[发明专利]通过原位蒸汽氧化形成嵌入式闪存的共源极氧化物

说明书

技术领域

本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及闪存单元及其形成方法。

背景技术

现今的电子器件(例如，计算机、数码相机、电子游戏等)通常包括用于存储数据(例如，文件、图片等)的电子存储器。电子存储器出现多种不同类型。广泛使用的一种电子存储器是闪存。闪存是一种非易失性存储器(即，在不通电时保持数据的存储器)，其提供了简易和快速的数据存储。

闪存将信息存储在存储单元中，这些存储单元具有通过绝缘层与上面的控制栅极以及下面的晶体管沟道区域间隔开的浮置栅极。由于浮置栅极通过绝缘层与沟道区域电隔离，所以其上的电荷被俘获。被俘获的电荷表示存储在存储单元中的数据状态。例如，为了读取闪存单元，通过向控制栅极施加电压来测试沟道区域的导电性(例如，其是导电的还是绝缘的)。由于沟道区域的导电性受到浮置栅极上的电荷的影响，所以可以测量流经沟道区域的电流并且用于再现存储的数据状态。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种存储单元，包括：共源极氧化物层，位于沿着半导体衬底的顶面设置的源极区域上方；第一漏极区域，沿着所述半导体衬底的所述顶面设置在通过第一沟道区域与所述源极区域横向地间隔开的位置处；以及共擦除栅极，设置在所述共源极氧化物层上，其中，所述共擦除栅极包括的基本平坦的底面与所述共源极氧化物层的基本平坦的顶面邻接。

在该存储单元中，所述源极区域包括的掺杂浓度大于或等于1E19cm^-3。

在该存储单元中，所述共源极氧化物层的密度大于使用湿式炉氧化工艺所形成的氧化物的密度。

该存储单元还包括：第二漏极区域，沿着所述半导体衬底的顶面在所述源极区域的与所述第一漏极区域相对侧上，设置在通过第二沟道区域与所述源极区域横向地间隔开的位置处；以及第一浮置栅极，通过邻接所述共源极氧化物层的第一浮置栅极氧化物层与所述第一沟道区域间隔开；以及第二浮置栅极，通过邻接所述共源极氧化物层的第二浮置栅极氧化物层与所述第二沟道区域间隔开。

该存储单元还包括：第一控制栅极，设置在所述第一浮置栅极上方；以及第二控制栅极，设置在所述第二浮置栅极上方。

在该存储单元中，所述第一控制栅极通过附加的介电材料和邻接所述第一控制栅极的第一间隔件结构与所述共擦除栅极间隔开，其中，所述第一间隔件结构的厚度大约等于介于所述第一控制栅极和所述共擦除栅极之间的所述附加的介电材料的厚度。

在该存储单元中，所述共源极氧化物层包括与所述基本平坦的顶面相对并且邻接所述源极区域的弯曲的底面。

该存储单元还包括：第一选择栅极，沿着所述第一浮置栅极的与所述共擦除栅极的相对侧进行设置，其中，所述第一选择栅极与第一字线相连接；以及第二选择栅极，沿着所述第二浮置栅极的与所述共擦除栅极的相对侧进行设置，其中，所述第二选择栅极与第二字线相连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种嵌入式闪存单元，包括：半导体衬底，包括通过第一沟道区域与第一漏极区域间隔开并且通过第二沟道区域与第二漏极区域间隔开的共源极区域；共源极氧化物层，具有顶面和与所述共源极区域邻接的底面；第一浮置栅极，通过第一浮置栅极氧化物层与所述第一沟道区域间隔开，所述第一浮置栅极氧化物层在所述半导体衬底上面位于与所述共源极氧化物层邻接的第一位置处；第二浮置栅极，通过第二浮置栅极氧化物层与所述第二沟道区域间隔开，所述第二浮置栅极氧化物层在所述半导体衬底上面位于与所述共源极氧化物层邻接的第二位置处；以及共擦除栅极，设置在所述共源极氧化物层上且具有与所述共源极氧化物层的基本平坦的顶面邻接的基本平坦的底面。

在该闪存单元中，所述共源极氧化物层包括与所述基本平坦的顶面相对的并且与所述共源极区域邻接的弯曲的底面。

在该闪存单元中，所述共源极氧化物层在所述共擦除栅极下方位于大约10nm和大约40nm之间的范围内的高度处。

根据本发明的又一方面，提供了一种形成存储单元的方法，包括：在半导体衬底内形成源极区域和漏极区域；实施原位蒸汽生成(ISSG)工艺以在所述源极区域上方形成共源极氧化物层；以及在所述共源极氧化物层上形成栅极结构，其中，所述栅极结构具有的基本平坦的底面与所述共源极氧化物层的基本平坦的顶面邻接。