[發明專利]半導體存儲單元、制造方法及其存儲單元陣列

有效

• 申請號: 201110397450.5
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN103137695A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 凌龍;陳榮堂;張傳寶;鄧霖;黃軍
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336;H01L27/115
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

1.一種半導體存儲單元，其特征在于，包括設置在半導體基底上的STI層，以及設置在所述STI層一個柵極區，所述柵極區由垂直交叉的兩條條狀柵極構成；

四個源/漏極區，所述每個源/漏極區與其臨近的兩個源/漏極區分別以所述兩條柵極為對稱軸呈軸對稱分布；

四條條狀半導體鰭狀物，所述四條條狀半導體鰭狀物依次連接四個源/漏極區，形成封閉的條狀有源區，所述封閉的條狀有源區將所述STI層分隔為封閉條狀有源區內的STI層部分和封閉條狀有源區外的STI層部分，且所述每條條狀柵極分別自交叉點向所述封閉的條狀有源區外延伸，并通過電荷存儲復合層與所述有源區形成接觸。

2.根據權利要求1所述的半導體存儲單元，其特征在于，所述封閉的條狀有源區呈正方形。

3.根據權利要求2所述的半導體存儲單元，其特征在于，所述封閉的條狀有源區寬度和厚度均為40nm。

4.根據權利要求1至3任一項所述的半導體存儲單元，其特征在于，所述電荷存儲復合層包括從所述有源區至柵極區依次設置的隧道氧化物層、氮化物層和阻擋氧化物層。

5.根據權利要求3所述的半導體存儲單元，其特征在于，所述隧道氧化物層的厚度為3nm，氮化物層的厚度為4nm，阻擋氧化物層的厚度為4nm。

6.根據權利要求4所述的半導體存儲單元，其特征在于，所述氮化物層的材料為SiN。

7.根據權利要求1至3任一項所述的半導體存儲單元，其特征在于，所述電荷存儲復合層包括從源極區至柵極依次設置的隧道氧化物層、浮柵層和阻擋氧化物層。

8.一種半導體存儲單元的形成方法，包括：

提供半導體基底，并在所述半導體基底上刻蝕形成封閉的條狀半導體鰭狀物；

在所述生成有封閉的條狀半導體鰭狀物的半導體基底上沉積氧化物，并進行化學機械研磨以露出所述封閉的條狀半導體鰭狀物，以形成STI層，且所述封閉的條狀半導體鰭狀物將所述STI層分隔為封閉的條狀半導體鰭狀物內的STI層部分和封閉的條狀半導體鰭狀物外的STI層部分；

通過干法刻蝕對STI層進行刻蝕，以與所述封閉的條狀半導體鰭狀物形成臺階；

對所述封閉的條狀半導體鰭狀物進行離子注入形成封閉的條狀有源區；

在所述STI層及所述封閉的條狀半導體鰭狀物上沉積形成電荷存儲復合層；

刻蝕去除所述STI層上的所述電荷存儲復合層；

在所述STI層及所述條狀半導體鰭狀物上電荷存儲復合層之上沉積多晶硅，并平坦化；

刻蝕所述多晶硅，以形成包括垂直交叉的兩條條狀柵極的柵極區，且所述每條條狀柵極分別自交叉點向所述封閉的條狀有源區外延伸；

在所述封閉的條狀半導體鰭狀物上分別選取四個離子注入區，所述每個離子注入區與其臨近的兩個離子注入區分別以所述兩條柵極為對稱軸呈軸對稱分布，對所述四個離子注入區進行離子注入形成源/漏極。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，形成封閉的條狀半導體鰭狀物的步驟包括：

在半導體基底上生成圖案化的第一光刻膠，所述圖案化的第一光刻膠掩膜具有封閉的條狀形狀；

以所述圖案化的第一光刻膠作為掩膜對半導體基底進行干法刻蝕；

去除所述圖案化的光刻膠。

10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述封閉的條狀半導體鰭狀物為正方形。

11.根據權利要求8至10任一項所述的方法，其特征在于，所述臺階寬度和厚度均為40nm。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述電荷存儲復合層包括從所述有源區至柵極區依次設置的隧道氧化物層、氮化物層和阻擋氧化物層。

13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述隧道氧化物層的厚度為3nm，氮化物層的厚度為4nm，阻擋氧化物層的厚度為4nm。

14.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，利用低壓化學汽相沉積SiN形成所述氮化物層。