[發(fā)明專利]浮柵閃存器件及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210361371.3
• 申請(qǐng)日: 2012-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102891149A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡一茂;武慧薇;梅松;黃如
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L27/115
• 分類號(hào): H01L27/115;H01L21/8247
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 俞波;許偉群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及非易失存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種浮柵閃存器件及其制備方法。

背景技術(shù)

非易失性存儲(chǔ)器是在斷電情況下依然能夠保持所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，而快閃存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱閃存）因?yàn)橛兄蛡鹘y(tǒng)CMOS工藝兼容性好，以及可以多次擦寫(xiě)數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)，一直是非易失存儲(chǔ)器市場(chǎng)的主流技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中。手機(jī)，筆記本電腦，數(shù)碼相機(jī)和固態(tài)硬盤(pán)等存儲(chǔ)及通訊設(shè)備中的存儲(chǔ)部件一般都是閃存。

現(xiàn)在市場(chǎng)上應(yīng)用最廣的閃存是基于摻雜（如硼，磷）的多晶硅柵做浮置柵極與控制柵極的浮柵閃存，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，襯底11上設(shè)置有源漏電極區(qū)12，在襯底11上形成有隧穿氧化層13，隧穿氧化層13上形成有浮柵14，浮柵14上形成有阻擋絕緣層15，阻擋絕緣層15上形成有控制柵16。當(dāng)閃存編程時(shí)，適當(dāng)?shù)碾妷杭釉谠绰╇姌O區(qū)12，控制柵16和襯底11上，電子將會(huì)由溝道（圖1中未標(biāo)明）及源漏電極區(qū)12穿過(guò)浮柵14下方的隧穿氧化層13進(jìn)入并均勻分布于浮柵14之中。但是隨著閃存單元尺寸急劇的減小，浮柵閃存在等比例縮小的過(guò)程中遇到巨大的挑戰(zhàn)，其中重要的一點(diǎn)就是在浮柵14的厚度減薄之后，電子注入浮柵14后能量不能在浮柵14中完全耗散，而穿過(guò)浮柵14甚至阻擋絕緣層15，造成編程效率的下降，同時(shí)也降低了器件的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種浮柵閃存器件及其制備方法，能夠改善閃存器件的編程效率，提高器件的可靠性。

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種浮柵閃存器件，包括襯底和在所述襯底上層疊設(shè)置的隧穿氧化層、浮柵、阻擋絕緣層、控制柵，所述襯底上設(shè)置有源漏電極區(qū)，所述隧穿氧化層位于所述襯底之上；所述浮柵位于所述隧穿氧化層之上；所述阻擋絕緣層位于所述浮柵之上；所述控制柵位于所述阻擋絕緣層之上，其中，所述浮柵內(nèi)設(shè)置有至少一層阻擋層。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種浮柵閃存器件的制備方法，包括：在襯底之上開(kāi)出浮柵區(qū)域窗口；在所述浮柵區(qū)域窗口上方形成隧穿氧化層；在所述隧穿氧化層之上形成浮柵，其中，所述浮柵內(nèi)形成有至少一層阻擋層；在所述浮柵之上形成阻擋絕緣層；在所述阻擋絕緣層之上形成控制柵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例所提供的浮柵閃存器件，通過(guò)在浮柵內(nèi)部形成阻擋層，在閃存編程時(shí)，可以對(duì)注入浮柵的電子形成阻擋，有效減少了由于浮柵減薄導(dǎo)致電子穿通整個(gè)浮柵的情況的發(fā)生，從而改善了閃存器件的編程效率，提高了閃存器件的存儲(chǔ)可靠性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。通過(guò)附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)浮柵閃存器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的浮柵閃存器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種浮柵閃存器件的制備方法流程圖；

圖4為圖3所示實(shí)施例中在浮柵內(nèi)形成一層阻擋層的方法流程圖；

圖5~14為圖3所示實(shí)施例中制備浮柵閃存器件的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示裝置結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。

參見(jiàn)圖2，為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的浮柵閃存器件結(jié)構(gòu)示意圖。

該浮柵閃存器件可以包括襯底21和在襯底21上層疊設(shè)置的隧穿氧化層23、浮柵29、阻擋絕緣層27、控制柵28。

其中，襯底21可以是多晶硅襯底也可以是其它半導(dǎo)體襯底，襯底21上設(shè)置有源漏電極區(qū)22，層疊設(shè)置的隧穿氧化層23、浮柵29、阻擋絕緣層27、控制柵28具體可以是隧穿氧化層23位于所述襯底21之上；浮柵29位于隧穿氧化層23之上；阻擋絕緣層27位于浮柵29之上；控制柵28位于阻擋絕緣層27之上。