[发明专利]浮栅及其形成方法、闪存单元及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及浮栅及其形成方法、闪存单元及其形成方法。

背景技术

在半导体产业中，集成电路的产品主要分为三大类型：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一个重要组成。存储器件中的非易失存储器包括电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除编程只读存储器(EEPROM)和闪存(flash memory)。与其它的非易失性存储器相比，闪存具有存储数据的非易失性、低功耗、集成度高、较快的存取速度、易于擦除和重写以及低成本等特性，因此，闪存被广泛地应用于各个领域，如嵌入式系统、计算机、电信交换机和蜂窝电话等。

闪存的标准物理结构称为闪存单元(bit)，闪存单元的结构具有控制栅(control gate，CG)和导电沟道，控制栅与导电沟道间具有浮栅(floating gate，FG)。由于浮栅的存在，使闪存可以完成三种基本操作模式：读、写和擦除，并且由于浮栅的存在，即便在没有电源供给的情况下，闪存单元仍然可以保持存储数据的完整性。

闪存单元的一个重要的性能是数据保存性能(data retention)，数据保存性能是指闪存单元对数据持久完整保存的能力。现已发现，现有闪存单元在使用不久后就会出现数据流失的现象，并且温度越高，数据流失的现象越明显。请参考图1，图1显示了现有闪存单元接受烘烤测试前后的阈值电压变化，在未进行测试时，一个闪存产品中，全部闪存单元的阈值电压呈正态分布曲线1所示，但是在烘烤测试之后，全部闪存单元的阈值电压呈正态分布曲线2所示，可见在烘烤测试期间，闪存单元的阈值电压发生了偏移，从图1中还可以看到阈值电压偏移量ΔV，阈值电压偏移是因为发生了数据流失。由此可知，现有闪存单元的数据保存性能有待提高。

为此，需要一种新的闪存单元及其形成方法，以提高闪存单元的数据保存性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种浮栅及其形成方法、闪存单元及其形成方法，以提高闪存单元的数据保存性能。

为解决上述问题，本发明提供一种浮栅的形成方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成栅介质层；

在所述栅介质层上形成浮栅层；

在所述浮栅层掺入氟离子；

进行退火处理。

可选的，采用原位掺杂方式在所述浮栅层掺入所述氟离子，所述氟离子的掺杂浓度范围包括1E17atom/cm³～1E20atom/cm³。

可选的，采用离子注入方式在所述浮栅层掺入所述氟离子，所述氟离子的注入浓度范围包括1E13atom/cm²～1E16atom/cm²，注入能量范围包括1KeV～100KeV。

可选的，所述退火处理的温度范围包括500℃～1000℃，时间范围包括10s～100s。

可选的，所述浮栅层的材料包括多晶硅，其厚度范围包括200埃～2000埃。

可选的，所述形成方法还包括：在所述浮栅层掺入导电离子。

可选的，采用原位掺杂方式在所述浮栅层掺入所述导电离子，所述导电离子的掺杂浓度为1E17atom/cm³～1E20atom/cm³。

可选的，采用离子注入方式在所述浮栅层掺入所述导电离子，所述导电离子的注入浓度范围包括1E13atom/cm²～1E16atom/cm²，注入能量范围包括1KeV～100KeV。

可选的，所述导电离子包括磷离子或者砷离子。

为解决上述问题，本发明还提供了一种闪存单元的形成方法，包括如上所述的浮栅的形成方法。

为解决上述问题，本发明还提供了一种浮栅，包括：

半导体衬底；

栅介质层，位于所述半导体衬底上；

浮栅层，位于所述栅介质层和所述隔离结构上；

所述浮栅层中掺有氟离子。

可选的，所述氟离子的浓度范围包括1E17atom/cm³～1E20atom/cm³。

为解决上述问题，本发明还提供了一种闪存单元，包括如上所述的浮栅。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：