。

為了解決上述問題，本發明提供了一種疊柵非易失性快閃存儲單元，包括：半導體結構，所述半導體結構包括襯底、位于襯底中的摻雜阱，和位于摻雜阱內及其上疊柵晶體管，所述疊柵晶體管包括源極區、漏極區，位于源極區和漏極區之間的浮柵結構、覆蓋所述浮柵結構的隔離層、位于所述隔離層上的控制柵結構，所述半導體結構還包括浮柵結構在襯底上的延伸結構，即浮柵延伸結構，所述半導體結構上具有層間介質層；

還包括：可動開關，設置于所述浮柵延伸結構上方，所述可動開關對應位置的層間介質層中具有暴露浮柵延伸結構的開口，所述可動開關包括：支撐部件和導電互連部件，所述支撐部件位于所述導電互連部件的外圍，且與所述層間介質層連接，并將所述導電互連部件懸置在所述開口上方，當向所述導電互連部件施加電壓時，則所述導電互連部件與所述浮柵延伸結構電連接。

優選的，所述浮柵延伸結構上方具有隔離層，所述層間介質層開口的位置對應的所述隔離層中具有開口。

優選的，所述摻雜阱的導電類型為N型，所述疊柵晶體管為PMOS晶體管。

優選的，所述摻雜阱的導電類型為P型，所述疊柵晶體管為NMOS晶體管。

優選的，所述支撐部件為絕緣材料，所述支撐部件為分布在導電互連部件對稱的兩側的引腳，且所述支撐部件和所述導電互連部件連接的一端位于導電互連部件下方，與層間介質層連接的一端位于層間介質層上方。

優選的，所述浮柵延伸結構包括多晶硅層和位于所述多晶硅層上的絕緣層，所述開口包括：所述層間介質層中的介質層開口，及對應于介質層開口中央區域的所述絕緣層中的開口，即絕緣層開口；所述絕緣層開口位于所述介質層開口的中央區域。

優選的，所述導電互連部件對應于所述絕緣層開口的位置向浮柵延伸結構一側凸出。

優選的，所述導電互連部件對應于所述開口的中央區域。

優選的，所述導電互連部件為金屬材料。

一種包括陣列排列的上述疊柵非易失性快閃存儲單元的疊柵非易失性快閃存儲器件。

一種疊柵非易失性快閃存儲單元的制造方法，包括步驟：