[發(fā)明專(zhuān)利]分離式柵閃存結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610055047.7
• 申請(qǐng)日: 2016-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105609506B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安西琳;周俊;李赟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/115
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/115;H01L21/28
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分離式柵閃存結(jié)構(gòu)，通過(guò)設(shè)置部分位于L形字線(xiàn)柵的水平部分之上的控制柵的下表面低于浮柵的上表面使得控制柵與浮柵具有部分縱向交疊區(qū)域，以增加控制柵和浮柵的耦合面積，從而提高了控制柵對(duì)浮柵的耦合系數(shù)，進(jìn)而提高了閃存寫(xiě)入效率；并通過(guò)設(shè)置浮柵臨近擦除柵的拐角為圓角，使得在后續(xù)成膜時(shí)能形成厚度均勻質(zhì)量較高的隧穿氧化層，改善了擦除衰退的現(xiàn)象；同時(shí)通過(guò)設(shè)置T形結(jié)構(gòu)的擦除柵的水平部分位于部分浮柵之上使得擦除柵與浮柵具有部分水平交疊區(qū)域，以增加擦除柵和浮柵的耦合面積，從而提高了擦除柵對(duì)浮柵的耦合系數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分離式柵閃存結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，在分離式柵(split gate)結(jié)構(gòu)的閃存中，寫(xiě)入(program)效率和擦除速度是兩個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)。控制柵(Control gate)對(duì)浮柵(floating gate)的耦合系數(shù)對(duì)寫(xiě)入的速度起著至關(guān)重要的作用；在同樣的操作條件下，更高的耦合系數(shù)能帶來(lái)更快的寫(xiě)入速度；而浮柵和擦除柵之間的隧穿氧化層的電介質(zhì)強(qiáng)度對(duì)擦除性能的衰退影響至關(guān)重要。

現(xiàn)有的工藝基于傳統(tǒng)的電容結(jié)構(gòu)，即平面型上下極板，實(shí)現(xiàn)控制柵對(duì)浮柵的耦合作用，給浮柵提供源端熱電子注入(Source-side hot electron injection)時(shí)必需的電壓。耦合效率(系數(shù))受限于極板間距，耦合面積和中間介質(zhì)介電常數(shù)，在保持間距和介電常數(shù)的情況下，很難提高耦合系數(shù)。

在分離式柵結(jié)構(gòu)的閃存中，擦除通過(guò)浮柵和擦除柵之間多晶硅對(duì)多晶硅福勒一諾德海姆電子遂穿效應(yīng)(poly-to-poly Fowler-Nordheim electron tunneling)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該物理現(xiàn)象發(fā)生在浮柵和擦除柵接觸的拐角(corner)。擦除時(shí)(Erase)在電場(chǎng)作用下，浮柵拐角處發(fā)生電子遂穿效應(yīng)(electron tunneling)，每次擦除電子都要穿過(guò)隧穿氧化層，如果氧化層本征質(zhì)量較差，那么在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)之后隧穿氧化物會(huì)受到損傷，擦除速度會(huì)逐漸變慢(Erase degradation)。在目前的結(jié)構(gòu)模型下，浮柵拐角處形狀比較尖銳，在后續(xù)工藝中，容易造成隧穿氧化層成膜質(zhì)量和厚度均勻性較差，并且在擦除時(shí)會(huì)形成較強(qiáng)電場(chǎng)，損傷氧化層，造成擦除速度的衰退。這些都是本領(lǐng)域技術(shù)人員所不期望看到的。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種分離式柵閃存結(jié)構(gòu)，包括：

襯底，設(shè)置有源區(qū)和漏區(qū)；

擦除柵，設(shè)置于所述源區(qū)之上；

分柵結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述源區(qū)和漏區(qū)之間的所述襯底之上，所述分柵結(jié)構(gòu)包括浮柵、控制柵以及包括一個(gè)水平部分和一個(gè)垂直部分的L形字線(xiàn)柵，且所述L形字線(xiàn)柵的水平部分的上表面低于所述浮柵的上表面；

其中，所述控制柵設(shè)置于所述浮柵和所述L形字線(xiàn)柵的水平部分之上，且部分位于所述L形字線(xiàn)柵的水平部分之上的所述控制柵的下表面低于所述浮柵的上表面使得所述控制柵與所述浮柵具有部分縱向交疊區(qū)域，以增加所述控制柵和所述浮柵的耦合面積。

上述的分離式柵閃存結(jié)構(gòu)，其中，所述L形字線(xiàn)柵的水平部分比所述控制柵的厚度薄180～220埃。

上述的分離式柵閃存結(jié)構(gòu)，其中，所述L形字線(xiàn)柵的材質(zhì)為多晶硅或金屬。

上述的分離式柵閃存結(jié)構(gòu)，其中，所述浮柵為方體結(jié)構(gòu)，且所述浮柵臨近所述擦除柵的拐角設(shè)置為圓角。

上述的分離式柵閃存結(jié)構(gòu)，其中，所述分柵結(jié)構(gòu)和所述擦除柵之間設(shè)置有遂穿氧化層。

上述的分離式柵閃存結(jié)構(gòu)，其中，所述L形字線(xiàn)柵和所述襯底之間設(shè)置有柵介質(zhì)層。

上述的分離式柵閃存結(jié)構(gòu)，其中，所述柵介質(zhì)層的材質(zhì)為二氧化硅或高介電常數(shù)材料。

上述發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)或者有益效果：