[发明专利]闪速存储器装置

说明书

本发明涉及闪速存储器装置，提供一种制造闪速存储器装置的方法，包括：提供绝缘体上硅(silicon‑on‑insulator；SOI)衬底，尤其是完全耗尽型绝缘体上硅(fully depleted silicon‑on‑insulator；FDSOI)衬底，其包括半导体块体衬底、形成于该半导体块体衬底上的埋置氧化物层以及形成于该埋置氧化物层上的半导体层；以及在该SOI衬底上形成存储器装置。在该SOI衬底上形成该闪速存储器装置包括形成闪速晶体管装置以及读取晶体管装置。

技术领域

本发明通常涉及集成电路及半导体装置领域，尤其涉及闪速存储器装置的制造，尤其涉及在FDSOI(完全耗尽型绝缘体上硅)衬底上制造闪速存储器装置。

背景技术

制造例如CPU(中央处理单元)、储存装置、专用集成电路(ASIC；applicationspecific integrated circuit)等先进集成电路需要依据特定的电路布局在给定的芯片面积上形成大量电路元件。在多种电子电路中，场效应晶体管代表一种重要类型的电路元件，其实质上确定该集成电路的性能。一般来说，目前实施多种制程技术来形成场效应晶体管(field effect transistor；FET)，其中，对于许多类型的复杂电路，MOS(金属氧化物半导体)技术因在操作速度和/或功耗和/或成本效率方面的优越特性而成为目前最有前景的方法之一。在使用例如CMOS技术制造复杂集成电路期间，在包括结晶半导体层的衬底上形成数百万个N沟道晶体管和P沟道晶体管。而且，在许多应用中，需要包括晶体管装置的闪速存储器装置。

闪速存储器(例如，FLASH EPROM(闪速可擦除可编程只读存储器)或FLASH EEPROM(闪速电性可擦除可编程只读存储器))是自存储器单元(装置)的阵列形成的半导体装置，各单元具有浮置栅极晶体管。闪速存储器芯片分为两个主要类型，也就是，具有所谓“NOR”架构的闪速存储器芯片以及具有所谓“NAND”架构的闪速存储器芯片。可将数据写入该阵列内的各单元，但以单元块擦除该数据。各浮置栅极晶体管包括源极、漏极、浮置栅极以及控制栅极。该浮置栅极使用沟道热电子以自该漏极写入并使用隧穿(tunneling)以自该源极擦除。将该阵列的行中的各单元中的各浮置栅极的源极连接以形成源极线。在嵌入式存储器解决方案中，存储器单元设于逻辑装置附近，尤其与该逻辑装置一起位于单个(单片)硅衬底上。闪速存储器装置用于许多应用中，包括手持计算装置、无线电话及数字相机，以及汽车应用。为使闪速存储器芯片的各存储器元件能够保持其已经编程的物理状态，各存储器区域必须与其邻近区域隔离，通常通过浅沟槽隔离实现。

针对嵌入式存储器单元架构的各种单栅(single gate)及分栅(split gate)解决方案为已知技术。图1出于示例目的显示现有技术的嵌入式超级闪速单元。该单元形成于半导体衬底11上，在该半导体衬底中形成源/漏区12。该单元包括浮置栅极13、控制栅极14、擦除栅极15以及由字线形成的选择栅极16。所有栅极都可由多晶硅制成且它们被多层绝缘结构17覆盖。多层绝缘结构17包括形成于该些栅极的顶部及侧壁上的间隙壁结构的部分。浮置栅极13形成于浮置栅极氧化物层18上方并通过隧穿氧化物层18a与擦除栅极15隔开，隧穿氧化物层18a可由与浮置栅极氧化物层18相同的材料形成。控制栅极14与浮置栅极13通过隔离层19(例如经设置以增强浮置栅极13与控制栅极14之间的电容耦合的氧化物-氮化物-氧化物(oxide-nitride-oxide；ONO)层)彼此隔开。

不过，尽管可可靠地实现在用氮氧化硅栅极介电质制造场效应晶体管(FET)的背景下的闪速单元集成，但在用于形成FET(且例如包括形成高k金属栅极晶体管装置)的CMOS技术中的闪速单元的集成仍带来挑战性问题。尤其，在完全耗尽型绝缘体上硅(fullydepleted silicon-on-insulator；FDSOI)互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS)制造技术的背景下，非易失性存储器单元共集成作为闪速存储器单元需要许多额外的沉积及掩膜步骤。