[发明专利]存储器单元及其形成方法和读取方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种存储器单元及其形成方法和读取方法。

背景技术

电可擦写可编程只读存储器(EEPROM)是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器，它的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的信息，具有集成度高、较快的存取速度和易于擦除等多项优点，因而在微机、自动化控制等多项领域得到了广泛的应用。电可擦写可编程只读存储器以Byte(8bit)为最小修改单位，进行读取、擦除与修改等操作。

请参考图1，为现有的电可擦写可编程只读存储器单元的结构示意图。

所述电可擦写可编程只读存储器单元包括：半导体衬底10；覆盖部分半导体衬底10表面的源线17；位于源线17下方的半导体衬底10内的源区12；位于源区12两侧的部分半导体衬底10表面的浮栅介质层18、浮栅介质层18表面的浮栅极19以及位于浮栅极19表面的第一侧墙14；浮栅极19和浮栅介质层18与源线17之间的第二侧墙16；覆盖所述半导体衬底10、浮栅19和浮栅介质层18的侧壁、第一侧墙14、源线17的隧穿氧化层20；位于隧穿氧化层20上的字线21；位于21两侧的半导体衬底10内的漏区11。

现有技术中，所述电可擦写可编程只读存储器单元作为一个bit的存储单元使用，仅在源极12一侧的浮栅极19作为数据存储单元，这样仅需要对源极12一侧的字线21连接驱动晶体管，可以减少存储器单元中驱动晶体管的数量，从而提高存储器的集成度，并且，可以避免在工作过程中，与源极12两侧的漏区11连接的位线之间发生的串扰，从而提高存储器的性能。

由于电可擦写可编程只读存储器以一个字节为操作单位，所以，一个字节的存储结构需要8个上述存储单元构成，并且8个上述存储单元的源线并联，通过选择晶体管接地。在对存储器中的数据进行读取操作时，从存储器单元的源极读取电流，通过电流大小判断存储器单元中的数据为1(擦除状态)或0(写入状态)，源线电流通过选择晶体管流向接地端。由于需要同时对8个存储器单元进行读取操作，使得所述选择晶体管通过的电流为8个存储器单元的源线读取电流的总合。例如，单个存储器单元在擦除状态下的读取电流为75μA，当8个存储器单元均处于擦除状态时，所述选择晶体管需要通过的电流为600μA，这样的电流需要一个较大驱动能力的晶体管作为选择晶体管，由于选择晶体管的电阻较大，驱动能力有限，会影响存储器单元的读取性能。选择驱动能力较大的选择晶体管所占用的芯片面积也较大，导致存储器的外围电路占用的面积较大，从而导致存储器的集成度较低，工艺成本较高。

所以，所述存储器的工艺成本有待进一步降低。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种存储器单元及其形成方法和读取方法，可以降低存储器的工艺成本。

为解决上述问题，本发明提供一种存储器单元的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一比特区、与所述第一比特区相邻的第二比特区，所述半导体衬底表面形成有第一介质层、位于所述第一介质层表面的浮栅材料层和位于所述浮栅材料层表面的第二介质层；对所述第一比特区进行第一离子注入，形成第一掺杂区；对所述第二比特区进行第二离子注入，形成第二掺杂区，所述第二掺杂区的掺杂浓度小于第一掺杂区的掺杂浓度；刻蚀所述第二介质层，形成开口，所述开口暴露出部分第一比特区和部分第二比特区上的浮栅材料层；在所述开口的侧壁表面形成侧墙；以所述侧墙为掩膜刻蚀浮栅材料层和第一介质层至半导体衬底表面；在所述开口内形成源线；去除第二介质层及第二介质层下方的浮栅材料层和第一介质层，形成位于侧墙下方的浮栅极和浮栅介质层；形成覆盖所述半导体衬底表面、侧墙、浮栅极和浮栅介质层侧壁的隧穿介质层；形成位于所述隧穿介质层表面的字线；在字线一侧的第一比特区内形成第一漏区，字线一侧的第二比特区内形成第二漏区。

可选的，还包括：在对所述第一比特区进行第一离子注入、对所述第二比特区进行第二离子注入之前，在所述第二介质层表面形成图形化掩膜层，所述图形化掩膜层宽度小于第一比特区和第二比特区的总宽度，暴露出部分第一比特区和第二比特区上的介质层，然后在进行所述第一离子注入和第二离子注入之后，再去除所述图形化掩膜层。