[发明专利]闪存器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种闪存器件及其制造方法，该器件包括形成在衬底中的源极和漏极、形成在衬底表面之上的处于源极和漏极之间的栅极结构，所述栅极结构从下至上依次包括层叠的隧穿氧化层、浮栅层、绝缘介质层和控制栅层，其中所述浮栅层刻蚀形成有凹槽，所述绝缘介质层形成在设置有凹槽的浮栅层的表面之上。该方法包括在衬底中形成源极和漏极；在衬底表面之上、且处于源极和漏极之间依次形成的隧穿氧化层、浮栅层；通过光罩曝光的方式在浮栅层上刻蚀以形成凹槽；去除光罩，以在形成有凹槽的浮栅层表面形成绝缘介质层；以及在绝缘介质层之上形成控制栅层的步骤。本发明能够提高闪存器件的擦写速度，降低闪存器件的功耗，提高闪存器件的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种闪存器件及其制造方法。

背景技术

闪存是一种非易失性存储器，具有断电后仍能保持存储的数据不丢失的特性。图1是现有技术中闪存器件的阵列电路的示意图。图1是由四个MOS器件、一列位线b和四行字线W，分别用W1，W2，W3，W4表示构成的阵列电路示意图。矩形虚线框部分T构成了闪存器件的一个基本单元。图2是单个闪存器件的截面结构示意图，图3是闪存器件的阵列单元的另一截面结构示意图。如图1至3所示，现有技术的闪存器件包括形成在衬底10中的源极20和漏极30、形成在衬底10表面之上的处于源极20和漏极30之间的栅极结构，其中所述栅极结构从下至上依次包括层叠的隧穿氧化层40、浮栅层50、绝缘介质层60和控制栅层70。多个单元器件采用浅沟槽80隔离工艺。上述的闪存器件其为电压控制型半导体器件，通过电压的变化来改变浮栅层50的电荷存储情况。

闪存器件的写入数据过程即是向浮栅层50注入电子的过程，控制栅层70和漏极30接高电位，同时使源极20和衬底10接低电位，漏极30的高电位把电子从源极20吸向漏极30，该过程中电子被加速，轰击沟道中的原子产生大量的电子空穴对，产生的电子受垂直方向上的电场作用获得足够的能量后，穿越隧穿氧化层40注入到浮栅层50之中，完成了数据的写入。

闪存器件的擦除过程即将浮栅层70中电子释放的过程，控制栅层70上加负高压，源极20上加正高压，从而源极20和浮栅层50之间的隧穿氧化层40上形成了从源极20到栅极方向的强电场，由于这个隧穿氧化层40很薄，10nm左右，电子会获得足够的能量穿越隧穿氧化层40产生量子隧道效应，完成擦除的操作。

为了提高闪存器件的擦写速度，即加快电子穿过隧氧化层40的速度。现有技术中，通过减薄隧氧化层40的厚度，可以加快电子穿过隧氧化层40的速度，但会导致闪存器件保存数据的能力降低，为保证其可靠性，必须保证一定的隧氧化层40厚度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供了一种闪存器件及其制造方法，以提高闪存器件的擦写速度。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种闪存器件，包括形成在衬底中的源极和漏极、形成在衬底表面之上的处于源极和漏极之间的栅极结构，所述栅极结构从下至上依次包括层叠的隧穿氧化层、浮栅层、绝缘介质层和控制栅层，其中所述浮栅层刻蚀形成有凹槽，所述绝缘介质层形成在设置有凹槽的浮栅层的表面之上。

进一步的，本发明提供的闪存器件，所述绝缘介质层为ONO结构，从下至上依次包括层叠的第一氧化物层、氮化物层和第二氧化物层。

进一步的，本发明提供的闪存器件，所述闪存器件为NOR型闪存器件。

进一步的，本发明提供的闪存器件，所述第一氧化物层、第二氧化物层均为氧化硅或者氮氧化硅。

进一步的，本发明提供的闪存器件，所述氮化物层均为氮化硅。