【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體，具體涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。
技術(shù)介紹
1、nor型閃存(nor?flash)是一種非易失性存儲(chǔ)器，常用于嵌入式系統(tǒng)和存儲(chǔ)設(shè)備中。近年來(lái)，隨著芯片存儲(chǔ)和處理性能、成本需求快速提高，對(duì)于器件集成度的要求越來(lái)越高，因此，nor?flash器件尺寸不斷縮小以滿足日益增長(zhǎng)的器件性能要求。
2、其中，由于器件微縮，使nor?flash溝道長(zhǎng)度變短，從而面臨短溝道效應(yīng)而影響器件性能。此外，有源區(qū)尺寸的縮小也導(dǎo)致了器件編程擦除速率性能衰減，無(wú)法維持器件的編程—擦除的窗口。因此，目前nor?flash器件通常采用的平面結(jié)構(gòu)受尺寸和制程的限制，無(wú)法在縮小器件尺寸的同時(shí)滿足器件的高性能需求，具有溝道長(zhǎng)度過(guò)短、擦除效率低的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，增加了閃存器件的溝道長(zhǎng)度，并且優(yōu)化了器件的擦除效率。
2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)的技術(shù)方案提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括:襯底，所述襯底包括若干有源區(qū)，所述有源區(qū)內(nèi)具有溝道區(qū)，所述溝道區(qū)具有至少一個(gè)凸起部或至少一個(gè)凹陷部或若干凸起部和若干凹陷部的組合；位于所述溝道區(qū)表面的存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)，所述凸起部或凹陷部在襯底表面的投影位于所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)在襯底表面的投影范圍內(nèi)。
3、可選的，還包括：位于所述襯底內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)，所述溝道區(qū)位于所述源區(qū)和漏區(qū)之間。
4、可選的，所述凸起部的頂部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角為圓角；所述凹陷部的底部表面和
5、可選的，所述有源區(qū)沿第一方向排布，且所述有源區(qū)的延伸方向與第二方向平行，各相鄰有源區(qū)相互分立。
6、可選的，所述凸起部的數(shù)量大于或等于1。
7、可選的，所述凹陷部的數(shù)量大于或等于1。
8、可選的，所述溝道區(qū)沿第二方向延伸；當(dāng)所述凸起部和凸起部的數(shù)量之和大于1時(shí)，所述凸起部和凹陷部沿第二方向分布。
9、可選的，所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)包括：位于溝道區(qū)表面的浮柵介質(zhì)層、位于浮柵介質(zhì)層表面的浮柵、位于浮柵表面的控制柵介質(zhì)層、位于控制柵介質(zhì)層表面的控制柵，所述控制柵的寬度大于所述溝道區(qū)凸起部或凹陷部的寬度。
10、可選的，所述浮柵包括第一區(qū)和位于第一區(qū)兩側(cè)的第二區(qū)，第一區(qū)和第二區(qū)沿第一方向排布，第一區(qū)的表面低于第二區(qū)的表面。
11、可選的，位于各有源區(qū)之間的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的頂部表面低于、齊平于或高于所述浮柵的底部表面。
12、可選的，位于所述有源區(qū)表面以及存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)側(cè)壁表面的側(cè)墻結(jié)構(gòu)，所述溝道區(qū)位于兩個(gè)側(cè)墻結(jié)構(gòu)之間。
13、相應(yīng)的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供初始襯底，所述初始襯底包括若干有源區(qū)；刻蝕各有源區(qū)以形成襯底，所述襯底包括位于各有源區(qū)內(nèi)的溝道區(qū)，各所述溝道區(qū)具有至少一個(gè)凸起部或至少一個(gè)凹陷部或若干凸起部和若干凹陷部的組合；在所述溝道區(qū)表面形成存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)，所述凸起部或凹陷部在襯底表面的投影位于所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)在襯底表面的投影范圍內(nèi)。
14、可選的，形成各溝道區(qū)的方法包括：在所述初始襯底表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層暴露出部分有源區(qū)；以所述第一掩膜層為掩膜，刻蝕所述有源區(qū)，以形成凹陷部或凸起部，從而在各有源區(qū)內(nèi)形成溝道區(qū)。
15、可選的，在形成凹陷部或凸起部之后，還包括：對(duì)所述溝道區(qū)進(jìn)行表面處理，使所述凸起部的頂部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角成為圓角，或使所述凹陷部的底部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角成為圓角。
16、可選的，所述表面處理為各向同性的干法刻蝕或濕法刻蝕；所述表面處理的工藝參數(shù)包括：采用的刻蝕液包括氫氟酸溶液；所述氫氟酸溶液的濃度范圍為1:1000～1:100。
17、可選的，所述有源區(qū)沿第一方向排布，且所述有源區(qū)的延伸方向與第二方向平行，各相鄰有源區(qū)相互分立。
18、可選的，所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)包括：位于溝道區(qū)表面的浮柵介質(zhì)層、位于浮柵介質(zhì)層表面的浮柵、位于浮柵表面的控制柵介質(zhì)層、位于控制柵介質(zhì)層表面的控制柵，所述控制柵的寬度大于所述溝道區(qū)凸起部或凹陷部的寬度。
19、可選的，所述浮柵包括第一區(qū)和位于第一區(qū)兩側(cè)的第二區(qū)，第一區(qū)和第二區(qū)沿第一方向排布，第一區(qū)的表面低于第二區(qū)的表面。
20、可選的，形成所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)的方法包括：在所述有源區(qū)表面形成浮柵介質(zhì)材料層；在所述浮柵介質(zhì)材料層表面形成浮柵材料層；在所述浮柵材料層表面形成控制柵介質(zhì)材料層；在所述控制柵介質(zhì)材料層表面形成控制柵材料層；圖形化所述控制柵材料層、控制柵介質(zhì)材料層、浮柵材料層以及浮柵介質(zhì)材料層，以形成存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)。
