[发明专利]存储器件及其制作方法

说明书

本发明提供存储器件及其制作方法，采用热处理工艺，使位于接触窗口上方的部分厚度的半浮栅材料层的材质由多晶硅转化为单晶硅；转化的区域定义为类凸体。本发明另辟蹊径，采用热处理方法形成类凸体，避免了常规刻蚀形成凸体工艺中，由于多晶硅层与衬底蚀刻选择比很小，很难控制刻蚀工艺精度，导致的半浮栅晶体管失效。本发明半浮栅材料层和漏区仅仅通过类凸体相连，漏电路径的面积仅为可精确控制的类凸体的物理宽度；类凸体中的内建势垒可以阻止半浮栅材料层和漏区之间在非工作状态的载流子扩散。从而，将大大减少半浮栅中存贮电荷的泄漏，提高了存储信息的稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及存储器件及其制作方法。

背景技术

半导体存储器被用于各种电子领域。其中，非易失存储器可以在断电的情况下长期保存数据。半浮栅晶体管是一种主流的非易失存储器。半浮栅晶体管利用隧穿场效应晶体管(Tunneling Field-Effect Transistor，TFET)的量子隧穿效应以及pn结二极管来替代传统的氧化硅擦写窗口，实现对浮栅的充放电，可以大大降低晶体管的工作电压，并且提高了晶体管的工作速度，实现低电压下更快速的数据写入与擦除，便于满足芯片低功耗的需求。

图1a和图1b是一种现有半浮栅晶体管的剖面结构示意图。参照图1a，衬底11内靠上部分形成有掺杂区N，衬底11内形成有U型沟槽，U型沟槽两侧的掺杂区N分别配置成源区12和漏区13。U型沟槽的表面形成有绝缘层14，多晶硅层15填充U型沟槽且覆盖衬底11的上表面，多晶硅层15的上表面形成有图形化的光阻16。参照图1b，半浮栅形成工艺中，多晶硅层15与衬底11的接触窗口多采取蚀刻的方式，一并刻蚀多晶硅层15及部分厚度的衬底11以形成凸体T。具体的，以图形化的光阻16为掩膜，刻蚀多晶硅层15和部分厚度的衬底11，剩余的多晶硅层作为半浮栅15’，半浮栅15’在靠近漏区13的一侧会与未被刻蚀的衬底11部分接触，并与漏区13形成pn结接触。刻蚀终止面以上未被刻蚀的衬底11部分称为凸体T(虚线框部分)。

具有凸体T的半浮栅晶体管是一种较佳的结构；但是，一并刻蚀多晶硅层15及部分厚度的衬底11形成凸体T的过程中，由于多晶硅层15与衬底11蚀刻选择比很小，实际应用中很难控制工艺精度，若刻蚀不足则图形化的光阻16未覆盖的两侧会有多晶硅层15在衬底11上残留；刻蚀过量，会导致刻蚀终止面(剩余的衬底上表面)低于掺杂区N的下表面，刻蚀不足与刻蚀过量都会让半浮栅晶体管失效。

发明内容

本发明提供一种存储器件及其制作方法，采用热处理方法形成类凸体，避免了常规刻蚀形成凸体工艺中，由于多晶硅层与衬底蚀刻选择比很小，很难控制刻蚀工艺精度，导致的半浮栅晶体管失效。

本发明提供一种存储器件的制作方法，包括：

提供衬底，其包括存储单元区，所述存储单元区的所述衬底上表面一侧预设有共用源区、位于所述共用源区两侧的第一漏区和第二漏区；

在所述存储单元区的所述衬底上形成栅极绝缘层，所述栅极绝缘层中形成有暴露出所述衬底的第一接触窗口和第二接触窗口，所述第一接触窗口位于所述共用源区和所述第一漏区之间，所述第二接触窗口位于所述共用源区和所述第二漏区之间；

形成半浮栅材料层，所述半浮栅材料层覆盖所述第一接触窗口和所述第二接触窗口暴露出的所述衬底，还覆盖位于所述第一接触窗口和所述第二接触窗口之间的所述栅极绝缘层；所述半浮栅材料层的材质为多晶硅；

执行热处理工艺，使位于所述第一接触窗口和所述第二接触窗口上方的部分厚度的所述半浮栅材料层的材质由所述多晶硅转化为单晶硅；转化的区域定义为类凸体。

进一步地，所述热处理的温度范围为1000℃～1200℃。

进一步地，所述衬底还包括外围区，所述外围区分布有有源区；所述热处理工艺包括热氧化工艺，在所述外围区的所述有源区的所述衬底表面生长栅氧化层。