專利名稱：用于單柵極非易失性存儲器的結(jié)構(gòu)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體技術領域，更具體地，涉及用于具有電容器阱摻雜設計的單柵極非易失性存儲器的結(jié)構(gòu)及方法。
背景技術：
在深亞微米集成電路技術中，非易失性存儲器器件由于具有各種優(yōu)點已逐漸成為普及的存儲單元。特別是，當關掉電源時，保存在非易失性存儲器器件中的數(shù)據(jù)不會丟失。非易失性存儲器器件的一個具體實例包括單浮置柵極以保留與所保存數(shù)據(jù)相關的電荷。當實施互補金屬氧化物半導體場效應晶體管(CM0SFET)技術時，單浮置柵極NVM設計成包括位于P型阱中的場效應晶體管和位于n型阱中的電容器。然而，電容器具有低耦合效率，且占用了較大的電路面積，從而導致了大的存儲器元件尺寸和低的元件-密度。因此，為了解決上述問題需要一種單柵極非易失性存儲器器件結(jié)構(gòu)及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種非易失性存儲器(NVM)器件，包括半導體襯底，具有第一區(qū)和第二區(qū)，所述第二區(qū)接近所述第一區(qū)；數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，形成在所述第一區(qū)內(nèi)并被設計成可通過操作保留電荷，其中所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括具有第一類型摻雜劑的第一摻雜阱，被設置在所述半導體襯底中，第一柵極介電部件，被設置在所述第一摻雜阱上，以及第一柵電極，被設置在所述第一柵極介電部件上并被配置成是浮置的；以及電容器，形成在所述第二區(qū)內(nèi)，并與所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)耦合以用于數(shù)據(jù)操作，其中，所述電容器包括具有第一類型摻雜劑的第二摻雜阱，被設置在所述半導體襯底中，第二柵極介電部件，被設置在所述第二摻雜阱上，以及第二柵電極，被設置在所述第二柵極介電部件上并連接至所述第一柵電極。在一可選實施例中，所述第一摻雜阱與所述第二摻雜阱通過隔離部件隔離。在一可選實施例中，所述隔離部件包括介電部件，所述介電部件形成在所述半導體襯底中并介于所述第一摻雜阱和所述第二摻雜阱之間。在一可選實施例中，所述隔離部件包括具有與所述第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑的摻雜部件，其中，所述摻雜部件形成在所述半導體襯底中，并介于所述第一摻雜阱和所述第二摻雜阱之間。在一可選實施例中，NVM 器件進一步包括具有與所述第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑的第三摻雜阱，其中，所述第三摻雜阱被設置在所述第二區(qū)內(nèi)的所述半導體襯底中，并位于所述第二摻雜阱的下面。
在一可選實施例中，所述第三摻雜阱在所述第一摻雜阱和所述第二摻雜阱之間延伸，并將所述第一摻雜阱與所述第二摻雜阱分開。在一可選實施例中，NVM器件進一步包括重摻雜部件，所述重摻雜部件接觸所述第二摻雜阱并被設計成作為拾取器電極以用于電壓偏置。在一可選實施例中，所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)進一步包括具有與所述第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑的源極和漏極部件，其中，所述源極和漏極部件形成在所述第一摻雜阱中，并被設置在所述第一柵電極的兩側(cè)上。在一可選實施例的NVM器件中，所述第一類型摻雜劑是p型摻雜劑；所述第二類型摻雜劑是n型摻雜劑；以及所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括n型場效應晶體管。 在一可選實施例的NVM器件中，所述第一類型摻雜劑是n型摻雜劑；所述第二類型摻雜劑是P型摻雜劑；以及所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括P型場效應晶體管。在一可選實施例中，所述第一摻雜阱直接接觸所述第一柵極介電部件；以及所述第二摻雜阱直接接觸所述第二柵極介電部件。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種非易失性存儲器(NVM)器件，包括半導體襯底，具有第一區(qū)和第二區(qū)，所述第二區(qū)接近所述第一區(qū)；數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，形成在所述第一區(qū)內(nèi)并被設計成可通過操作保留電荷；以及電容器，形成在所述第二區(qū)內(nèi)，并與所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)耦合，其中，所述電容器包括具有第一類型摻雜劑的 第一摻雜阱，形成在所述半導體襯底中；具有與所述第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑的第二摻雜阱，形成在所述半導體襯底中，其中，所述第二摻雜阱位于所述第一摻雜阱上，并直接接觸所述第一摻雜阱；第一柵極介電部件，位于所述第二摻雜阱上；以及第一柵電極，被設置在所述第一柵極介電部件上。在一可選實施例中，所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)進一步包括具有所述第二類型摻雜劑的第三摻雜阱，其中所述第三摻雜阱形成在所述第一區(qū)內(nèi)的所述半導體襯底中，并與所述第二摻雜講隔離。在一可選實施例中，所述第一摻雜阱橫向包圍所述第二摻雜阱，并被配置成將所述第三摻雜阱與所述第二摻雜阱分開。在一可選實施例中，NVM器件進一步包括淺溝槽隔離(STI)部件，所述STI部件介于所述第二摻雜阱和所述第三摻雜阱之間，并被配置成隔離所述第三摻雜阱與所述第二摻雜阱。在一可選實施例中，所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)進一步包括第二柵極介電部件，位于所述第三摻雜阱上；以及第二柵電極，被設置在所述第二柵極介電部件上。