21、可選的，在形成所述溝道區(qū)之后，在形成所述浮柵材料層之前，還包括：在所述有源區(qū)之間形成隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)的頂部表面高于所述溝道區(qū)的頂部表面；所述浮柵材料層形成于所述有源區(qū)上的浮柵介質(zhì)材料層表面以及所述隔離結(jié)構(gòu)的側(cè)壁表面。
22、可選的，在形成所述浮柵材料層后，對(duì)所述隔離結(jié)構(gòu)進(jìn)行高度減薄，以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的頂部表面低于、齊平于或高于所述浮柵材料層的底部表面。
23、可選的，所述浮柵材料層的形成工藝包括：化學(xué)氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝、原子層沉積工藝或噴射式蒸汽沉積工藝。
24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：
25、本專利技術(shù)的技術(shù)方案提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，所述有源區(qū)內(nèi)具有溝道區(qū)，所述溝道區(qū)具有至少一個(gè)凸起部或至少一個(gè)凹陷部或若干凸起部和若干凹陷部的組合，且所述凸起部或凹陷部在襯底表面的投影位于所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)在襯底表面的投影范圍內(nèi)，因此，相比于平面溝道的器件結(jié)構(gòu)，增大了溝道區(qū)的有效面積，增長(zhǎng)了溝道的有效長(zhǎng)度，抑制了短溝道效應(yīng)。此外，由于所述凸起部或凹陷部的存在，使所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)與溝道區(qū)構(gòu)成的電容面積更大，增加了耦合系數(shù)，從而優(yōu)化了器件的擦除效率。
26、進(jìn)一步，所述凸起部的頂部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角為圓角；所述凹陷部的底部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角為圓角，所述圓角避免了尖角結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，從而使后續(xù)的浮柵介質(zhì)層、浮柵的形貌更均勻，減少了結(jié)構(gòu)缺陷，增強(qiáng)了器件性能穩(wěn)定性。
27、進(jìn)一步，所述浮柵包括第一區(qū)和位于第一區(qū)兩側(cè)的第二區(qū)，第一區(qū)和第二區(qū)沿第一方向排布，第一區(qū)的表面低于第二區(qū)的表面，從而使所述浮柵內(nèi)第一區(qū)表面與第二區(qū)的側(cè)壁構(gòu)成凹槽，進(jìn)而，使得所述控制柵介質(zhì)層以及控制柵還位于所述凹槽內(nèi)。所述第一區(qū)和第二區(qū)表面高度差異的存在能夠增大浮柵以及控制柵的有效尺寸，并且增加了所述浮柵、控制柵介質(zhì)層和控制柵的相對(duì)面積，進(jìn)而增大了所述浮柵、控制柵介質(zhì)層和控制柵構(gòu)成的電容，優(yōu)化了器件的擦除性能。
28、本專利技術(shù)的技術(shù)方案提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法中，由于在所述器件區(qū)內(nèi)形成了溝道區(qū)，所述溝道區(qū)具有至少一個(gè)凸起部或至少一個(gè)凹陷部或若干凸起部和若干凹陷部的組合，所述凸起部或凹陷部在襯底表面的投影本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：位于所述襯底內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)，所述溝道區(qū)位于所述源區(qū)和漏區(qū)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起部的頂部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角為圓角；所述凹陷部的底部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角為圓角。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述有源區(qū)沿第一方向排布，且所述有源區(qū)的延伸方向與第二方向平行，各相鄰有源區(qū)相互分立。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起部的數(shù)量大于或等于1。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凹陷部的數(shù)量大于或等于1。
7.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述溝道區(qū)沿第二方向延伸；當(dāng)所述凸起部和凸起部的數(shù)量之和大于1時(shí)，所述凸起部和凹陷部沿第二方向分布。
8.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)包括：位于溝道區(qū)表面的浮柵介質(zhì)層、位于浮柵介質(zhì)層表面的浮柵、位于浮柵表面的控制柵介質(zhì)層、位于控制柵介質(zhì)層表面的
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述浮柵包括第一區(qū)和位于第一區(qū)兩側(cè)的第二區(qū)，第一區(qū)和第二區(qū)沿第一方向排布，第一區(qū)的表面低于第二區(qū)的表面。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于各有源區(qū)之間的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的頂部表面低于、齊平于或高于所述浮柵的底部表面。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于所述有源區(qū)表面以及存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)側(cè)壁表面的側(cè)墻結(jié)構(gòu)，所述溝道區(qū)位于兩個(gè)側(cè)墻結(jié)構(gòu)之間。
12.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成各溝道區(qū)的方法包括：在所述初始襯底表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層暴露出部分有源區(qū)；以所述第一掩膜層為掩膜，刻蝕所述有源區(qū)，以形成凹陷部或凸起部，從而在各有源區(qū)內(nèi)形成溝道區(qū)。
14.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成凹陷部或凸起部之后，還包括：對(duì)所述溝道區(qū)進(jìn)行表面處理，使所述凸起部的頂部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角成為圓角，或使所述凹陷部的底部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角成為圓角。
