[发明专利]具有在FDSOI衬底中形成的垂直选择栅极的存储器单元

权利要求书

1.一种形成于半导体衬底中的存储器单元，包括：在所述衬底中所形成的沟槽中垂直延伸并且通过第一栅极氧化物层与所述衬底隔离的选择栅极；在所述衬底上方延伸并且通过第二栅极氧化物层与所述衬底隔离的水平浮置栅极；以及在所述浮置栅极上方延伸的水平控制栅极，

其特征在于，所述选择栅极覆盖所述浮置栅极的侧面，所述浮置栅极仅通过所述第一栅极氧化物层与所述选择栅极隔开，并且仅通过所述第二栅极氧化物层与在所述衬底中沿所述选择栅极延伸的垂直沟道区域隔开；其中所述选择栅极在所述沟槽中垂直延伸，直至到达如下平面，即：通过所述浮置栅极的顶面的平面；

所述存储器单元还包括形成收集性源极平面的嵌入层，所述收集性源极平面与所述垂直沟道区域电接触，用于收集编程电流，所述编程电流用于对所述存储器单元以及所述衬底中所形成的其它存储器单元进行编程。

2.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述衬底属于全耗尽绝缘体上硅类型的晶片，包括形成于所述衬底上的电介质层以及形成于所述电介质层上的硅层，所述浮置栅极形成于所述硅层中，并且所述第二栅极氧化物层形成于所述电介质层中。

3.一种存储器单元的群组，包括共享相同的垂直选择栅极的第一存储器单元和第二存储器单元，所述第一存储器单元是根据权利要求1至2中的任一项所述的存储器单元，所述第二存储器单元是根据权利要求1至2中的任一项所述的存储器单元。

4.一种存储器电路，包括存储器阵列，所述存储器阵列包括多个根据权利要求1至3中的任一项所述的存储器单元。

5.一种存储器电路，包括：至少一个根据权利要求1至2中的任一项所述的存储器单元；以及用于对所述存储器单元进行编程的电路，被配置为将电势施加至所述衬底、垂直选择栅极、所述控制栅极以及所述存储器单元的漏极区域和源极区域，使得热电子通过所述第二栅极氧化物层经由所述垂直沟道区域被注入到所述浮置栅极中。

6.一种存储器电路，包括：至少一个根据权利要求1至2中的任一项所述的存储器单元；以及用于擦除所述存储器单元的电路，被配置为将电势施加至所述衬底、垂直选择栅极、所述控制栅极以及所述存储器单元的漏极区域和源极区域，使得热电子经由所述垂直选择栅极直接从所述浮置栅极中被提取。

7.一种用于在半导体衬底中制造电可编程存储器单元的方法，所述方法包括步骤：

在所述衬底中以及在形成于所述衬底上的第一电介质层和第一传导层中蚀刻第一沟槽，

在所述第一沟槽的壁上沉积第二电介质层，

在所述衬底上以及所述第一沟槽中沉积第二传导层，并且对所述第二传导层进行蚀刻以形成在所述第一沟槽中延伸的垂直选择栅极，直至到达通过所述第一传导层的顶面的平面，

在所述衬底上沉积第三电介质层，

在所述第三电介质层上沉积第三传导层，

在所述第三传导层、所述第三电介质层、所述第一传导层和所述第一电介质层中蚀刻第二沟槽，并且

在所述垂直选择栅极上方通过所述第三传导层和第三电介质层蚀刻第三沟槽，从而在所述第二沟槽和所述第三沟槽之间形成所述存储器单元的控制栅极和浮置栅极的第一堆叠；

所述方法还包括在所述衬底中注入形成所述存储器单元的源极线路的传导平面的预备步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述衬底属于全耗尽绝缘体上硅类型的晶片，包括由硅所制成的第一电介质层和第一传导层。

9.根据权利要求7或8所述的方法，包括在所述第三传导层、所述第三电介质层、所述第一传导层和所述第一电介质层中蚀刻第四沟槽的步骤，以在所述第三沟槽和所述第四沟槽之间形成与所述存储器单元共享所述垂直选择栅极的配对存储器单元的控制栅极和浮置栅极的第二堆叠。

10.根据权利要求7或8所述的方法，包括在所述第二沟槽的底部处注入掺杂物以形成浮置栅极晶体管的漏极区域。