[发明专利]共享源线的闪存单元及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件及其形成方法，特别涉及共享源线的闪存单元及其形成方法。

背景技术

在目前的半导体产业中，集成电路产品主要可分为三大类型：模拟电路、数字电路和数/模混合电路，其中存储器件是数字电路中的一个重要类型。近年来，在存储器件中，闪速存储器(flash memory，简称闪存单元)的发展尤为迅速。闪存单元的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的信息；且具有集成度高、存取速度快、易于擦除和重写等优点，因而在微机、自动化控制等多项领域得到了广泛的应用。

图1为现有的共享源线的闪存单元的结构示意图，包括：半导体衬底100；位于半导体衬底100表面的源线170；依次位于源线170两侧的半导体衬底表面的浮栅氧化层110、浮栅120、控制栅氧化层130、控制栅多晶硅层140；隔离所述源线170与浮栅氧化层110、浮栅120、控制栅氧化层130、控制栅多晶硅层140的隔离介质层180；位于浮栅氧化层110、浮栅120与源线170背离的侧壁，以及与所述侧壁近邻的半导体衬底100表面的隧穿氧化层160；位于所述隧穿氧化层160表面的字线150；位于所述字线150背离源线170一侧的半导体衬底100内的漏极101；位于与源线170正对的半导体衬底内的源极102。在公开号为CN 101866684A的中国专利申请中对共享源线的闪存单元的工作原理有更多的描述。

但是在实际中发现，当器件尺寸逐渐缩小，上述结构的共享源线的闪存单元的性能不够好，编程效率需要一定程度的提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种共享源线的闪存单元及其形成方法，以解决在器件尺寸缩小时，现有结构的共享源线的闪存单元编程效率比较低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种共享源线的闪存单元，包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的源线；依次位于所述源线两侧半导体衬底表面的浮栅介质层、浮栅、控制栅介质层和控制栅；位于所述源线与浮栅、控制栅之间的侧墙介质层；位于浮栅、控制栅远离源线的侧壁，以及与所述侧壁近邻的半导体衬底表面的隧穿氧化层；位于所述隧穿氧化层表面的字线；位于所述字线远离源线一侧的半导体衬底内的漏极；位于与源线正对的半导体衬底内的源极；其中，所述浮栅具有靠近源线的掺杂类型为p型的p型掺杂端，其余部分的掺杂类型为n型。

可选地，所述p型掺杂端的长度小于或者等于源极扩散到浮栅底部的长度。

可选地，所述源极、漏极的掺杂类型为n型。

可选地，所述p型掺杂端的掺杂浓度为1×10²⁰/cm³。

可选地，所述p型掺杂端的掺杂的掺杂离子为硼离子。

可选地，所述p型掺杂端的长度是100-300埃。

可选地，所述浮栅的长度是0.1-0.2微米。

相应地，一种共享源线的闪存单元的形成方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底表面依次形成第一介质层、第一多晶硅层、第二介质层、第二多晶硅层，其中，所述第一多晶硅层的掺杂类型为n型；

依次刻蚀所述第二多晶硅层、第二介质层，形成暴露所述第一多晶硅层的凹槽；

沿所述凹槽向第一多晶硅层注入p型离子，并进行退火，使所注入的p型离子向两侧扩散；

退火后，沿所述凹槽依次刻蚀所述第一多晶硅层和第一介质层，直至暴露所述半导体衬底，并在所暴露的半导体衬底内形成源极；

形成源极后，先在所述凹槽侧壁形成侧墙介质层，再形成填充满所述凹槽的源线；

依次刻蚀所述第二多晶硅层、第二介质层、第一多晶硅层、第一介质层，直至暴露所述半导体衬底，形成依次位于半导体衬底表面的浮栅介质层、浮栅、控制栅介质层和控制栅；

形成隧穿氧化层和字线。

可选地，所述p型离子为硼离子。

可选地，所述p型离子的注入能量为2-10keV，注入剂量为1-5×10¹⁶/cm²。

可选地，所述退火处理的温度是900-1200摄氏度。

可选地，所述退火处理在氨气环境下进行。

可选地，形成所述凹槽的步骤包括：在所述第二多晶硅层表面形成第二硬掩膜层，所述第二硬掩膜层具有暴露所述第二多晶硅层的第一开口；形成覆盖所述第一开口的侧壁和底部的隔离介质层，并刻蚀所述隔离介质层，直至暴露所述第二多晶硅层，形成第二开口；沿所述第二开口依次刻蚀所述第二多晶硅层和第二介质层，形成所述凹槽。