[實用新型]非易失性存儲器

有效

• 申請號: 201520483612.0
• 申請日: 2015-07-07
• 公開（公告）號: CN204792794U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 鄭宗文;鄭育明
• 申請（專利權）人: 物聯記憶體科技股份有限公司;鄭宗文;鄭育明
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L29/08;H01L29/423;H01L21/28;H01L21/8247
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬雯雯;臧建明

技術領域

本實用新型是有關于一種半導體元件的結構，且特別是有關于一種非易失性存儲器。

背景技術

非易失性存儲器由于具有可多次進行數據的存入、讀取、抹除等動作，且存入的數據在斷電后也不會消失的優點，已廣泛采用在個人電腦和電子設備。

典型的一種非易失性存儲器設計成具有堆疊式柵極(Stack-Gate)結構，其中包括依序設置于基底上的穿隧氧化層、浮置柵極(Floatinggate)、柵間介電層以及控制柵極(ControlGate)。對此快閃存儲器元件進行編程或抹除操作時，分別于源極區、漏極區與控制柵極上施加適當電壓，以使電子注入多晶硅浮置柵極中，或將電子從多晶硅浮置柵極中拉出。

在非易失性存儲器的操作上，通常浮置柵極與控制柵極之間的柵極耦合率(Gate-CouplingRatio，簡稱GCR)越大，其操作所需的工作電壓將越低，而快閃存儲器的操作速度與效率就會大大的提升。其中增加柵極耦合率的方法，包括了增加浮置柵極與控制柵極間的重疊面積(OverlapArea)、降低浮置柵極與控制柵極間的介電層的厚度、以及增加浮置柵極與控制柵極之間的柵間介電層的介電常數(DielectricConstant；k)等。

然而，隨著集成電路正以更高的集積度朝向小型化的元件發展，所以必須縮小非易失性存儲器的存儲單元尺寸以增進其集積度。其中，縮小存儲單元的尺寸可通過減小存儲單元的柵極長度與比特線的間隔等方法來達成。但是，柵極長度變小會縮短了穿隧氧化層下方的通道長度(ChannelLength)，容易造成漏極與源極間發生不正常的電性貫通(PunchThrough)，如此將嚴重影響此存儲單元的電性表現。而且，在編程或抹除存儲單元時，電子重復穿越過穿隧氧化層，將耗損穿隧氧化層，導致存儲器元件可靠度降低。

實用新型內容

本實用新型提供一種非易失性存儲器，可以實現低操作電壓，進而增加存儲器元件的可靠度。

本實用新型提供一種非易失性存儲器，可以提高元件的積集度。

本實用新型提出一種非易失性存儲器，具有第一存儲單元，設置于基底上。此第一存儲單元具有堆疊柵極結構、浮置柵極、穿隧介電層、抹除柵介電層、輔助柵介電層、源極區、漏極區、控制柵極以及柵間介電層，其中堆疊柵極結構具有依序設置于基底上的柵介電層、輔助柵極、絕緣層以及抹除柵極。浮置柵極設置于堆疊柵極結構的第一側的側壁，且浮置柵極的頂部具有轉角部，且抹除柵極包覆轉角部。穿隧介電層設置于浮置柵極與基底之間。抹除柵介電層設置于抹除柵極與浮置柵極之間。輔助柵介電層設置于輔助柵極與浮置柵極之間。源極區與漏極區分別設置于堆疊柵極結構與浮置柵極兩側的基底中，其中源極區鄰接浮置柵極，漏極區鄰接堆疊柵極結構的第二側，第一側與第二側相對。控制柵極設置于源極區與浮置柵極上。柵間介電層設置于控制柵極與浮置柵極之間以及所述控制柵極與所述抹除柵極之間。

在本實用新型的一實施例中，上述非易失性存儲器還具有第二存儲單元。第二存儲單元設置于基底上，且第二存儲單元的結構與第一存儲單元的結構相同，第二存儲單元與第一存儲單元成鏡像配置，共用源極區或漏極區。

在本實用新型的一實施例中，上述第一存儲單元與上述的第二存儲單元共用控制柵極，且控制柵極填滿第一存儲單元與第二存儲單元之間的開口。

在本實用新型的一實施例中，上述非易失性存儲器還具有第三存儲單元。第三存儲單元設置于基底上，且第三存儲單元的結構與第一存儲單元的結構相同，共用源極區、輔助柵極、抹除柵極以及控制柵極，且控制柵極填滿第一存儲單元與第三存儲單元之間。

在本實用新型的一實施例中，上述穿隧介電層還設置于控制柵極與源極區之間。

在本實用新型的一實施例中，所述輔助柵介電層的厚度大于或等于所述抹除柵介電層的厚度。

在本實用新型的一實施例中，上述輔助柵介電層的材質包括氧化硅-氮化硅、氧化硅-氮化硅-氧化硅或氧化硅。

在本實用新型的一實施例中，上述絕緣層的材質包括氧化硅。上述柵間介電層的材質包括氧化硅-氮化硅-氧化硅或氮化硅-氧化硅或其他高介電常數的材質(介電常數k＞4)。

在本實用新型的一實施例中，上述穿隧介電層的材質包括氧化硅，穿隧介電層的厚度介于60埃至200埃之間。

在本實用新型的一實施例中，上述柵介電層的材質包括氧化硅，柵介電層的厚度小于或等于穿隧介電層的厚度。上述抹除柵介電層的材質包括氧化硅，抹除柵介電層的厚度介于100埃至180埃之間。

在本實用新型的一實施例中，上述浮置柵極的轉角部角度小于或等于90度。