一種空氣隧道浮柵存儲(chǔ)單元，包括將空氣隧道限定在襯底上，將第一多晶硅層（浮柵）限定在空氣隧道上，將氧化物層沉積在第一多晶硅層上，使得氧化物層覆蓋第一多晶硅層，并且限定空氣隧道的側(cè)壁，將第二多晶硅層作為字線限定在氧化物層上。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)也公開(kāi)了一種制造空氣隧道浮柵存儲(chǔ)單元的方法，將犧牲層形成在襯底上，將第一多晶硅層形成在犧牲層上，將氧化物層沉積在第一多晶硅層上，使得氧化物層覆蓋第一多晶硅層，并且限定犧牲層的側(cè)壁，使用熱磷酸（Ｈ３ＰＯ４）浸泡以蝕刻犧牲層，形成空氣隧道。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)一般涉及一種浮柵存儲(chǔ)單元，尤其涉及一種空氣隧道(air tunning)浮柵 存儲(chǔ)單元及制造這種存儲(chǔ)單元的方法。
技術(shù)介紹
如附圖說(shuō)明圖1所示，常規(guī)浮柵存儲(chǔ)單元100包括襯底110，襯底110具有摻雜的源極120 和漏極130。隧道氧化物層140位于浮柵150和襯底110之間，氧化物-氮化物-氧化物 (ONO)疊層160位于浮柵150之上，并且控制柵極170位于ONO疊層160之上。常規(guī)浮柵存儲(chǔ)單元100將隧道氧化物層140作為絕緣層，以保存存儲(chǔ)在浮柵150 上的電荷，而隧道氧化物層140的厚度一般大于7nm。此隧道氧化物層140也可以在常 規(guī)浮柵存儲(chǔ)單元100的編程/擦除操作中，作為電荷傳輸介質(zhì)。然而，在多次的編程/ 擦除操作之后，大量通過(guò)隧道氧化物層140的注入電荷將會(huì)引起嚴(yán)重的應(yīng)力引發(fā)漏電流 (stress-induced leakage current, SILC)，導(dǎo)致隧道氧化物層140的退化，而隧道氧化物 層140的退化將會(huì)使編程/擦除速度變慢，并且降低常規(guī)浮柵存儲(chǔ)單元100中的浮柵150 的電荷保持能力。為了加強(qiáng)常規(guī)浮柵存儲(chǔ)單元100的編程/擦除速度，可以在常規(guī)浮柵存儲(chǔ)單元100 上施加較大的電場(chǎng)。然而，較大的電場(chǎng)將會(huì)造成更嚴(yán)重的隧道氧化物層140退化，因此，隧 道氧化物層140具有編程/擦除速度上限，限制常規(guī)浮柵存儲(chǔ)單元100的性能。有鑒于此，目前需要一種改進(jìn)的浮柵存儲(chǔ)單元，可加強(qiáng)常規(guī)浮柵存儲(chǔ)單元的性能 且避免上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
大致來(lái)說(shuō)，本專(zhuān)利技術(shù)滿(mǎn)足提供一種空氣隧道浮柵存儲(chǔ)單元的需要，也提供一種制造 這種空氣隧道浮柵存儲(chǔ)單元的方法。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)方案，提供一種空氣隧道浮柵存儲(chǔ)單元。空氣隧道浮柵存儲(chǔ)單 元包含設(shè)置在襯底上的空氣隧道。將第一多晶硅層限定在空氣隧道上，作為浮柵。將氧化 物層設(shè)置在第一多晶硅層上，使得氧化物層覆蓋第一多晶硅層且限定空氣隧道的側(cè)壁。將 第二多晶硅層限定在氧化物層上，并且圖案化第二多晶硅層，以形成字線。在一個(gè)實(shí)施例 中，空氣隧道具有大約3nm至大約IOnm的厚度范圍。在另一個(gè)實(shí)施例中，空氣隧道為真空 隧道。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)方案，提供一種制造這種空氣隧道浮柵存儲(chǔ)單元的方法。在 襯底上形成犧牲層。將第一多晶硅層形成在犧牲層上，作為浮柵。之后，將氧化物層形成在 第一多晶硅層上，使得氧化物層覆蓋第一多晶硅層且限定犧牲層的側(cè)壁。將第二多晶硅層形成在氧化物層上，且圖案化第二多晶硅層，以形成字線。之后，使用熱磷酸浸泡以側(cè)向蝕 刻犧牲層，以形成空氣隧道。在一個(gè)實(shí)施例中，犧牲層為氮化物層。在另一個(gè)實(shí)施例中，犧 牲層的厚度在大約3nm到大約IOnm的范圍內(nèi)。可以理解的是上述一般說(shuō)明及以下詳細(xì)說(shuō)明僅為示例性和解釋性的，并非限制本 專(zhuān)利技術(shù)。附圖簡(jiǎn)述包含在本專(zhuān)利技術(shù)中并作為本專(zhuān)利技術(shù)的組成部分的附圖用于說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例，并且 與本專(zhuān)利技術(shù)的說(shuō)明一起用來(lái)解釋本專(zhuān)利技術(shù)的主旨。圖1示出常規(guī)浮柵存儲(chǔ)單元的剖面圖；圖2(a)是N0R/NAND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列的頂視圖，而圖2(b)_(c)是在根據(jù) 本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例形成N0R/NAND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列的存儲(chǔ)單元的空氣隧道之前和之 后，沿A-A'線截取的N0R/NAND型浮柵存儲(chǔ)陣列的剖面圖；圖3(a)是AND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列的頂視圖，而第圖3(b)_(c)是在根據(jù)本 專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例形成AND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列的存儲(chǔ)單元的空氣隧道之前和之后，沿 A-A'線截取的AND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列的剖面圖；圖4是針對(duì)常規(guī)浮柵存儲(chǔ)單元和根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的空氣隧道浮柵存儲(chǔ)單元，示 出模擬的富雷一諾特海姆式(FN)隧穿電流密度作為電場(chǎng)的函數(shù)的曲線圖；圖5 (a) - (b)是示出根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的空氣隧道浮柵存儲(chǔ)單元的FN隧穿編程特 性和FN隧穿擦除特性的曲線圖。