在一可選實施例中，所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)進一步包括具有第一類型摻雜劑的源極和漏極部件，所述源極和漏極部件形成在所述第三摻雜阱中，并被設置在所述第二柵電極的兩側(cè)上。在一可選實施例中，NVM器件進一步包括摻雜部件，所述摻雜部件被設置在第二區(qū)內(nèi)并接觸所述第二摻雜阱。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，還提供了一種用于形成非易失性存儲器(NVM)器件的方法，所述方法包括提供半導體襯底，所述半導體襯底具有第一區(qū)和接近所述第一區(qū)的第二區(qū)；在所述第一區(qū)內(nèi)形成第一摻雜阱；在所述第二區(qū)內(nèi)形成第二摻雜阱，其中，所述第一摻雜阱和所述第二摻雜阱具有第一類型摻雜劑并且彼此隔離；在所述第一摻雜阱中形成數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，其中，所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括第一柵疊層；以及在所述第二摻雜阱上形成第二柵疊層，從而形成電容器。在一可選實施例中，所述形成數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括在所述第一區(qū)內(nèi)形成第一柵極介電部件，在所述第一柵極介電部件上形成第一柵電極，以及形成位于所述第一區(qū)內(nèi)并被設置在所述第一柵電極的兩側(cè)上的源極和漏極部件；以及，所述形成第二柵疊層包括形成第二柵極介電部件，在所述第二柵極介電部件上形成第二柵電極，以及形成在所述第二區(qū)內(nèi)的所述半導體襯底中且接觸所述第二摻雜阱的摻雜部件。在一可選實施例中，所述方法進一步包括形成具有第二類型摻雜劑的第三摻雜阱，以使所述第三摻雜阱位于所述第二摻雜阱下面并接觸所述第二摻雜阱。在一可選實施例中，所述形成第二摻雜阱包括在形成所述第一柵疊層和所述第二柵疊層之后實施注入工藝以形成位于所述第二柵疊層下面的所述第二摻雜阱。在一可選實施例中，所述摻雜部件被配置成可通過操作對該摻雜部件進行電偏置以用于充電或放電所述電容器。

在一可選實施例中，偏置所述摻雜部件以使所述電容器在NVM器件操作期間處于增強型模式。在一可選實施例的方法中，當所述第二摻雜阱是p型阱時，對所述摻雜部件施加相對于所述第二柵電極的正電壓；以及當所述第二摻雜阱是n型阱時，對所述摻雜部件施加相對于所述第二柵電極的負電壓。


當結(jié)合附圖進行閱讀時，根據(jù)下面詳細的描述可以更好地理解本發(fā)明的各方面。應該強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，對各種部件沒有按比例繪制。實際上，為了清楚討論起見，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面構(gòu)造的具有單浮置柵極非易失性存儲器(NVM)器件的半導體結(jié)構(gòu)的一個實施例。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面構(gòu)造的具有單浮置柵極NVM器件的半導體結(jié)構(gòu)的另一個實施例。圖3是制造根據(jù)本發(fā)明的各個方面構(gòu)造的具有單浮置柵極NVM器件的半導體器件的方法的流程圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面構(gòu)造的具有單浮置柵極NVM器件的半導體結(jié)構(gòu)的另一個實施例。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面構(gòu)造的具有單浮置柵極NVM器件的半導體結(jié)構(gòu)的另一個實施例。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面構(gòu)造的具有單浮置柵極NVM器件的半導體結(jié)構(gòu)的另一個實施例。
具體實施例方式應當了解，以下公開提供了多種不同實施例或?qū)嵗糜趯崿F(xiàn)本發(fā)明的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅是實例并且不旨在限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在各個實例中重復參考標號和/或字符。這種重復是為了簡明和清楚，其本身并不表示所述的多個實施例和/或配置之間的關系。而且，以下描述中在第二部件上方或第二部件上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接觸形成的實施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。圖1示出了單浮置柵極非易失性存儲器(NVM)器件100的截面圖的實施例。NVM器件100形成在半導體襯底中，具體而言，設置在第一區(qū)104以及接近第一區(qū)104的第二區(qū)106中。NVM器件100包括設置在第一區(qū)104中的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108以及位于第二區(qū)106中的電容器110。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108被設計成用于保留電荷。電容器110與數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)相耦合，并被配置為用于數(shù)據(jù)操作。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108和電容器110耦合并集成以作為存儲器單元用于數(shù)據(jù)存儲、讀取和寫入。第一區(qū)104和第二區(qū)106也被稱為數(shù)據(jù)存儲區(qū)104和電容器區(qū)106。在一個實施例中，數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108包括場效應晶體管，所述場效應晶體管具有設計成保留電荷以用于數(shù)據(jù)存儲的單浮置柵極。