专利名称：一种himos flash存储单元结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种HIMOS FLASH存储单元结构及其 制造方法。
背景技术：
闪存是现在发展最快、最有市场潜力的存储器芯片产品。它在通信领域、消 费领域、计算机领域得到了普遍的应用。闪存的结构很多，有传统的堆栅结构(STACK GATE STRUCTURE)、分离栅结构(STACK GATE STRUCTURE)等等。随着技术的不断 发展，更高密度、更低成本的闪存技术不断涌现出来。 HIMOS(High Injection MOS)结构是一个高性能的FLASH存储单元结构。该结 构巧妙地结合了传统的堆栅和分离栅的优点，如
图1所示，在分离栅结构的浮栅ll上方 增加了控制栅22，这样在没有额外增加存储单元的面积的前提下，大大增加了 "写"操 作的效率和可靠性。"写"操作利用分离栅的源端沟道热电子注入，具有效率高，所需 操作电压低的特点，这样有效降低了对外围高压产生电路面积的需求，从而整体上减小 了芯片面积。 "擦除"操作通过源端(SOURCE)的选择栅33置高压实现，利用了多晶硅对多 晶硅的F-N隧穿原理，将电子从浮栅11中取出来，选择栅33的运用完全避免了传统的堆 栅结构中出现的"过擦除"问题，这样就不需要在电路中增加额外的选择晶体管，因此 节约了芯片面积。"读"操作通过分离栅和控制栅22上置低压实现，根据电流的大小可 判断浮栅ll处于"0"或"1"状态(如果电流大，说明浮栅ll内没有电子，反之电流 小，说明浮栅ll内注入有电子)。浮栅ll内有无电子能实现存储信息的表征，即完成对 存储信息的获取。 上述两种情况虽然能一定程度的减小芯片面积，但随着晶体管技术的不断发 展，研制出面积更小的芯片、进一步縮小存储单元结构的面积从而满足晶体管技术的快 速发展，是目前急待解决的问题之一。
发明内容
本发明实施例提供一种HIMOS FLASH存储单元结构及其制造方法，能够进一 步縮小存储单元面积，并且能防止节深内搀杂离子扩散增加节深，有效提高"写"操作 电路的效率。 本发明实施例提供以下技术方案 —种HIMOS FLASH存储单元结构，包括硅衬底、形成于硅衬底上的源端连线 /位线以及多晶硅浮栅、形成于多晶硅浮栅上的多晶硅控制栅、形成于多晶硅浮栅侧面的 多晶硅选择栅，在所述的硅衬底有一沟道，所述的多晶硅浮栅形成于硅衬底的沟道内。
优选的，所述沟道内有一栅氧层。
优选的，所述栅氧层可通过热氧化形成。
图2是本发明实施例提供的HIMOS FLASH存储单元结构示意图；
图3至图10为制造本发明HIMOS FLASH存储单元结构的示意具体实施例方式
本发明实施例提供一种HIMOS FLASH存储单元结构及其制造方法，能够进一 步縮小存储单元面积，并且能防止节深内搀杂离子扩散增加节深，有效提高"写"操作 电路的效率。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实 施例，对本发明进一步详细说明。
如图2所示，为本发明实施例提供的一种HIMOS FLASH存储单元结构示意图。
—种HIMOS FLASH存储单元结构，包括硅衬底、形成于硅衬底上的源端连线 /位线以及多晶硅浮栅、形成于多晶硅浮栅上的多晶硅控制栅、形成于多晶硅浮栅侧面的 多晶硅选择栅，在所述的硅衬底有一沟道，所述的多晶硅浮栅形成于硅衬底的沟道内。
所述沟道内有一栅氧层。
所述栅氧层可通过热氧化形成。 所述多晶硅浮栅和多晶硅控制栅之间为第一绝缘层。 所述第一绝缘层为Si02或High k介质的绝缘层。 所述多晶硅浮栅和多晶硅选择栅之间为第二绝缘层。 所述第二绝缘层为Si02介质的绝缘层。 所述多晶硅浮栅和多晶硅控制栅为N型搀杂多晶硅。 所述硅衬底处沟道位于2000A到5000A之间。 所述多晶硅浮栅FG高出硅衬底100A到3000A之间。 本发明实施例HIMOS FLASH存储单元结构在进行"写"操作时的工作过程 为，多晶硅控制栅6上加上一定电压使源端连线10与位线11之间的沟道2导通，源端连 线10接高电压，位线11接低电压，电子从源端连线10流向位线11并在位线11附近高 电场作用下加速产生热电子，部分热电子穿过多晶硅浮栅4下面的栅氧层3进入多晶硅浮 栅4。而在进行"擦"操作时，多晶硅控制栅6接低电压，源端连线IO与位线ll接高 电压，电子从多晶硅浮栅4穿过栅氧层3流入源端连线10。由于沟道2的存在，可以抑制BL(Bit line位线)下面的Junction depth(节深)的 增加，防止Junction depth(节深)内的N型搀杂离子扩散增加节深，而大节深不利于縮小 存储单元面积。 