[發明專利]基于雙晶體管鰭式場效晶體管的分裂柵極非易失性浮動柵極閃存存儲器及其制造方法

在審

• 申請號: 201980020126.6
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN111868928A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: S·喬爾巴;C·德科貝爾特;Z·馮;J·金;X·劉;N·多
• 申請（專利權）人: 硅存儲技術股份有限公司
• 主分類號: H01L27/11524
• 分類號: H01L27/11524;H01L29/423;H01L29/78;H01L29/788;H01L21/28;H01L21/66
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳斌

本發明公開了一種非易失性存儲器單元，該非易失性存儲器單元形成在半導體襯底上，該半導體襯底具有上表面，該上表面具有向上延伸的鰭片，該向上延伸的鰭片具有相對的第一側表面和第二側表面。第一電極和第二電極與該鰭片的第一部分和第二部分電氣接觸。該鰭片的溝道區包括在該鰭片的該第一部分和該第二部分之間延伸的該第一側表面和該第二側表面的部分。浮動柵極沿著該溝道區的該第一部分的該第一側表面延伸，其中該浮動柵極中沒有一個部分沿著該第二側表面延伸。字線柵極沿著該溝道區的第二部分的該第一側表面和該第二側表面延伸。控制柵極設置在該浮動柵極上方。擦除柵極具有第一部分和第二部分，該第一部分與該浮動柵極橫向相鄰設置，該第二部分豎直地設置在該浮動柵極上方。

優先權聲明

本專利申請要求于2018年3月22日提交的題為“基于雙晶體管鰭式場效晶體管的分裂柵極非易失性浮動柵極閃存存儲器及其制造方法(Two Transistor Finfet-BasedSplit Gate Non-VOLATIVE Floating Gate Flash Memory And Method ofFabrication)”的美國專利申請號15/933,124的優先權。

技術領域

本發明涉及非易失性閃存存儲器單元陣列。

背景技術

非易失性存儲器設備在本領域中是公知的。例如，分裂柵存儲器單元在美國專利5,029,130中有所公開(該專利出于所有目的以引用方式并入本文)。該存儲器單元具有浮動柵極和控制柵極，該控制柵極設置在襯底的溝道區上方并且控制該溝道區的電導率，該溝道區在源極區和漏極區之間延伸。將各種組合的電壓施加到控制柵極、源極和漏極，以編程存儲器單元(通過將電子注入到浮動柵極中)、擦除存儲器單元(通過從浮動柵極移除電子)以及讀取存儲器單元(通過測量或檢測浮動柵極下方的溝道區的電導率以確定浮動柵極的編程狀態)。

非易失性存儲器單元中的柵極的配置和數量可以變化。例如，美國專利7,315,056(其出于所有目的以引用方式并入本文)公開了存儲器單元，該存儲器單元附加包括在源極區上方的編程/擦除柵極。美國專利7,868,375(其出于所有目的以引用方式并入本文)公開了存儲器單元，該存儲器單元附加包括在源極區上方的擦除柵極和在浮動柵極上方的耦合柵極。還可參見美國專利6,747,310、7,868,375、9,276,005和9,276,006(這些專利也出于所有目的以引用方式并入本文)。

因為縮小光刻尺寸從而減少溝道寬度的問題會影響所有半導體器件，所以已經提出了鰭式場效晶體管型結構。在鰭式場效晶體管型結構中，半導體襯底材料的鰭形構件將源極區連接到漏極區。鰭形構件具有頂表面和兩個相對側表面。然后，從源極區到漏極區的電流可沿著頂表面以及兩個側表面流動。因此，通過將溝道區“折疊”成兩個側表面，溝道區的表面寬度會增加，因此增加電流而不犧牲更多的半導體基板面，從而減少溝道區的“覆蓋區”。已經公開了使用此類鰭式場效晶體管的非易失性存儲器單元。現有技術鰭式場效晶體管非易失性存儲器結構的一些示例包括美國專利7,423,310、7,410,913、8,461,640和9,634,018。然而，這些現有技術鰭式場效晶體管結構已經公開了使用浮動柵極作為堆疊柵極器件，或使用捕集材料，或使用SRO(富硅氧化物)或使用納米晶體硅來存儲電荷，或者使用對于具有多于2個柵極的存儲器單元而言過于簡單或對于所討論的柵極數量而言過于復雜的其他存儲器單元配置。