場效應晶體管包括位于半導體襯底中的源極和漏極部件112、介于源極和漏極部件之間的溝道114、以及在溝道上設置的柵極116。在本實施例中，電容器110具有金屬-絕緣體-半導體(MIS)夾層結(jié)構(gòu)，其中，金屬和半導體材料充當電極，而絕緣材料夾在兩個電極之間。NVM器件100包括形成在半導體襯底中并且設置在第二區(qū)106中的具有第一類型摻雜劑的第一摻雜阱118。NVM器件100進一步包括設置在第二區(qū)內(nèi)且在第一摻雜阱118上的第二摻雜阱120。第二摻雜阱120摻雜有與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑。例如，如果第一類型摻雜劑是n型，則第二類型摻雜劑是P型。在另一個實例中，如果第一類型摻雜劑是P型，則第二類型摻雜劑是n型。第二摻雜阱120位于第一摻雜阱118上面，并且直接接觸第一摻雜阱118。第二摻雜阱120充當電容器110的電極。摻雜部件122形成在半導體襯底中，并且接觸第二摻雜阱120。摻雜部件122充當?shù)诙诫s阱120的拾取器(pick-up)部件(或接觸件)。NVM器件100進一步包括導電布線124(如互連結(jié)構(gòu)中的接觸部件)，導電布線124被配置成將摻雜部件122與集成電路輸入端連接，以使可以適當?shù)仄玫诙诫s阱120從而來進行各種電容器操作，如充電或放電。重摻雜摻雜部件122以減小第二摻雜阱120和導電布線124之間的接觸電阻。在一個實例中，摻雜部件122摻雜有第二類型摻雜劑。在可選實例中，摻雜部件122摻雜有第一類型摻雜劑。在半導體襯底上設置，具體而言，在第二摻雜阱120上設置介電材料層126。介電材料層126包括氧化硅、和/或具有高介電常數(shù)的介電材料(高k介電材料)。

在介電材料層126上設置導電材料層128。在本實施例中，導電材料包括金屬，如鋁、銅、鎢和/或其他合適的導電材料。圖案化介電材料層126和導電材料層128以在第二摻雜阱120上形成堆疊件。介電材料層126、導電材料層128和第二摻雜阱120形成具有MIS結(jié)構(gòu)的電容器110。在可選實施例中，導電材料層128包括摻雜多晶硅或摻雜非晶硅，以使電容器110具有半導體-絕緣體-半導體(SIS)夾層結(jié)構(gòu)。導電材料層128充當電容器110的一個電極，并通過電布線130 (如互連結(jié)構(gòu)的一部分)與數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108連接。具體地，導電材料層128在組成和形成方面與數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108中的晶體管的柵電極相似。而且，導電材料層128連接于柵電極116，并充當NVM器件100的浮置柵極。在一個實施例中，在形成浮置柵極(導電材料層128)之后形成第二摻雜阱120。在又一個實施例中，離子被通過導電材料層128引入到半導體襯底，從而形成第二摻雜阱120。因此，設計的NVM器件100使得能夠在增強型模式下操作電容器110。在操作期間，進一步偏置電容器110以使電容器110處于增強型模式而不是耗盡型模式。測量施加于摻雜部件122的電壓V作為從摻雜部件122到導電材料層128的電壓。在第一摻雜阱118是n型阱而第二摻雜阱120是p型阱的一個實施例中，施加于摻雜部件122的電壓V是正的，以保持電容器110處于增強型模式。在第一摻雜阱118是p型阱而第二摻雜阱120是n型阱的另一個實施例中，施加于摻雜部件122的電壓V是負的，以保持電容器110處于增強型模式。當電容器110處于增強型模式時，電容器110具有高濃度的電載體。由于電容器的兩個電極之間的有效距離減小了，所以增加了耦合效率和電容量。在本實施例中，數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108的晶體管形成在具有第二類型摻雜劑的第三摻雜阱中。第三摻雜阱設置在第一 區(qū)104中。而且，第三摻雜阱108與第二摻雜阱120通過隔離機構(gòu)分開。對第二摻雜阱120的偏置條件通過這兩個阱之間的直接耦合將不會直接影響第三摻雜阱。在一個實例中，在第二摻雜阱和第三摻雜阱之間形成介電隔離部件，如淺溝槽隔離(STI)部件，以使第三摻雜阱與第二摻雜阱隔離。在另一個實例中，在第二和第三摻雜阱之間形成具有第一類型摻雜劑的第四摻雜阱，以提供在第二和第三摻雜阱之間結(jié)隔離。在又一個實例中，第一摻雜阱118形成為在第二和第三摻雜阱之間向上延伸第一摻雜講。因此，第二摻雜講120與第三摻雜講被第一摻雜講118通過結(jié)隔尚分開和隔尚。圖2示出了單浮置柵極非易失性存儲器(NVM)器件140的截面圖的另一個實施例。NVM器件140形成在半導體襯底中，具體地設置在第一區(qū)104和接近第一區(qū)104的第二區(qū)106中。NVM器件140包括設置在第一區(qū)104中的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108和位于第二區(qū)106中的電容器110。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108和電容器110耦合并集成以充當存儲器元件以用于數(shù)據(jù)存儲、讀取、和寫入。在一個實施例中，數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108包括場效應晶體管，場效應晶體管具有設計成保留電荷以用于數(shù)據(jù)存儲的單浮置柵極。該場效應晶體管包括位于半導體襯底中的源極和漏極部件112、介于源極和漏極部件之間的溝道114、以及設置在溝道上的第一柵極116。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108包括形成在半導體襯底中的具有第一類型摻雜劑的第一摻雜阱142。在第一區(qū)104中設置第一摻雜阱142以及在第一摻雜阱中形成數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108的晶體管。因此，溝道114摻雜有第一類型摻雜劑而源極和漏極部件112摻雜有與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑。在本實施例中，電容器110具有設置在摻雜阱上的柵疊層。