[發明專利]分柵式閃存及其制造方法

有效

• 申請號: 201110257403.0
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102299157A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 顧靖;于世瑞;張博;張雄
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L29/423;G11C16/04;H01L21/8247
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體設計制造領域，更具體地說，本發明涉及一種分柵式閃存及其制造方法。

背景技術

閃存以其便捷，存儲密度高，可靠性好等優點成為非揮發性存儲器中研究的熱點。從二十世紀八十年代第一個閃存產品問世以來，隨著技術的發展和各類電子產品對存儲的需求，閃存被廣泛用于手機，筆記本，掌上電腦和U盤等移動和通訊設備中，閃存為一種非易變性存儲器，其運作原理是通過改變晶體管或存儲單元的臨界電壓來控制門極通道的開關以達到存儲數據的目的，使存儲在存儲器中的數據不會因電源中斷而消失，而閃存為電可擦除且可編程的只讀存儲器的一種特殊結構。如今閃存已經占據了非揮發性半導體存儲器的大部分市場份額，成為發展最快的非揮發性半導體存儲器。

一般而言，閃存為分柵結構或堆疊柵結構或兩種結構的組合。分柵式閃存由于其特殊的結構，相比堆疊柵閃存在編程和擦除的時候都體現出其獨特的性能優勢，因此分柵式結構由于具有高的編程效率，字線的結構可以避免“過擦除”等優點，應用尤為廣泛。

而隨著閃存應用領域的擴展，希望能夠開發出浮柵上的電子的擦除速度更快、讀取電流更大的分柵式閃存結構。

發明內容

本發明的目的是提供一種浮柵上的電子的擦除速度更快、讀取電流更大的分柵式閃存及其制造方法。

根據本發明的第一方面，提供了一種分柵式閃存，其特征在于包括：

半導體襯底，其上具有間隔設置的源極區域和漏極區域；

字線，設置于所述源極區域和漏極區域之間；

第一存儲位單元，位于所述字線與所述源極區域之間；

第二存儲位單元，位于所述字線與所述漏極區域之間，

其中所述兩個存儲位單元分別具有第一控制柵、第一浮柵和第二控制柵、第二浮柵，所述兩個控制柵具有間隔地分別設置于所述兩個浮柵上；

其中，所述兩個控制柵上分別并排地布置有第一氮化硅區、第一隔離區和第二氮化硅區、第二隔離區；

并且其中，所述兩個存儲位單元與所述字線之間由隧穿氧化層隔開。

優選地，上述分柵式閃存還包括第一存儲位單元的第一氮化硅層和第二存儲位單元的第二氮化硅層，所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層分別部分地覆蓋所述第一隔離區、所述第一浮柵和所述第二隔離區、所述第二浮柵，從而所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層分別在第一存儲位單元和第二存儲位單元并排布置的方向上未完全覆蓋第一浮柵和第二浮柵。

優選地，在上述分柵式閃存中，所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層分別在第一存儲位單元和第二存儲位單元并排布置的方向上未覆蓋第一浮柵和第二浮柵的長度為不大于200A。

優選地，在上述分柵式閃存中，所述兩個控制柵為多晶硅控制柵，所述兩個浮柵為多晶硅浮柵，所述字線為多晶硅選擇柵。

優選地，在上述分柵式閃存中，所述隧穿氧化層為氧化硅層與氮化硅層的復合結構。

根據本發明的第二方面，提供了一種分柵式閃存制造方法，其特征在于包括：

在半導體襯底上布置間隔設置的源極區域和漏極區域；

在半導體襯底上布置第一多晶硅層；

在第一多晶硅層上布置第二多晶硅層；

刻蝕所述第二多晶硅層以形成第一控制柵和第二控制柵；

在所述第一控制柵和所述第二控制柵上分別并排地布置有第一氮化硅區、第一隔離區和第二氮化硅區、第二隔離區。

優選地，所述分柵式閃存制造方法還包括：

在所述第一隔離區、所述第二多晶硅層上以及所述第二隔離區、所述第二多晶硅層上分別生長第一氮化硅層和第二氮化硅層；

利用所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層作為掩膜刻蝕所述第一多晶硅層以形成第一浮柵和第二浮柵；

刻蝕所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層，從而使得所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層分別在第一浮柵和第二浮柵并排布置的方向上未完全覆蓋第一浮柵和第二浮柵。

優選地，所述分柵式閃存制造方法還包括：在所述源極區域和漏極區域之間沉積字線；或者，在所述源極區域和漏極區域之間先沉積氧化硅層再沉積字線。

優選地，在所述分柵式閃存制造方法中，刻蝕所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層的步驟包括對第一氮化硅層和所述第二氮化硅層進行濕法刻蝕，從而使得所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層分別在第一浮柵和第二浮柵并排布置的方向上未覆蓋第一浮柵和第二浮柵的長度不大于200A，例如80A。