專利名稱：V型溝道結(jié)構(gòu)閃存的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲器，尤其涉及一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存。
背景技術(shù)：
閃存是現(xiàn)在發(fā)展最快、最有市場潛力的存儲器芯片產(chǎn)品。它在通信領(lǐng)域、消
費領(lǐng)域、計算機領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。閃存的結(jié)構(gòu)很多，有傳統(tǒng)的堆棧結(jié)構(gòu)(stack gate structure ),分離柵結(jié)構(gòu)(split gate structure)等等。隨著技術(shù)的發(fā)展，更高密 度、更低成本的閃存技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來。
傳統(tǒng)堆棧浮柵結(jié)構(gòu)閃存如圖1所示，其中控制柵1和堆棧浮柵2的中間為絕 緣氧化物，堆棧浮柵2和襯底100之間為隧道氧化物，控制柵l的兩側(cè)為側(cè)壁浮 柵3。傳統(tǒng)的堆棧浮柵結(jié)構(gòu)的閃存在0.09um以下的制造工藝下，堆棧浮柵線寬也 必須加工的々艮小， 一旦堆棧浮柵的線寬達到O.lum以下，由于短溝道效應(yīng)的存在， 源極和漏極很容易導(dǎo)通(punchthrough),因此為了避免出現(xiàn)導(dǎo)通的現(xiàn)象，需要將 源極和漏極的結(jié)深控制非常精準，加工難度很大。同時因為結(jié)深隨電壓的增加其 耗盡層4也隨之增大，源極和漏極的工作電壓也受到常常會受到限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種V型結(jié)構(gòu)閃存，解決了在短溝道效應(yīng)的情況下，源極和 漏極容易出現(xiàn)導(dǎo)通的技術(shù)問題。
一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存，包括襯底、形成與襯底上的柵極氧化物、形成于 柵極氧化物上的控制柵，以及形成于控制柵兩側(cè)的側(cè)壁浮柵，在所述柵極氧化
物下端的襯底上形成v形溝道槽，存儲電荷的溝道浮柵位于所述的v形溝道槽內(nèi)。
其中V形溝道槽的深度為其周邊電路所用絕》彖溝道深度的20%至90%， V 形溝道槽的深度范圍從1000A到8000A之間。
其中溝道槽設(shè)有側(cè)壁，該側(cè)壁為晶體管溝道。
其中在實現(xiàn)存儲單元寫入時，柵極電壓Vg的范圍是6V至20V,源極電壓 Vs的范圍是0至19V，漏極電壓Vd的范圍是3V至20V。
其中在實現(xiàn)存儲單元寫入時，柵極電壓Vg^2V,源極電壓VsiV，漏極電 壓VcN3V。
其中在實現(xiàn)存儲單元清零時，Vg的范圍是0至-20V, Vd的范圍是1至20V，
Vs的范圍是O至19V。
其中在實現(xiàn)存儲單元清零時，Vg二10V, Vd=5V， Vs=OV。 其中在實現(xiàn)存儲單元讀入時，Vg的范圍是2至lOV,Vd的范圍是1至IOV，
Vs的范圍是0至9V。
其中在實現(xiàn)存儲單元讀入時，Vg=3V， Vd=2V, Vs=OV。 本發(fā)明由于采用了 V型溝道槽來作為晶體管溝道，并將存儲電荷的浮柵埋
在溝道槽內(nèi)，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，可通過調(diào)節(jié)道槽的深度來控制短溝道效應(yīng)
導(dǎo)致的導(dǎo)通.
圖1為傳統(tǒng)的堆棧浮柵結(jié)構(gòu)閃存； 圖2為V型結(jié)構(gòu)閃存； 圖3為V型結(jié)構(gòu)閃存存儲單元寫入； 圖4為V型結(jié)構(gòu)閃存存儲單元清零； 圖5為V型既然構(gòu)閃存存儲單元讀入。
具體實施例方式
下面結(jié)合一個具體實施例對本發(fā)明V型結(jié)構(gòu)閃存做一個詳細的介紹，V型 結(jié)構(gòu)閃存如圖2所示，在襯底上形成V形溝道槽203 (其中溝道槽的深度是可 以調(diào)節(jié)的，其深度為其周邊電路所用絕緣溝道深度的20%至90%, V形溝道槽 的深度范圍從1000A到8000A之間)，溝道浮柵202位于V形溝道槽203內(nèi)， 溝道槽的側(cè)壁201作為晶體管溝道；溝道槽的底部與襯底的上表面重合，并在 所述的襯底的表面上形成一層?xùn)叛趸?,在柵氧化物上形成一層控制柵l;在
柵氧化物7的兩側(cè)分別形成一個獨立的存儲空間作為側(cè)壁浮柵。
本V型結(jié)構(gòu)閃存，可以實現(xiàn)存儲單元寫入、存儲單元清零和存儲單元讀入 等功能。
一存儲單元寫入
如圖3所示，在Vg= 12V, Vs=0V,Vd=3 V的條件下，溝道內(nèi)有電子從源端流 到漏端，在這個過程中，部分電子由于在強電場的作用下，擊穿溝道槽的側(cè)壁， 通過熱電子注入方式注入到溝道浮柵中，從而實現(xiàn)存儲單元寫入。
其中在實現(xiàn)存儲單元寫入時，其柵極電壓Vg的范圍是6V至20V,源極電 壓Vs的范圍是O至19V，漏極電壓Vd的范圍是3V至20V。
二存儲單元清零
