[发明专利]闪存结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种闪存结构。

背景技术

闪存以其便捷，存储密度高，可靠性好等优点成为非挥发性存储器中研究的热点。从二十世纪八十年代第一个闪存产品问世以来，随着技术的发展和各类电子产品对存储的需求，闪存被广泛用于手机，笔记本，掌上电脑和U盘等移动和通讯设备中，闪存为一种非易变性存储器，其运作原理是通过改变晶体管或存储单元的临界电压来控制门极通道的开关以达到存储数据的目的，使存储在存储器中的数据不会因电源中断而消失，而闪存为电可擦除且可编程的只读存储器的一种特殊结构。如今闪存已经占据了非挥发性半导体存储器的大部分市场份额，成为发展最快的非挥发性半导体存储器。

一般而言，闪存具有两个栅极，如图1-2所示，一浮置栅极14与一控制栅极16，其中浮置栅极14用以存储电荷，控制栅极16则用以控制数据的输入与输出。浮置栅极14的位置在控制栅极16之下，由于与外部电路并没有连接，是处于浮置状态。控制栅极16则通常与字线（Word Line）连接。闪存的优点是其可针对整个存储器区块进行擦除，且擦出速度快，约只需要1至2秒。因此，闪存已广泛运用在各种电子消费产品上，例如：数码相机、数码摄像机、移动电话、手提电脑或随身听等。

在集成电路芯片上制作高密度的半导体元件时，必须考虑如何缩小每一个存储单元（Memory Cell）的大小与电力的消耗，在传统的平面晶体管设计中，为了获得一更小尺寸的存储单元，必须尽量将晶体管的下层栅极22、上层栅极22＇与接触孔21的距离长度a缩短，以减少存储单元的横向面积。而常规的代码型闪存版图在漏极11、源极12以及栅极均有接触孔引出，能够很好的实现快速随机读取的功能。但是随之带来的是芯片尺寸太大，成本太高。主要原因是源和漏端接触孔的引入导致源极12和漏极11端尺寸变大，进而影响整个芯片的面积。

中国专利（CN101640205A）公开了一种闪存，包括：源极和漏极，与衬底相连；浮栅氧化膜，位于衬底之上；选择栅，形成于浮栅氧化膜之上，且位于源极和漏极之间：第一浮栅，形成于浮栅氧化膜之上，且位于源极和选择栅之间，第一浮栅为纳米硅：第二浮栅，形成于浮栅氧化膜之上，且位于漏极和选择栅之间，第二浮栅为纳米硅；第一控制栅氧化膜和第二控制栅氧化膜，分别形成于第一浮栅和第二浮栅之上；第一控制栅和第二控制栅，分别位于第一控制栅氧化膜和第二控制栅氧化膜之上。该发明提供的闪存的浮栅采用纳米硅，相比于多晶硅材料，增加了闪存面积的可再缩的能力。

中国专利（CN101442075A）公开了一种闪存，包括：一基底；一形成于该基底上的第一绝缘层；一设置于该第一绝缘层上的控制栅极；以及两个分别和该基底共平面的浮置栅极，其分别设置于该控制栅极的两侧。由于控制栅极可同时控制两个浮置栅极，因此可同时进行两组数据的输入与输出，对元件效率的提升确有实质性帮助。且因设计原理来自浮置栅极数量的增加，而非栅极尺寸的微缩，因此，又可避免因尺寸微缩造成的例如短沟道效应或热载流子效应的缺点。

上述两项专利虽然公开了一种有效的提高闪存芯片的存储密度的方法，但并未涉及到本发明中对闪存芯片存储单元的结构改进。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种闪存结构，克服了现有技术中由于栅极、源极和漏极均有接触孔引出，而造成的芯片尺寸较大以及芯片制造成本较高的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

一种闪存结构，其特征在于，所述结构包括一衬底和设置在该衬底上的有源区层和栅极层：

所述有源区层设置有若干根平行排列的位线和垂直于所述位线的若干根平行排列的字线；

每根所述字线均与8N根位线电连接，且与一根所述字线电连接的所有位线上的第一有源区之间电连接；

其中，所述第一有源区为源极，所述N为正整数。

上述的闪存结构，其中，所述栅极层包括：

隧穿氧化层，所述隧穿氧化层覆盖于任意所述位线的源极与漏极之间的位置上方；

浮栅层，所述浮栅层完全覆盖于所述遂穿氧化层的上表面，且不与所述隧穿氧化层下方的所述有源区层接触；

绝缘层，所述绝缘层完全覆盖于所述浮栅层的上表面，且不与所述浮栅层下方的所述隧穿氧化层接触；

控制栅层，所述控制栅层完全覆盖于所述绝缘层的上表面，且不与所述绝缘层下方的所述浮栅层接触。

上述的闪存结构，其中，所述隧穿氧化层的材质为二氧化硅，所述浮栅层和所述控制栅层的材质均为多晶硅，所述绝缘层材质为二氧化硅/氮化硅/二氧化硅。