晶體管110具有金屬-絕緣體-半導體(MIS)夾層結(jié)構(gòu)，其中，金屬和半導體材料充當電極，而絕緣材料夾在這兩個電極之間。NVM器件140包括具有第一類型摻雜劑的第二摻雜阱120。第二摻雜阱120形成在半導體襯底中并且設置在第二區(qū)106中。第二摻雜阱120充當電容器110的電極。具體地，第一摻雜阱142通過隔離部件144與第二摻雜阱120分開且隔離。第一摻雜阱142和第二摻雜阱120彼此不相互接觸。因此，對第二摻雜阱120的偏置條件通過這兩個阱之間的直接耦合將不會直接影響第一摻雜阱142。在一個實例中，隔離部件144包括介電隔離部件，如淺溝槽隔離(STI)。在另一個實例中，隔離部件144包括具有第二類型摻雜劑的摻雜阱，以提供在第一摻雜阱和第二摻雜阱之間的結(jié)隔離。在又一個實例中，具有第二類型摻雜劑的第三摻雜阱形成在位于第二區(qū)106內(nèi)的第二摻雜阱120的下面，該第三摻雜講在第一摻雜講和第二摻雜講之間向上延伸。在半導體襯底中形成摻雜部件122，該摻雜部件122接觸第二摻雜阱120。摻雜部件122對第二摻雜阱120起拾取器部件(或接觸件)的作用。NVM器件100進一步包括導電布線124 (如互連結(jié)構(gòu)中的接觸部件)，導電布線124被配置成將摻雜部件122與集成電路輸入端連接，以使可以適當?shù)仄玫诙诫s阱120從而進行各種電容器操作。重摻雜摻雜部件122以減少第二摻雜阱120和導電布線124之間的接觸電阻。在一個實例中，摻雜部件122摻雜有第二類型摻雜劑。在可選實例中，摻雜部件122摻雜有第一類型摻雜劑。在半導體襯底上設置，具體而言，在第二摻雜阱120上設置介電材料層126。介電材料層126包括氧化硅、和/或具有高k介電材料的介電材料。在介電材料層12 6上設置導電材料層128。在本實施例中，導電材料包括金屬，如鋁、銅、鎢、或其他合適的導電材料。圖案化介電材料層126和導電材料層128以形成在第二摻雜阱120上的第二柵疊層。介電材料層126、導電材料層128和第二摻雜阱120形成具有MIS結(jié)構(gòu)的電容器110。在可選實施例中，導電材料層128包括摻雜多晶娃或者摻雜非晶娃，以使電容器110具有半導體-絕緣體-半導體(SIS)夾層結(jié)構(gòu)。導電材料層128充當電容器110的一個電極，并通過電布線130 (如互連結(jié)構(gòu)中的一部分)與數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108連接。具體地，導電材料層128在組成和形成方面與數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)108中的晶體管的柵電極116相似。而且，將導電材料層128與柵電極116連接。在一個實施例中，在形成浮置柵極(導電材料層128)之后形成第二摻雜阱120。在又一個實施例中，通過導電材料層128將離子引入至半導體襯底，從而形成第二摻雜阱120。類似地，因而設計的NVM器件100使得能夠在增強型模式下操作電容器110。在操作期間，進一步偏置電容器110以使電容器110處于增強型模式而不是耗盡型模式。測量施加于摻雜部件122的電壓V作為從摻雜部件122到導電材料層128的電壓。在第二摻雜阱120是p型阱的一個實施例中，施加于摻雜部件122的電壓V是正的以保持電容器110處于增強型模式。在第二摻雜阱120是n型阱的另一個實施例中，施加于摻雜部件122的電壓V是負的以保持電容器110處于增強型模式。當處于增強型模式時，電容器110具有高濃度的電載體。增加了耦合效率和電容量。圖3是制造半導體結(jié)構(gòu)的方法150的實施例的流程圖，半導體結(jié)構(gòu)為根據(jù)本發(fā)明的各個方面構(gòu)造的具有單浮置柵極非易失性存儲器器件的半導體結(jié)構(gòu)。圖4是根據(jù)一個或多個實施例構(gòu)造的具有單浮置柵極非易失性存儲器(NVM)器件的半導體結(jié)構(gòu)200的截面圖。參考圖3和圖4共同描述半導體結(jié)構(gòu)200及其制造方法150。方法150開始于步驟152，提供半導體襯底210。半導體襯底210包括硅?？蛇x地或者另外，襯底210包括鍺、硅鍺、或其他適當?shù)陌雽w材料。半導體襯底210還包括形成在襯底中的各種隔離部件如淺溝槽隔離(STI)部件212以分開各種器件。在本實施例中，襯底210包括用于數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)214的第一區(qū)104和用于電容器216的第二區(qū)106。一個STI部件212形成在第一區(qū)104和第二區(qū)106之間以實現(xiàn)適當?shù)碾姼綦x。STI部件的形成可以包括在襯底中蝕刻溝槽并通過絕緣體材料如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅填充溝槽。經(jīng)填充的溝槽可以具有多層結(jié)構(gòu)，如具有填充溝槽的氮化硅的熱氧化物襯層。在一個實施例中，創(chuàng)建STI結(jié)構(gòu)可以采用工藝順序如生長焊盤氧化物，形成低壓化學汽相沉積(LPCVD)氮化物層、采用光刻膠和掩模圖案化STI開口，在襯底中蝕刻溝槽，可選地生長熱氧化物溝槽襯層以改進溝槽界面，用CVD氧化物填充溝槽，采用化學機械平坦化(CMP)回蝕刻，并采用氮化物剝離以留下STI結(jié)構(gòu)。 方法150繼續(xù)到步驟154，在半導體襯底210中形成各種摻雜阱。在本實施例中，在第一區(qū)104中形成第一摻雜阱218，以及在第二區(qū)106中形成第二摻雜阱220。通過相同類型的摻雜劑摻雜第一阱218和第二阱220，如都是n型摻雜的或都是p型摻雜的。在第一摻雜阱218和第二摻雜阱220都是p型摻雜的一個實例中，摻雜種類包括硼(B)、氟化硼(BF2)、鎵(Ga)或銦(In)。在第一摻雜阱218和第二摻雜阱220都是n型摻雜的另一個實例中，摻雜種類包括磷(P)或砷(As)。第一摻雜阱218和第二摻雜阱220被配置成通過STI部件212彼此分開且隔離。具體地，STI部件212被設計成具有延伸超出兩個相應的阱(218和220)的高度，以使兩個阱彼此不接觸。通過適當?shù)募夹g如離子注入形成第一摻雜阱218和第二摻雜阱220。在一個實例中，在形成柵疊層之前，實施離子注入來形成兩個阱218和220?？