15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述表面處理為各向同性的干法刻蝕或濕法刻蝕；所述表面處理的工藝參數(shù)包括：采用的刻蝕液包括氫氟酸溶液；所述氫氟酸溶液的濃度范圍為1:1000～1:100。
16.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述有源區(qū)沿第一方向排布，且所述有源區(qū)的延伸方向與第二方向平行，各相鄰有源區(qū)相互分立。
17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)包括：位于溝道區(qū)表面的浮柵介質(zhì)層、位于浮柵介質(zhì)層表面的浮柵、位于浮柵表面的控制柵介質(zhì)層、位于控制柵介質(zhì)層表面的控制柵，所述控制柵的寬度大于所述溝道區(qū)凸起部或凹陷部的寬度。
18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述浮柵包括第一區(qū)和位于第一區(qū)兩側(cè)的第二區(qū)，第一區(qū)和第二區(qū)沿第一方向排布，第一區(qū)的表面低于第二區(qū)的表面。
19.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)的方法包括：在所述有源區(qū)表面形成浮柵介質(zhì)材料層；在所述浮柵介質(zhì)材料層表面形成浮柵材料層；在所述浮柵材料層表面形成控制柵介質(zhì)材料層；在所述控制柵介質(zhì)材料層表面形成控制柵材料層；圖形化所述控制柵材料層、控制柵介質(zhì)材料層、浮柵材料層以及浮柵介質(zhì)材料層，以形成存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述溝道區(qū)之后，在形成所述浮柵材料層之前，還包括：在所述有源區(qū)之間形成隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)的頂部表面高于所述溝道區(qū)的頂部表面；所述浮柵材料層形成于所述有源區(qū)上的浮柵介質(zhì)材料層表面以及所述隔離結(jié)構(gòu)的側(cè)壁表面。
21.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述浮柵材料層后，對(duì)所述隔離結(jié)構(gòu)進(jìn)行高度減薄，以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的頂部表面低于、齊平于或高于所述浮柵材料層的底部表面。
22.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述浮柵材料層的形成工藝包括：化學(xué)氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝、原子層沉積工藝或噴射式蒸汽沉積工藝。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：位于所述襯底內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)，所述溝道區(qū)位于所述源區(qū)和漏區(qū)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起部的頂部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角為圓角；所述凹陷部的底部表面和側(cè)壁表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角為圓角。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述有源區(qū)沿第一方向排布，且所述有源區(qū)的延伸方向與第二方向平行，各相鄰有源區(qū)相互分立。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起部的數(shù)量大于或等于1。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凹陷部的數(shù)量大于或等于1。
7.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述溝道區(qū)沿第二方向延伸；當(dāng)所述凸起部和凸起部的數(shù)量之和大于1時(shí)，所述凸起部和凹陷部沿第二方向分布。
8.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)包括：位于溝道區(qū)表面的浮柵介質(zhì)層、位于浮柵介質(zhì)層表面的浮柵、位于浮柵表面的控制柵介質(zhì)層、位于控制柵介質(zhì)層表面的控制柵，所述控制柵的寬度大于所述溝道區(qū)凸起部或凹陷部的寬度。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述浮柵包括第一區(qū)和位于第一區(qū)兩側(cè)的第二區(qū)，第一區(qū)和第二區(qū)沿第一方向排布，第一區(qū)的表面低于第二區(qū)的表面。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于各有源區(qū)之間的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的頂部表面低于、齊平于或高于所述浮柵的底部表面。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于所述有源區(qū)表面以及存儲(chǔ)柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)側(cè)壁表面的側(cè)墻結(jié)構(gòu)，所述溝道區(qū)位于兩個(gè)側(cè)墻結(jié)構(gòu)之間。
12.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成各溝道區(qū)的方法包括：在所述初始襯底表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層暴露出部分有源區(qū)；以所述第一掩膜層為掩膜，刻蝕所述有源區(qū)，以形成凹陷部或凸起部，從而在各有源區(qū)內(nèi)形成溝道區(qū)。
14.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成凹陷部或凸起部之后，還包括：對(duì)所述溝道區(qū)進(jìn)行表面...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曾沙，汪一帆，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中芯國(guó)際集成電路制造北京有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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