[发明专利]SONOS器件单元

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件设计领域，更具体地说，本发明涉及一种SONOS器件单元。

背景技术

快闪存储器(Flash Memory)以其非挥发性(Non-Volatile)的特点在移动电话、数码相机等消费类电子产品和便携式系统中得到广泛的应用。SONOS(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，硅/二氧化硅/氮化硅/二氧化硅/硅)型快闪存储器以其工艺简单、操作电压低、数据可靠性高等优点而被看成是普通浮栅(Floating Gate)型快闪存储器的替代产品。图1示意性地示出了根据现有技术的SONOS器件单元的结构示意图。在SONOS中，电荷是存储在一个ONO(Oxide-Nitride-Oxide，二氧化硅/氮化硅/二氧化硅)介质层(图1中的ONO1)中的俘获中心里，因而被称为电荷俘获器件。

SONOS(Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon)是一种传统的非易失性存储(Non Volatile Memory)，稳定性好、高可靠性、低功耗、抗辐照能力强以及易与标准CMOS工艺兼容。

传统SONOS结构是平面沟槽结构，利用CHE编程，工作电流大。其擦除是利用FN隧穿效应，需要较高高压。平面结构SONOS在微缩时，受到平面面积、尺寸的约束，必须要考虑沟道击穿的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种降低操作(编程/擦除)电压、提高编程和擦除速度、并提高微缩能力的SONOS器件单元。

根据本发明，提供了一种SONOS器件单元，其特征在于包括：源极、漏极和栅极；其中，所述源极和所述漏极之间形成有沟槽，ONO结构布置在所述源极和所述漏极之间，且所述ONO结构布置在所述沟槽的侧部和底部，并且所述栅极布置在所述ONO结构上，并且所述栅极填充了所述沟槽。

优选地，所述SONOS器件单元为PMOS单元。

优选地，所述源极、所述漏极以及所述沟道布置在半导体衬底的阱中。

本发明采用沟槽结构形成SONOS器件单元的沟道，这样可以利用场致增强隧穿效应，降低操作(编程/擦除)电压，提高编程和擦除速度，并且可以在有限面积、尺寸下获得足够的沟道长度，进一步可以提高SONOS器件单元的微缩能力。P型SONOS器件单元提供了较高的编程效率。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据现有技术的SONOS器件单元的结构示意图。

图2示意性地示出了根据本发明实施例的SONOS器件单元的结构示意图。

图3示意性地示出了根据本发明实施例的SONOS器件单元的局部细节。

图4示意性地示出了根据本发明实施例的SONOS器件单元的另一局部细节。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

图2示意性地示出了根据本发明实施例的SONOS器件单元的结构示意图。

如图2所示，根据本发明实施例的SONOS器件单元包括：源极S、漏极D和栅极G；其中，源极S和漏极D之间形成有沟槽，ONO结构ONO2布置在源极S和漏极D之间，且所述ONO结构ONO2布置在所述沟槽的侧部和底部，并且所述栅极G布置在所述ONO结构ONO2上，并且所述栅极G填充了所述沟槽。

优选地，所述SONOS器件单元为PMOS单元，即，源极S、漏极D为P掺杂的半导体，由此该SONOS器件单元的导电沟道为P沟道。

优选地，如图2所示，源极S、漏极D以及沟道布置在半导体衬底的阱B中。例如，当SONOS器件单元为PMOS单元时，源极S、漏极D以及沟道布置在N阱B中。当然，源极S、漏极D以及沟道可直接布置在硅片衬底中，而不是布置在衬底中的阱中。

由此，在上述SONOS器件单元中，沟道采用沟槽结构，进而形成沟道的顶角结构。从而，如图3所示，在SONOS器件单元的编程状态下，漏极D上施加负压V1，栅极上加正高压V2。这样，编程时在沟道顶角处利用场致增强隧穿效应，实现较低电压编程，和高注入效率，如图3的箭头R1所示。

优选地采用P沟道，由此较低动态功耗。