蛇x地，在形成柵疊層之后實施離子注入來形成兩個阱218和220，以使離子通過柵疊層被引入至半導體襯底內(nèi)。方法150繼續(xù)到步驟156，在第一區(qū)104中形成第一柵疊層222以及在第二區(qū)106中形成第二柵疊層224。在一個實施例中，在相同的加工程序中同時形成第一柵疊層222和第二柵疊層224。第一柵疊層222包括第一柵極介電部件226a以及在第一柵極介電部件上堆疊的第一柵電極228a。類似地，第二柵疊層224包括第二柵極介電部件226b以及在第二柵極介電部件上堆疊的第二柵電極228b。在本實施例中，通過各種沉積技術在襯底210上形成各種材料層，包括柵極介電層226和柵電極層228。然后，對各種材料層應用光刻圖案化工藝以對它們進行圖案化，從而形成包括相應的柵極介電部件(226a和226b)和柵電極(228a和228b)的第一柵疊層222和第二柵疊層224。在一個實例中，柵極介電層226包括氧化硅，以及柵電極層228包括摻雜多晶硅。在另一個實例中，通過熱氧化工藝形成氧化硅的柵極介電層226以及通過化學汽相沉積(CVD)方法形成多晶硅的柵電極層228。示例性光刻圖案化工藝可以包括光刻膠圖案化、蝕刻和光刻膠剝離。光刻膠圖案化可以進一步包括光刻膠涂布、軟烘焙、掩模對準、暴露圖案、暴露后烘焙、顯影光刻膠和硬烘焙的加工步驟。也可以實施光刻圖案化，或者用其他適當?shù)姆椒ㄈ鐭o掩模光刻、電子束寫入、離子束寫入和分子印跡替換光刻圖案化。在一個實施例中，各種柵疊層可以進一步包括設置在相應柵電極的側(cè)壁上的并在后面的步驟中形成的柵極間隔件(或側(cè)壁間隔件)230。作為一個實例，可以通過包括介電材料沉積和干法蝕刻的程序來形成柵極間隔件230。柵極間隔件230可以包括氧化硅、氮化硅、和/或氮氧化硅、或其他合適的介電材料。在可選實施例中，第一柵疊層220可以在不同的程序中單獨形成，以使第一柵疊層222被配置成不同于第二柵疊層224。例如，第二柵疊層224可以不包括柵極間隔件。在另一個實例中，第一柵極介電部件可以具有與第二柵極介電部件不同的介電材料和/或不同的厚度。在另一個可選實施例中，柵極電介質(zhì)226可以包括高k介電材料層。高k介電材料層包括其介電常數(shù)大于熱氧化硅的介電常數(shù)(約3. 9)的介電材料。在一個實例中，高k介電材料層包括氧化鉿(HfO)。在各個實例中，高k介電材料層包括金屬氧化物、金屬氮化物、或它們的組合。在一個實施例中，柵電極層228包括金屬，如銅、鋁或其他合適的金屬。在另一個實施例中，柵疊層(例如222和224)可以進一步包括介于高k介電層和柵電極層之間的導電層。在一個實例中，導電層包括氮化鉭(TiN)。第一柵疊層222被配置以用于數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)214。在一個實施例中，數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)214是晶體管，如場效應晶體管(FET)。在一個實例中，體管包括金屬氧化物半導體FET (MOSFET)，如n型MOSFET或p型MOSFET。為簡明起見，晶體管也指標號214。形成第二柵疊層224用于電容器216。晶體管214和電容器216電耦合并被配置以形成單浮置柵極非易失性存儲器單元(或器件)。具體地，第一柵疊層222中的第一柵電極228a配置成是電浮置的。在浮置柵極228a上沒有直接堆疊的控制柵極。電容器216與柵電極228a耦合并進一步起到控制對存儲器元件進行各種操作的作用。如圖4中所示，第一柵電極228a和第二柵電極228b通過互連結(jié)構(gòu)電連接。方法150繼續(xù)到步驟158，在第二半導體襯底210中形成各種摻雜部件，包括位于第一區(qū)104中的源極和漏極部件236以及位于第二區(qū)106中的摻雜部件238。通過合適的技術如一種或多種離子注入形成用于晶體管214的源極和漏極236。在一個實施例中，源極和漏極部件236進一步包括與柵疊層222基本上對準的輕摻雜的源極/漏極(LDD)部件，以及與相關的側(cè)壁間隔件230基本上對準的重摻雜的源極/漏極(S/D)部件。在又一個實施例中，首先通過離子注入采用輕摻雜劑量形成LDD部件。之后，通過介電沉積和等離子體蝕刻形成間隔件230。然后通過離子注入采用重摻雜劑量形成重摻雜的S/D部件。各種nFET或PFET的源極和漏極部件可以以相似的工序形成在襯底中但采用相反的摻雜類型。源極/漏極236的摻雜類型與第一摻雜阱218的摻雜類型相反，從而適當?shù)嘏渲镁w管214。具體而言，第一摻雜阱218的摻雜類型包括第一類型摻雜劑以及源極/漏極236包括與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑。在本實施例中，第一摻雜阱218包括p型摻雜劑(P-阱)，以及源極/漏極236包括n型摻雜劑，相應的晶體管214是n型晶體管(nFET)。 在可選實施例中，第一摻雜阱218包括n型摻雜劑(n_阱)以及源極/漏極236包括P型摻雜劑，相應的晶體管214是p型晶體管(pFET)。摻雜部件(或拾取器部件)238還形成在第二區(qū)106中從而充當?shù)诙诫s阱220的接觸件(或拾取器)，以實現(xiàn)對第二摻雜阱220提供電偏置。在柵疊層224的邊緣的一側(cè)設置摻雜部件238。摻雜部件238接觸第二摻雜阱220或被設置在第二摻雜阱220中。可選地，可以在柵疊層224的兩側(cè)上都設置摻雜部件238。在一個實施例中，摻雜部件238包括與第二摻雜阱220相同，但采用更高的摻雜濃度。在可選實施例中，摻雜部件238與源極/漏極236相似，并包括與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑。在一個實施例中，在相同的離子注入程序中同時形成摻雜部件238以形成源極/漏極236。例如，摻雜部件238可以包括相同類型摻雜劑的輕摻雜部件和重摻雜部件，與源極/漏極236相似。在另一個實施例中，在相同的離子注入程序中同時形成摻雜部件238以在其他電路區(qū)內(nèi)形成相同摻雜類型的源極/漏極部件。摻雜講220充當一個電容器電極,而第二柵電極228b是另一個電容器電極。柵極介電部件226b是夾在這兩個電容器電極之間的電容器介電層。參考圖3，方法150繼續(xù)到步驟160，形成互連結(jié)構(gòu)242?；ミB結(jié)構(gòu)242包括縱向互連件如常規(guī)通孔或接觸件，以及橫向互連件如金屬線。