如圖4所示，在Vg=-1 OV, Vd=5V, Vs=OV的條件下，存儲在溝道浮柵的電 子在強電場的作用下，通過F-N隧道穿通的方式被激發(fā)到溝道中，并通過漏極 端流走。由于溝道是V型設(shè)計的，因此浮柵的尖端形狀可以加強F-N隧道穿通 能力，更好的實現(xiàn)存儲單元清零的功能。
其中在實現(xiàn)存儲單元清零時，Vg的范圍是0至-20V， Vd的范圍是1至20V, Vs的范圍是O至19V。
三存4諸單元讀入
如圖5所示，在Vg=3V, Vd=2V，Vs=0V的條件下，溝道內(nèi)有電流從源端沿著 溝道槽側(cè)壁流到漏端，當溝道浮柵有無電荷存儲會影響溝道電流大小，當溝道 浮柵內(nèi)有電荷時，溝道內(nèi)電流很小，反之當溝道浮柵內(nèi)無電荷時，溝道內(nèi)電流 很大，設(shè)定溝道內(nèi)小電流狀態(tài)為"O",設(shè)定溝道內(nèi)大電流狀態(tài)為"l",這樣側(cè)壁浮 柵有無電荷存儲的狀態(tài)可以作為區(qū)分存儲"0 "或"1 "信息狀態(tài)，實現(xiàn)信息存儲的 功能。
其中在實現(xiàn)存儲單元讀入時，Vg的范圍是2至lOV,Vd的范圍是l至10V, Vs的范圍是O至9V。
由于本結(jié)構(gòu)采用V型溝道槽結(jié)構(gòu)，溝道槽的深度是可以調(diào)節(jié)的，當橫向尺 寸縮小(短溝道效應(yīng))，可以增加溝道槽深度，即可避免由于短溝道效應(yīng)而導(dǎo)致 的導(dǎo)通。當然，溝道槽深度不能太深，否則晶體管由于側(cè)壁溝道太長，無法導(dǎo) 通。
本發(fā)明采用通用的CMOS工藝，結(jié)構(gòu)簡單，可以應(yīng)用到90nm及其以下的制 造工藝中去。
權(quán)利要求
1、一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存，包括襯底、形成與襯底上的柵極氧化物、形成于柵極氧化物上的控制柵，以及形成于控制柵兩側(cè)的側(cè)壁浮柵，其特征在于，在所述柵極氧化物下端的襯底上形成V形溝道槽，存儲電荷的溝道浮柵位于所述的V形溝道槽內(nèi)。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存，其特征在于，所述的V形溝 道槽的深度為其周邊電路所用絕緣溝道深度的20%至90%。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存，其特征在于，所述的V形溝 道槽的深度范圍乂人1000A到8000A之間。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存，其特征在于，所述的溝道槽設(shè) 有側(cè)壁，該側(cè)壁為晶體管溝道。
5、 如權(quán)利要求1所述的一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存的儲單元寫入方法，其特征在于， 在實現(xiàn)存儲單元寫入時，柵極電壓Vg的范圍是6V至20V,源極電壓Vs的范 圍是0至19V，漏極電壓Vd的范圍是3V至20V。
6、 如權(quán)利要求1所述的一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存的儲單元寫入方法，其特征在于， 在實現(xiàn)存儲單元寫入時，柵極電壓Vg=12V,源極電壓Vs=OV，漏極電壓Vd=3V。
7、 如權(quán)利要求1所述的一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存的存儲單元清零方法，其特征在 于，在實現(xiàn)存儲單元清零時，Vg的范圍是0至-20V, Vd的范圍是1至20V, Vs的范圍是O至19V。
8、 如權(quán)利要求1所述的一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存的存儲單元清零方法，其特征在 于，在實現(xiàn)存儲單元清零時，Vg=-10V， Vd=5V， Vs=OV。
9、 如權(quán)利要求1所述的一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存的存儲單元讀入方法，其特征在 于，在實現(xiàn)存儲單元讀入時，Vg的范圍是2至10V, Vd的范圍是1至10V, Vs的范圍是0至9V。
10、 如權(quán)利要求1所述的一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存的存儲單元讀入方法，其特征 在于，在實現(xiàn)存儲單元讀入時，Vg=3V， Vd=2V， Vs=OV。
全文摘要
一種V型溝道結(jié)構(gòu)閃存，包括襯底、形成于襯底上的柵極氧化物、形成于柵極氧化物上的控制柵，以及形成于控制柵兩側(cè)的側(cè)壁浮柵，在所述柵極氧化物下端的襯底上形成V形溝道槽，存儲電荷的溝道浮柵位于所述的V形溝道槽內(nèi)。本V型結(jié)構(gòu)閃存可通過調(diào)節(jié)溝道槽深度來控制短溝道效應(yīng)導(dǎo)致的導(dǎo)通。
文檔編號H01L27/115GK101179078SQ20071017074
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者博 張 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司