[发明专利]分裂栅极非易失性存储器(NVM)单元及其方法

说明书

本发明涉及分裂栅极非易失性存储器(NVM)单元及其方法。分裂栅极存储器结构包括：有源区的柱（14），具有设置在柱的第一端处的第一源极/漏极区、设置在柱的与第一端相对的第二端处的第二源极/漏极区、以及位于第一和第二源极/漏极区（42，38）之间的沟道区（40）。柱具有延伸于第一端和第二端之间的主表面，其中主表面暴露出第一源极/漏极区、沟道区和第二源极/漏极。选择栅极与第一源极/漏极区和沟道区的第一部分相邻，其中选择栅极围绕柱的主表面。电荷存储层与第二源极/漏极区和沟道区的第二部分相邻，其中电荷存储层围绕柱的主表面。控制栅极与电荷存储层相邻，其中控制栅极围绕柱。

技术领域

本公开通常涉及非易失性存储器(NVM)，更具体地说，涉及分裂栅极NVM单元。

背景技术

非易失性存储器（NVM）持续要变得越来越小。在NVM的情况下，与该过程相关联的困难的两个例子是由于栅极长度减小而造成的泄漏以及由于尺寸减小而造成的单元之间变弱的隔离。这些困难由于尺寸减小而加剧。涉及的不仅仅是根据由于改进的制作工艺而变得可用的减小来减小NVM单元的尺寸。

因此，在NVM单元（包括分裂栅极NVM单元）的情况下，需要改进上面提到的一个或多个问题。

概述

根据本公开一个方面，提供了一种分裂栅极存储器结构包括：有源区的柱，具有设置在所述柱的第一端处的第一源极/漏极区、设置在所述柱的与所述第一端相对的第二端处的第二源极/漏极区、以及位于所述第一和第二源极/漏极区之间的沟道区，其中所述柱有延伸于所述第一端和所述第二端之间的主表面，其中所述主表面暴露所述第一源极/漏极区、所述沟道区和所述第二源极/漏极区；选择栅极，与所述第一源极/漏极区和所述沟道区的第一部分相邻，其中所述选择栅极围绕所述柱的所述主表面；电荷存储层，与所述第二源极/漏极区和所述沟道区的第二部分相邻，其中所述电荷存储层围绕所述柱的所述主表面；以及控制栅极，与所述电荷存储层相邻，其中所述控制栅极围绕所述柱，并且其中所述电荷存储层位于所述控制栅极和所述柱之间。

根据本公开另一方面，提供了一种分裂栅极存储器结构，包括：半导体层；柱，位于所述半导体层上并且基本上垂直于所述半导体层，其中第一柱具有设置在所述半导体层上的该柱的第一端处的第一源极/漏极区、设置在所述柱的与所述第一端相对的第二端处的第二源极/漏极区、以及位于所述第一和第二源极/漏极区之间的沟道区；选择栅极，位于所述半导体层上并且与所述第一源极/漏极区和所述沟道区的第一部分相邻；电荷存储层，与所述第二源极/漏极区和位于所述沟道区的所述第一部分上方的所述沟道区的第二部分相邻，并且位于所述选择栅极上；以及控制栅极，与所述电荷存储层、所述第二源极/漏极区以及所述沟道区的所述第二部分相邻，并且位于所述选择栅极之上。

根据本公开另一方面，提供了一种形成分裂栅极存储器结构的方法，包括：在半导体上形成基本上从所述半导体层垂直地延伸的柱，其中所述柱包括位于所述半导体层上的第一源极/漏极区、位于所述第一源极/漏极区上的沟道区、以及位于所述沟道区上的第二源极/漏极区；在所述半导体层之上形成选择栅极，所述选择栅极围绕所述柱的所述第一源极/漏极区和所述柱的所述沟道区的第一部分；在所述选择栅极之上形成电荷存储层，所述电荷存储层围绕所述柱的所述第二源极/漏极区和位于所述柱的所述沟道区的所述第一部分上方的所述柱的所述沟道区的第二部分；以及在所述选择栅极之上形成控制栅极，所述控制栅极围绕所述柱的所述第二源极/漏极区和所述沟道区的所述第二部分，其中所述电荷存储层位于所述控制栅极和所述柱之间。

附图说明

通过举例的方式来说明本发明，并且本发明不受附图限制，在附图中，相似的参考符号表示相似的元素。附图中的元素出于简明的目的而示出，并不一定按比例绘制。

图1是分裂栅极NVM单元阵列的一部分在处理的一个阶段的顶视图；

图2示出图1的阵列在处理的先前阶段的截面图；