[發明專利]半導體器件

在審

• 申請號: 202011270310.7
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112820732A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 久本大;川嶋祥之;橋本孝司
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L27/11565
• 分類號: H01L27/11565;H01L27/1157;H01L27/11573
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李輝

本公開涉及一種半導體器件。該半導體器件包括存儲器單元，該存儲器單元由具有分裂柵極型MONOS結構的FinFET構成，FinFET具有形成在多個鰭中的多個源極區域，并且多個源極區域通過源極線接觸件共同連接。此外，FinFET具有形成在多個鰭中的多個漏極區域，多個漏極區域通過位線接觸件共同連接，并且該FinFET構成1位的存儲器單元。

相關申請的交叉引用

于2019年11月15日提交的日本專利申請No.2019-207061的公 開內容，包括說明書、附圖和摘要，通過整體引用并入本文。

技術領域

本發明涉及半導體器件，并且具體地涉及適用于包括具有鰭結構 的晶體管的半導體器件的技術。

背景技術

閃存或EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)已經被廣泛用作 安裝在MCU(微型計算機單元)中的非易失性存儲器。這些存儲器 件具有在MISFET(金屬絕緣體半導體場效應晶體管)的柵電極下方 被氧化膜或俘獲電介質膜包圍的導電浮置柵電極，并且被配置為在浮 置柵極或俘獲電介質膜中使用電荷累積狀態作為存儲信息并且將其 讀出作為晶體管的閾值。這里提到的俘獲電介質膜是能夠累積電荷的 電介質膜，并且其示例包括氮化硅膜。通過像這樣向電荷累積膜中注 入電荷以及從電荷累積膜中發出電荷來使MISFET的閾值偏移，可以 將MISFET用作非易失性存儲器。該閃存也被稱為MONOS(金屬氧 化物氮化物氧化物半導體)晶體管。另外，使用MONOS晶體管作為 存儲器晶體管并且進一步添加有控制晶體管的分裂柵極型存儲器單 元已經被廣泛使用。

另外，已知具有鰭結構的晶體管作為場效應晶體管，其能夠實現 操作速度的提高、泄漏電流和功耗的減小以及半導體元件的小型化。 具有鰭結構的晶體管(FinFET；鰭型場效應晶體管)例如是被配置為 具有在半導體襯底上突出的半導體層作為溝道區并且具有被形成為 跨過突出的半導體層的柵電極的半導體元件。

下面列出了所公開的技術。

[專利文獻1]日本未審查專利申請公開No.2006-41354

[專利文獻2]日本未審查專利申請公開No.2017-45860

專利文獻1公開了一種具有MONOS晶體管的分裂柵極型存儲器 單元。

專利文獻2公開了一種用于形成作為具有鰭結構的晶體管的 MONOS晶體管的技術。

發明內容

具有使用熱載流子來寫入和擦除信息的MONOS晶體管的分裂柵 極型存儲器單元，被配置為通過將具有負電荷的電子或具有正電荷的 空穴俘獲在電荷存儲層(稱為也作為電荷累積層)中，來改變存儲器 晶體管的閾值，從而隨著讀取電流值的變化執行存儲信息的讀取，該 電荷存儲層形成在存儲器柵電極下方。

由于分裂柵極型存儲器單元使用分裂柵極結構，該在分裂柵極結 構中，具有控制柵極的晶體管和具有存儲器柵極的晶體管串聯連接， 因此其被稱為分裂柵極型電荷俘獲存儲器單元。

當n型MOSFET被用于具有控制柵極的晶體管時，為了增加讀 取電流，通過將空穴注入電荷存儲層中來增加空穴的存儲量、并且降 低具有存儲器柵極的晶體管的閾值是有效的。相反，為了使晶體管進 入高閾值狀態，需要注入能夠補償電荷存儲層中存儲的大量空穴的大 量電子。因此，為了在促進存儲器單元的小型化的同時獲取恒定的讀 取電流，需要增加每單位溝道的注入電荷量。