實(shí)施方式詳細(xì)的組件符號(hào)用于使本專(zhuān)利技術(shù)具體化，雖然結(jié)合實(shí)施例來(lái)描述本專(zhuān)利技術(shù)，但是本發(fā) 明并非旨在限定在這些實(shí)施例中，相反地，本專(zhuān)利技術(shù)旨在涵蓋包含在由所附權(quán)利要求所定義 的本專(zhuān)利技術(shù)的精神和范圍內(nèi)的替換、變體及等同物。而且，在下述本專(zhuān)利技術(shù)的具體實(shí)施例中，為 了全面理解本專(zhuān)利技術(shù)，揭示了各種特定實(shí)施例，但也可能在這些實(shí)施例之外實(shí)施本專(zhuān)利技術(shù)。對(duì)于 其它實(shí)例、公知的方法、過(guò)程、組成及電路將不會(huì)詳細(xì)描述，以避免模糊本專(zhuān)利技術(shù)的方向。圖2(a)是或非門(mén)(NOR)/與非門(mén)(NAND)型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列200的頂視圖， 而圖2(b)-(c)是在根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例形成N0R/NAND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列200的存 儲(chǔ)單元的空氣隧道之前和之后，沿A-A'線截取的N0R/NAND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列200 的剖面圖。如圖2(a)所示，N0R/NAND型浮置存儲(chǔ)陣列200包含9個(gè)存儲(chǔ)單元(單元_1、單元 _2、……、以及單元_9)，其中3個(gè)存儲(chǔ)單元共享字線(WL)202。使用四個(gè)淺溝道隔離(STI) 區(qū)域201，以將9個(gè)存儲(chǔ)單元分成3行。圖2 (b)-(c)示出在單元_1、單元—2和單元_3的 空氣隧道形成的前后，沿A-A'線截取的單元_1、單元_2和單元_3的剖面圖。在一個(gè)實(shí)施 例中，淺溝道隔離區(qū)域?yàn)檠趸飬^(qū)域。如圖2(b)所示，在襯底210上形成四個(gè)STI區(qū)域201之后，在襯底210上和兩個(gè) STI區(qū)域201之間形成犧牲層220。在一個(gè)實(shí)施例中，犧牲層220為氮化物層，在另一實(shí)施 例中，此犧牲層220的厚度在大約3nm到大約IOnm的范圍內(nèi)。第一多晶硅層230，用作浮 柵，并且位于犧牲層220之上，而對(duì)第一多晶硅層230和犧牲層220 —起進(jìn)行圖案化。之 后，在第一多晶硅層230上沉積共形氧化物層240，使得共形氧化物層240覆蓋第一多晶硅層230，并且限定犧牲層220的側(cè)壁。將第二多晶硅層202形成在共形氧化物層240之上， 之后圖案化第二多晶硅層202，以形成字線202。該共形氧化物層240也可稱(chēng)為多晶硅間 (inter-poly)氧化物層。之后，使用熱磷酸(H3PO4)浸泡以側(cè)向蝕刻N(yùn)0R/NAND型浮柵存儲(chǔ)陣列200的每一 個(gè)存儲(chǔ)單元的犧牲層220，蝕刻方向如圖2(a)的箭頭所示。熱磷酸(H3PO4)浸泡會(huì)蝕刻犧 牲層220的前壁和后壁，由于熱磷酸(H3PO4)浸泡至少30次，選擇性移除氮化物多于氧化物 和硅，在將犧牲層220移除之后，N0R/NAND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列200的存儲(chǔ)單元的輪 廓仍能大致不變。因此，如圖2(c)所示，在N0R/NAND型浮柵存儲(chǔ)陣列200的每一個(gè)存儲(chǔ)單 元的襯底210和第一多晶硅層(浮柵)230之間，形成空氣隧道250。在一個(gè)實(shí)施例中，空氣 隧道250的厚度在大約3nm到大約IOnm的范圍內(nèi)。在其它實(shí)施例中，在空氣隧道250的前 壁和后壁都被氧化之后，空氣隧道250為真空隧道。圖3(a)是與門(mén)(AND)型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列300的頂視圖，而圖3 (b) - (c)是 在根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例形成AND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列300的存儲(chǔ)單元的空氣隧道之前 和之后，沿A-A'線截取的AND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列300的剖面圖。如圖3 (a)所示，AND型空氣隧道浮柵存儲(chǔ)陣列300包含9個(gè)存儲(chǔ)單元(單元_1、 單元_2……及單元_9)，其中3個(gè)存儲(chǔ)單元共享字線(WL) 302。圖3本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種浮柵存儲(chǔ)單元，包括：襯底；空氣隧道，限定在該襯底之上；第一多晶硅層，限定在該空氣隧道之上；以及氧化物層，限定在該第一多晶硅層之上，使得該氧化物層覆蓋該第一多晶硅層并且限定該空氣隧道的側(cè)壁。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂函庭，賴(lài)二琨，謝光宇，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：旺宏電子股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：71[中國(guó)|臺(tái)灣]
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。