各種互連部件可以應用各種導電材料包括銅、鎢、和/或硅化物。在一個實例中，采用鑲嵌工藝形成銅相關的多層互連結(jié)構(gòu)。在另一個實施例中，使用鎢形成在接觸孔中的鎢插塞。為簡明起見，圖4中未示出各種互連部件?；ミB部件242包括各種導電部件244，該各種導電部件224被配置成電連接柵電極228a和228b并進一步配置成使得柵電極228a和228b是電浮置的(對于電壓偏置是不可操作的以及不可存取的)。在圖4中僅僅示意性地示出導電部件244。具體地，在另一個實 例中，首先在半導體襯底210和柵疊層222/224上形成層間介電(ILD)層246。通過合適的技術如化學汽相沉積(CVD)形成ILD層246。例如，可以實施高密度等離子體CVD來形成ILD層246。ILD層246形成在襯底上并到柵疊層222/224頂面上方的水平以使柵疊層222/224嵌入其中。在各個實施例中，ILD層246包括氧化硅、低k介電材料(具有小于約3. 9的介電常數(shù)(熱氧化硅的介電常數(shù))的介電材料)。在一個實施例中，對ILD層246進一步應用化學機械拋光(CMP)工藝以平坦化ILD層246的頂面。在另一個實施例中，CMP工藝可以進一步減少ILD層246的厚度，以使柵疊層222/224從頂側(cè)暴露出。在ILD層246中形成多個接觸部件，并且所述多個接觸部件與包括位于第一區(qū)104中的晶體管214的源極和漏極236以及位于第二區(qū)216中的摻雜部件238的各個接觸區(qū)對準以便暴露出這些接觸區(qū)。接觸部件的形成可以包括蝕刻以形成接觸孔并用一種或多種金屬填充接觸孔，從而形成接觸部件或金屬插塞。此后，可以在形成ILD層246和接觸部件之后在ILD層246上形成各種金屬線和通孔部件。金屬線和通孔部件的形成可以包括鑲嵌工藝(單鑲嵌工藝或雙鑲嵌工藝)，如用于形成銅互連結(jié)構(gòu)的鑲嵌工藝。金屬線和通孔部件的形成可以包括金屬蝕刻如用于形成鋁互連結(jié)構(gòu)的金屬蝕刻。在形成半導體結(jié)構(gòu)200之前、之中、和/或之后可以實施其他加工步驟。半導體結(jié)構(gòu)200中的單浮置柵極NVM器件包括集成的晶體管214和電容器216以使第一柵電極228a和第二柵電極228b相連接。尤其是，在第一摻雜阱218中形成晶體管214，以及在第二摻雜阱220中形成電容器216。第一摻雜阱218和第二摻雜阱220摻雜有相同類型的摻雜劑(第一類型摻雜劑)。第一摻雜阱218和第二摻雜阱220通過隔離部件212分開并隔離。在本實施例中，隔離部件212是STI部件。在另一個實施例中，隔離部件212是用于提供結(jié)隔離的摻雜部件。在這種情況中，摻雜部件212摻雜有與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑。而且，半導體結(jié)構(gòu)200中的單浮置柵極NVM器件被設計成能夠在增強型模式下操作電容器并增加耦合效率。在操作期間，將拾取器部件238適當?shù)仄肰ra以使能增強型模式。偏置Vra是施加于拾取器部件238的相對于第二柵電極228b的電壓。具體而言，當?shù)诙诫s阱220是p型摻雜時，Va是正的。當?shù)诙诫s阱220是n型摻雜時，Vcg是負的。盡管描述了半導體結(jié)構(gòu)200和方法150，但是可以存在其他可選實施例，而不背離本發(fā)明的范圍。例如，根據(jù)各個其他實施例，單浮置柵極非易失性存儲器器件可以具有其他用于在增強型模式下操作電容器的合適的結(jié)構(gòu)，并且這樣的結(jié)構(gòu)將在下面進一步給出。圖5示出了根據(jù)另一個實施例構(gòu)造的具有浮置柵極非易失性存儲器器件的半導體結(jié)構(gòu)250的截面圖。浮置柵極非易失性存儲器器件包括集成在一起的位于第一區(qū)104中的晶體管214和位于第二區(qū)106中的電容器216。半導體結(jié)構(gòu)250在組成、形成和結(jié)構(gòu)方面與半導體結(jié)構(gòu)200相似。然而，摻雜阱被設計和配置成不同于半導體結(jié)構(gòu)200中的那些。在下面給出詳細描述。為簡明起見，在下面未對相似的部件進行進一步的描述。在第一摻雜阱218中形成晶體管214，以及在第二摻雜阱220中形成電容器216。第一摻雜阱218和第二摻雜阱220摻雜有相同類型的摻雜劑(第一類型摻雜劑)。第一摻雜阱218和第二摻雜阱220通過隔離部件212分開且隔離。在本實施例中，隔離部件212是STI部件。在另一個實施例中，隔離部件212是用于提供結(jié)隔離的摻雜部件。在這種情況下，摻雜部件212摻雜有與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑。半導體結(jié)構(gòu)250進 一步包括形成在第二區(qū)106中的第三摻雜阱252。第三摻雜阱252包括與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑。第三摻雜阱252設置在第二摻雜阱220的下面。在一個實施例中，在第二區(qū)106中形成第三摻雜阱252。然后在第三摻雜阱252中形成第二摻雜阱220。在一個實例中，在形成柵疊層224之前形成第二摻雜阱220。在另一個實例中，在形成柵疊層224之后形成第二摻雜阱220，其中采用離子注入通過柵疊層224將摻雜種類引入到第二阱220。而且，半導體結(jié)構(gòu)250中的單浮置柵極NVM器件被設計成能夠在增強型模式下操作電容器216，并具有增強的耦合效率。在操作期間，將拾取器部件238適當?shù)仄肰ra以使能增強型模式。具體而言，當?shù)诙诫s阱220是p型摻雜時，Vra是正的。當?shù)诙诫s阱220是n型摻雜時，Vcg是負的。圖6示出了根據(jù)另一個實施例構(gòu)造的具有浮置柵極非易失性存儲器器件的半導體結(jié)構(gòu)260的截面圖。浮置柵極非易失性存儲器器件包括集成在一起的位于第一區(qū)104中的晶體管214和位于第二區(qū)106中的電容器216。半導體結(jié)構(gòu)260在組成、形成和結(jié)構(gòu)方面與半導體結(jié)構(gòu)250相似。然而，第三摻雜阱252被設計成在第一摻雜阱218和第二摻雜阱220之間延伸以在第一摻雜阱218和第二摻雜阱220之間提供結(jié)隔離。因此，可以消除第一摻雜阱和第二摻雜阱之間的介電隔離部件，如STI部件。