[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310022369.8
• 申請(qǐng)日: 2013-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN103943623A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李召兵;許正源;任馳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)華電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/115
• 分類號(hào): H01L27/115
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，尤其是涉及一種將具有至少一突出部的柵極設(shè)置于淺溝槽隔離中的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

閃存存儲(chǔ)器(flash?memory)是一種非揮發(fā)性(non-volatile)存儲(chǔ)器，其在缺乏外部電源供應(yīng)時(shí)，也能夠保存存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的資訊內(nèi)容。近幾年來(lái)，由于閃存存儲(chǔ)器具有可重復(fù)寫入以及可被電抹除等優(yōu)點(diǎn)，因此已被廣泛地應(yīng)用在移動(dòng)電話(mobile?phone)、數(shù)字相機(jī)(digital?camera)、游戲機(jī)(video?player)、個(gè)人數(shù)字助理(personal?digital?assistant,PDA)等電子產(chǎn)品或正在發(fā)展中的系統(tǒng)單芯片(system?on?a?chip,SOC)中。

閃存存儲(chǔ)器是由許多存儲(chǔ)單元組成的。基本上，每一個(gè)存儲(chǔ)單元都包括了一個(gè)特制的金氧半導(dǎo)體(MOS，Metal-Oxide-Semiconductor)晶體管，用來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)位(bit)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。請(qǐng)參考圖1，圖1繪示了一現(xiàn)有閃存存儲(chǔ)單元的剖面示意圖。如圖1所示，閃存存儲(chǔ)器單元10包含有一半導(dǎo)體基底12、設(shè)置于半導(dǎo)體基底12上的一柵極堆疊14，其中柵極堆疊14包括浮置柵極(floating?gate)16、控制柵極(control?gate)18，浮置柵極16以及控制柵極18一般是由多晶硅所構(gòu)成，且各柵極之間可設(shè)置介電層20例如：氧化物層，以彼此電性絕緣。閃存存儲(chǔ)器單元10另包含有源極摻雜區(qū)22以及漏極摻雜區(qū)24設(shè)置于柵極堆疊14兩側(cè)的半導(dǎo)體基底12中，以及一通道(channel)區(qū)26定義于源極摻雜區(qū)22以及漏極摻雜區(qū)24之間的半導(dǎo)體基底12中。雖然各種閃存存儲(chǔ)單元詳細(xì)的結(jié)構(gòu)與物理機(jī)制或有差異，但就一般而言，當(dāng)閃存存儲(chǔ)器單元10要進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（program）時(shí)，都是將電荷（通常就是電子）注入浮置柵極16中，以改變閃存存儲(chǔ)器單元10的臨限電壓(threshold?voltage)；而臨限電壓的高低，就代表了閃存存儲(chǔ)器單元10所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)將是0或1。例如，浮置柵極16與半導(dǎo)體基底12之間的介電層20可作為一穿隧氧化(tunneling?oxide)層，熱電子(hot?electron)即經(jīng)由此穿隧氧化層隧穿(tunneling)進(jìn)出浮置柵極16，而達(dá)到閃存存儲(chǔ)器單元10存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能。

此外，當(dāng)閃存存儲(chǔ)器單元10被選取進(jìn)行抹除(erase)操作時(shí)，需先將閃存存儲(chǔ)器單元10中原來(lái)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)抹除，也就是將各閃存存儲(chǔ)器單元10中浮動(dòng)?xùn)艠O16的存儲(chǔ)電荷移除。浮動(dòng)?xùn)艠O16的電荷可經(jīng)由浮動(dòng)?xùn)艠O16至通道區(qū)26的路徑28；浮動(dòng)?xùn)艠O16至源極摻雜區(qū)22的路徑30；或是浮動(dòng)?xùn)艠O16至漏極摻雜區(qū)24的路徑32移出。在閃存存儲(chǔ)器單元10中多次沿同一上述路徑抹除數(shù)據(jù)后，路徑上的穿隧氧化層會(huì)逐漸遭到破壞并產(chǎn)生阻陷(trap)，使電荷陷入其中無(wú)法被移除，造成閃存存儲(chǔ)器單元10的失效。因此，如何改善浮動(dòng)?xùn)艠O的電荷的抹除方式以提升閃存存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)處理速度且增加閃存存儲(chǔ)器單元的使用壽命(endurance)實(shí)為相關(guān)技術(shù)者所欲改進(jìn)的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種將具有突出部的柵極設(shè)置于淺溝槽隔離中的半導(dǎo)體裝置，以改善半導(dǎo)體裝置的效能。

本發(fā)明的一較佳實(shí)施例是提供一種半導(dǎo)體裝置，包括一半導(dǎo)體基底、至少一第一柵極、一淺溝槽隔離以及一第三柵極。第一柵極設(shè)置于半導(dǎo)體基底上，且第一柵極部分重疊第三柵極與淺溝槽隔離。此外，第三柵極設(shè)置于淺溝槽隔離中，且第三柵極包括至少一突出部。

本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例是提供一種半導(dǎo)體裝置，包括一半導(dǎo)體基底、至少二第一柵極、一第一淺溝槽隔離以及一第三柵極。二第一柵極設(shè)置于半導(dǎo)體基底上，且二第一柵極均部分重疊第三柵極。此外，第三柵極設(shè)置于第一淺溝槽隔離中，且第三柵極包括至少一突出部。

本發(fā)明通過(guò)第三柵極的突出部的設(shè)置增加第一柵極與第三柵極的重疊面積，以增加第一柵極中的存儲(chǔ)電荷的移除路徑，此外，第三柵極的突出部的設(shè)置也可使第一柵極中的存儲(chǔ)電荷經(jīng)由第一柵極與第三柵極之間的轉(zhuǎn)角排出，以縮短抹除電荷的所需時(shí)間。據(jù)此，具有突出部的第三柵極的設(shè)置有助于增加半導(dǎo)體裝置的使用壽命(endurance)以及改善半導(dǎo)體裝置的數(shù)據(jù)處理效率。

附圖說(shuō)明

圖1繪示了一現(xiàn)有閃存存儲(chǔ)單元的剖面示意圖；

圖2繪示本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的一半導(dǎo)體裝置的布局示意圖；

圖3繪示本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的一半導(dǎo)體裝置沿圖2A-A’線段的剖面示意圖；

圖4繪示本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的一半導(dǎo)體裝置沿圖2B-B’線段的剖面示意圖；