本发明实施例HIMOS FLASH存储单元结构可以采用如下的方法进行制造，具 体步骤包括 步骤一、在硅衬底1处形成沟道2，如图3所示； 步骤二、在沟道2内进行热氧化，形成栅氧层3，如图4所示； 步骤三、进行多晶硅浮栅4(FG)的淀积，如图5所示； 具体而言，多晶硅浮栅4(FG)的淀积厚度大于沟道2的宽度，这样沟道2内可以 被多晶硅浮栅4(FG)添满并高出硅衬底1。 步骤四、进行多晶硅浮栅4(FG)和多晶硅控制栅6(CG)之间的第一绝缘层5淀 积，如图6和图7所示； 具体而言，所述第一绝缘层5为Si02或Highk介质绝缘层。 步骤五、进行多晶硅控制栅6(CG)的淀积，如图6和图7所示； 步骤六、利用光刻将多晶硅浮栅4(FG)和多晶硅控制栅6(CG)的图形刻出并用干
刻方法刻蚀出来。 步骤七、进行多晶硅浮栅4(FG)和多晶硅选择栅8(SG)之间的第二绝缘层7的淀 积，如图8和图9所示； 具体而言，所述第二绝缘层7为Si02介质绝缘层。 步骤八、进行多晶硅选择栅8(SG)的淀积，如图8和图9所示；
步骤九、利用光刻将多晶硅选择栅8(SG)的图形刻出并用干刻方法刻蚀出来，形成选择栅8(SG); 步骤十、进行源端连线IO(SL)和位线ll(BL)的注入，如图10所示。 通过上述方法制造出来的HIMOS FLASH存储单元结构可以进一步縮小存储单
元的面积，防止节深内搀杂离子扩散增加节深，有效提高"写"操作电路的效率。 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法包含方法实施例的若干个步
骤或其组合。 综上所述，本文提供了一种HIMOS FLASH存储单元结构及其制造方法，通过利用沟道侧壁来縮小浮栅的长度，从而进一步縮小存储单元的面积。另外，本发明实施例可以防止节深内搀杂离子扩散增加节深，有效提高"写"操作电路的效率。
以上对本发明所提供的一种HIMOS FLASH存储单元结构及其制造方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
一种HIMOS FLASH存储单元结构，包括硅衬底、形成于硅衬底上的源端连线/位线以及多晶硅浮栅、形成于多晶硅浮栅上的多晶硅控制栅、形成于多晶硅浮栅侧面的多晶硅选择栅，其特征在于，在所述的硅衬底有一沟道，所述的多晶硅浮栅形成于硅衬底的沟道内。
2. 根据权利要求1所述的存储单元结构，其特征在于，所述沟道内有一栅氧层。
3. 根据权利要求2所述的存储单元结构，其特征在于，所述栅氧层可通过热氧化形成。
4. 根据权利要求1所述的存储单元结构，其特征在于，所述多晶硅浮栅和多晶硅控制 栅之间为第一绝缘层。
5. 根据权利要求4所述的存储单元结构，其特征在于，所述第一绝缘层为Si02或 Highk介质的绝缘层。
6. 根据权利要求1所述的存储单元结构，其特征在于，所述多晶硅浮栅和多晶硅选择 栅之间为第二绝缘层。
7. 根据权利要求6所述的存储单元结构，其特征在于，所述第二绝缘层为Si02介质 的绝缘层。
8. 根据权利要求1所述的存储单元结构，其特征在于，所述多晶硅浮栅和多晶硅控制 栅为N型搀杂多晶硅。
9. 根据权利要求1所述的存储单元结构，其特征在于，所述硅衬底处沟道深度位于 2000A到5000A之间。
10. 根据权利要求1所述的存储单元结构，其特征在于，所述多晶硅浮栅高度高出硅 衬底100A到3000A之间。
11. 一种HIMOS FLASH存储单元结构的制造方法，步骤包括 步骤一、在硅衬底处形成沟道；步骤二、在沟道内进行热氧化，形成栅氧层； 步骤三、进行多晶硅浮栅的淀积；步骤四、进行多晶硅浮栅和多晶硅控制栅之间的第一绝缘层淀积； 步骤五、进行多晶硅控制栅的淀积；步骤六、利用光刻将多晶硅浮栅和多晶硅控制栅的图形刻出并用干刻方法刻蚀出来；步骤七、进行多晶硅浮栅和多晶硅选择栅之间的第二绝缘层的淀积； 步骤八、进行多晶硅选择栅的淀积；。步骤九、利用光刻将多晶硅选择栅的图形刻出并用干刻方法刻蚀出来，形成选择 步骤十、进行源端连线和位线的注入。
12. 根据权利要求11所述的存储单元结构的制造方法，其特征在于，所述步骤三的多 晶硅浮栅的淀积厚度大于沟道宽度。
全文摘要
本发明公开了一种HIMOS FLASH存储单元结构及其制造方法，所述存储单元结构包括多晶硅浮栅、多晶硅选择栅和多晶硅控制栅，通过在硅衬底处形成沟道，将多晶硅浮栅在沟道内进行淀积，有效利用沟道侧壁来缩小多晶硅浮栅的长度，从而进一步缩小存储单元的面积。此外，本发明可以防止节深内搀杂离子扩散增加节深，还能有效提高“写”操作电路的效率。
文档编号H01L21/28GK101692450SQ20091019710
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者张博 申请人:上海宏力半导体制造有限公司