在另一個實施例中，在俯視圖中，第三摻雜阱252在尺寸上大于第二摻雜阱220，以使第二摻雜阱220嵌入第三摻雜阱252中并被第三摻雜阱252包圍。為簡明起見，沒有進一步地描述相似的部件和步驟(制造和/或操作)。例如，當?shù)诙诫s阱220是p型摻雜時，Vra是正的。當?shù)诙诫s阱220是n型摻雜時，Vra是負的。在半導體結(jié)構(gòu)的各個實施例中，單浮置柵極非易失性存儲器器件被設計成使能電容器處于增強型模式。具體地，在操作期間，將電容器的拾取器部件適當?shù)仄秒妷篤ra (在電容器區(qū)從拾取器部件到柵電極的電壓)以使能增強型模式。具體而言，當在P型阱中設置電容器區(qū)內(nèi)的第二柵疊層時，Vra是正的。當在n型阱中設置電容器區(qū)內(nèi)的第二柵疊層時，Vcg是負的。由于電容耦合效率通過使能增強型模式而不必通過增加電容器面積來增加，因此在各個實施例中公開的半導體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了增大的封裝密度。因此，本發(fā)明提供了非易失性存儲器(NVM)器件。NVM器件包括具有第一區(qū)和第二區(qū)的半導體襯底，第二區(qū)接近第一區(qū)。NVM器件包括形成在第一區(qū)內(nèi)并被設計成可通過操作保留電荷的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)。NVM器件還包括形成在第二區(qū)內(nèi)并與用于數(shù)據(jù)操作的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)耦合的電容器。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括位于半導體襯底中的具有第一類型摻雜劑的第一摻雜阱。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)還包括位于第一摻雜阱上的第一柵極介電部件。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)還包括被設置在第一柵極介電部件上并被配置為浮置的第一柵電極。電容器包括形成在半導體襯底中的具有第一類型摻雜劑的第二摻雜阱。電容器包括位于第二摻雜阱上的第二柵極介電部件。電容器還包括被設置在第二柵極介電部件上并連接至第一柵電極的第二柵電極。在NVM器件的一個實施例中，第一摻雜阱與第二摻雜阱通過隔離部件隔離。在一個實例中，隔離部件包括介電部件，該介電部件形成在半導體襯底中并介于第一摻雜阱和第二摻雜阱之間。在另一個實例中，隔離部件包括具有與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑的摻雜部件，其中該摻雜部件形成于半導體襯底中并介于第一摻雜阱和第二摻雜阱之間。在另一個實施例中，NVM器件進一步包括具有與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑的第三摻雜阱，其中第三摻雜阱形成在第二區(qū)內(nèi)的半導體襯底中，并位于第二摻雜阱的下面。在一個實例中，第三摻 雜阱在第一摻雜阱和第二摻雜阱之間延伸，并將第一摻雜講與第二摻雜講分開。在又一個實施例中，NVM器件進一步包括重摻雜部件，該重摻雜部件接觸第二摻雜阱并被設計成拾取器電極以用于電壓偏置。在另一個實施例中，數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)進一步包括具有與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑的源極和漏極部件，其中源極和漏極部件形成在第一摻雜阱中，并被設置在第一柵電極的兩側(cè)上。在一個實例中，第一類型摻雜劑是P型摻雜劑；第二類型摻雜劑是n型摻雜劑；以及數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括n型場效應晶體管。在另一個實例中，第一類型摻雜劑是n型摻雜劑；第二類型摻雜劑是P型摻雜劑；以及數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括P型場效應晶體管。在又一個實施例中，第一摻雜阱直接接觸第一柵極介電部件；以及第二摻雜阱直接接觸第二柵極介電部件。本發(fā)明還提供了非易失性存儲器(NVM)器件的另一個實施例。該NVM器件包括具有第一區(qū)和第二區(qū)的半導體襯底。第二區(qū)接近第一區(qū)。該NVM器件還包括數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)形成在第一區(qū)內(nèi)并被設計成可通過操作保留電荷。NVM器件還包括形成在第二區(qū)內(nèi)并與數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)耦合的電容器。電容器包括具有第一類型摻雜劑的第一摻雜阱，并且第一摻雜阱形成在半導體襯底中。電容器還包括具有與第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑的第二摻雜阱，并且第二摻雜阱形成在半導體襯底中。第二摻雜阱位于第一摻雜阱上并直接接觸第一摻雜阱。電容器還包括位于第二摻雜阱上的第一柵極介電部件。電容器包括設置在第一柵極介電部件上的第一柵電極。在一個實施例中，數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)進一步包括具有第二類型摻雜劑的第三摻雜阱，其中，第三摻雜阱形成在第一區(qū)內(nèi)的半導體襯底中并與第二摻雜阱隔離。在一個實例中，第一摻雜阱橫向包圍第二摻雜阱并配置成將第三摻雜阱與第二摻雜阱分開。在另一個實例中，NVM器件進一步包括淺溝槽隔離(STI)部件，該STI部件介于第二摻雜阱和第三摻雜阱之間，并被配置成隔離第三摻雜阱和第二摻雜阱。在另一個實例中，數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)進一步包括位于第三摻雜阱上的第二柵極介電部件。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)還包括設置在第二柵極介電部件上的第二柵電極。