[發(fā)明專(zhuān)利]通過(guò)原位蒸汽氧化形成嵌入式閃存的共源極氧化物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410236347.6
• 申請(qǐng)日: 2014-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104916641B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭有宏;吳政達(dá);杜友倫;蔡嘉雄;李汝諒;李一庭;高銘祥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/11524
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/11524
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及閃存單元及其形成方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)今的電子器件(例如，計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電子游戲等)通常包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(例如，文件、圖片等)的電子存儲(chǔ)器。電子存儲(chǔ)器出現(xiàn)多種不同類(lèi)型。廣泛使用的一種電子存儲(chǔ)器是閃存。閃存是一種非易失性存儲(chǔ)器(即，在不通電時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)器)，其提供了簡(jiǎn)易和快速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

閃存將信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中，這些存儲(chǔ)單元具有通過(guò)絕緣層與上面的控制柵極以及下面的晶體管溝道區(qū)域間隔開(kāi)的浮置柵極。由于浮置柵極通過(guò)絕緣層與溝道區(qū)域電隔離，所以其上的電荷被俘獲。被俘獲的電荷表示存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)狀態(tài)。例如，為了讀取閃存單元，通過(guò)向控制柵極施加電壓來(lái)測(cè)試溝道區(qū)域的導(dǎo)電性(例如，其是導(dǎo)電的還是絕緣的)。由于溝道區(qū)域的導(dǎo)電性受到浮置柵極上的電荷的影響，所以可以測(cè)量流經(jīng)溝道區(qū)域的電流并且用于再現(xiàn)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種存儲(chǔ)單元，包括：共源極氧化物層，位于沿著半導(dǎo)體襯底的頂面設(shè)置的源極區(qū)域上方；第一漏極區(qū)域，沿著所述半導(dǎo)體襯底的所述頂面設(shè)置在通過(guò)第一溝道區(qū)域與所述源極區(qū)域橫向地間隔開(kāi)的位置處；以及共擦除柵極，設(shè)置在所述共源極氧化物層上，其中，所述共擦除柵極包括的基本平坦的底面與所述共源極氧化物層的基本平坦的頂面鄰接。

在該存儲(chǔ)單元中，所述源極區(qū)域包括的摻雜濃度大于或等于1E19cm^-3。

在該存儲(chǔ)單元中，所述共源極氧化物層的密度大于使用濕式爐氧化工藝所形成的氧化物的密度。

該存儲(chǔ)單元還包括：第二漏極區(qū)域，沿著所述半導(dǎo)體襯底的頂面在所述源極區(qū)域的與所述第一漏極區(qū)域相對(duì)側(cè)上，設(shè)置在通過(guò)第二溝道區(qū)域與所述源極區(qū)域橫向地間隔開(kāi)的位置處；以及第一浮置柵極，通過(guò)鄰接所述共源極氧化物層的第一浮置柵極氧化物層與所述第一溝道區(qū)域間隔開(kāi)；以及第二浮置柵極，通過(guò)鄰接所述共源極氧化物層的第二浮置柵極氧化物層與所述第二溝道區(qū)域間隔開(kāi)。

該存儲(chǔ)單元還包括：第一控制柵極，設(shè)置在所述第一浮置柵極上方；以及第二控制柵極，設(shè)置在所述第二浮置柵極上方。

在該存儲(chǔ)單元中，所述第一控制柵極通過(guò)附加的介電材料和鄰接所述第一控制柵極的第一間隔件結(jié)構(gòu)與所述共擦除柵極間隔開(kāi)，其中，所述第一間隔件結(jié)構(gòu)的厚度大約等于介于所述第一控制柵極和所述共擦除柵極之間的所述附加的介電材料的厚度。

在該存儲(chǔ)單元中，所述共源極氧化物層包括與所述基本平坦的頂面相對(duì)并且鄰接所述源極區(qū)域的彎曲的底面。

該存儲(chǔ)單元還包括：第一選擇柵極，沿著所述第一浮置柵極的與所述共擦除柵極的相對(duì)側(cè)進(jìn)行設(shè)置，其中，所述第一選擇柵極與第一字線相連接；以及第二選擇柵極，沿著所述第二浮置柵極的與所述共擦除柵極的相對(duì)側(cè)進(jìn)行設(shè)置，其中，所述第二選擇柵極與第二字線相連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種嵌入式閃存單元，包括：半導(dǎo)體襯底，包括通過(guò)第一溝道區(qū)域與第一漏極區(qū)域間隔開(kāi)并且通過(guò)第二溝道區(qū)域與第二漏極區(qū)域間隔開(kāi)的共源極區(qū)域；共源極氧化物層，具有頂面和與所述共源極區(qū)域鄰接的底面；第一浮置柵極，通過(guò)第一浮置柵極氧化物層與所述第一溝道區(qū)域間隔開(kāi)，所述第一浮置柵極氧化物層在所述半導(dǎo)體襯底上面位于與所述共源極氧化物層鄰接的第一位置處；第二浮置柵極，通過(guò)第二浮置柵極氧化物層與所述第二溝道區(qū)域間隔開(kāi)，所述第二浮置柵極氧化物層在所述半導(dǎo)體襯底上面位于與所述共源極氧化物層鄰接的第二位置處；以及共擦除柵極，設(shè)置在所述共源極氧化物層上且具有與所述共源極氧化物層的基本平坦的頂面鄰接的基本平坦的底面。

在該閃存單元中，所述共源極氧化物層包括與所述基本平坦的頂面相對(duì)的并且與所述共源極區(qū)域鄰接的彎曲的底面。

在該閃存單元中，所述共源極氧化物層在所述共擦除柵極下方位于大約10nm和大約40nm之間的范圍內(nèi)的高度處。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種形成存儲(chǔ)單元的方法，包括：在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域；實(shí)施原位蒸汽生成(ISSG)工藝以在所述源極區(qū)域上方形成共源極氧化物層；以及在所述共源極氧化物層上形成柵極結(jié)構(gòu)，其中，所述柵極結(jié)構(gòu)具有的基本平坦的底面與所述共源極氧化物層的基本平坦的頂面鄰接。