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)可以進一步包括具有第一類型摻雜劑的源極和漏極部件。該源極和漏極部件形成在第三摻雜阱中，并被設置為位于第二柵電極的兩側(cè)上。在另一個實施例中，NVM器件進一步包括摻雜部件，該摻雜部件被設置在第二區(qū)內(nèi)并接觸第二摻雜阱。本發(fā)明還提供一種用于形成非易失性存儲器(NVM)器件的方法的一個實施例。該方法包括提供具有第一區(qū)和第 二區(qū)的半導體襯底。第二區(qū)接近第一區(qū)。該方法包括在第一區(qū)內(nèi)形成第一摻雜阱；在第二區(qū)內(nèi)形成第二摻雜阱。第一摻雜阱和第二摻雜阱具有第一類型摻雜劑，并彼此隔離。該方法還包括在第一摻雜阱中形成數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括第一柵疊層。該方法還包括在第二摻雜阱上形成第二柵疊層，從而形成電容器。 在一個實施例中，形成數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括在第一區(qū)內(nèi)形成第一柵極介電部件。形成數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括在第一柵極介電部件上形成第一柵電極。形成數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括在第一摻雜阱中形成源極和漏極部件。該源極和漏極部件被設置在第一柵電極的兩側(cè)上。形成第二柵疊層包括形成第二柵極介電部件。形成第二柵疊層包括在第二柵極介電部件上形成第二柵電極。形成第二柵疊層還包括在半導體襯底中形成摻雜部件。該摻雜部件位于第二區(qū)內(nèi)并接觸第二摻雜阱。在另一個實施例中，該方法進一步包括形成具有第二類型摻雜劑的第三摻雜阱，以使第三摻雜阱位于第二摻雜阱下面，并接觸第二摻雜阱。在又一個實施例中，形成第二摻雜阱包括在形成第一柵疊層和第二柵疊層之后實施注入工藝以形成位于第二柵疊層下面的第二摻雜阱。在又一個實施例中，可通過操作電偏置摻雜部件以實現(xiàn)充電或放電電容器。在一個實施例中，在操作NVM器件期間，偏置摻雜部件以使電容器處于增強型模式。在又一個實施例中，當?shù)诙诫s阱是P型阱時，對摻雜部件施加相對于第二柵電極的正電壓；當?shù)诙诫s阱是n型阱時，對摻雜部件施加相對于第二柵電極的負電壓。上面論述了若干實施例的部件。本領域技術人員應該理解，他們可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎來設計或更改其他用于達到與本文所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點的工藝和結(jié)構(gòu)。本領域技術人員還應該意識到，這種等效結(jié)構(gòu)并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。
權(quán)利要求
1.一種非易失性存儲器(NVM)器件，包括 半導體襯底，具有第一區(qū)和第二區(qū)，所述第二區(qū)接近所述第一區(qū)； 數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，形成在所述第一區(qū)內(nèi)并被設計成可通過操作保留電荷，其中所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括 具有第一類型摻雜劑的第一摻雜阱，被設置在所述半導體襯底中， 第一柵極介電部件，被設置在所述第一摻雜阱上，以及第一柵電極，被設置在所述第一柵極介電部件上并被配置成是浮置的；以及電容器，形成在所述第二區(qū)內(nèi)，并與所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)耦合以用于數(shù)據(jù)操作，其中，所述電容器包括 具有第一類型摻雜劑的第二摻雜阱，被設置在所述半導體襯底中， 第二柵極介電部件，被設置在所述第二摻雜阱上，以及 第二柵電極，被設置在所述第二柵極介電部件上并連接至所述第一柵電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NVM器件，其中，所述第一摻雜阱與所述第二摻雜阱通過隔離部件隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的NVM器件，其中，所述隔離部件包括介電部件，所述介電部件形成在所述半導體襯底中井介于所述第一摻雜阱和所述第二摻雜阱之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的NVM器件，其中，所述隔離部件包括具有與所述第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑的摻雜部件，其中，所述摻雜部件形成在所述半導體襯底中，井介于所述第一摻雜阱和所述第二摻雜阱之間。
5.一種非易失性存儲器(NVM)器件，包括 半導體襯底，具有第一區(qū)和第二區(qū)，所述第二區(qū)接近所述第一區(qū)； 數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，形成在所述第一區(qū)內(nèi)并被設計成可通過操作保留電荷；以及 電容器，形成在所述第二區(qū)內(nèi)，并與所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)耦合，其中，所述電容器包括 具有第一類型摻雜劑的第一摻雜阱，形成在所述半導體襯底中； 具有與所述第一類型摻雜劑相反的第二類型摻雜劑的第二摻雜阱，形成在所述半導體襯底中，其中，所述第二摻雜阱位于所述第一摻雜阱上，并直接接觸所述第一摻雜阱； 第一柵極介電部件，位于所述第二摻雜阱上；以及 第一柵電極，被設置在所述第一柵極介電部件上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的NVM器件，其中，所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)進一歩包括具有所述第ニ類型摻雜劑的第三摻雜阱，其中所述第三摻雜阱形成在所述第一區(qū)內(nèi)的所述半導體襯底中，并與所述第二摻雜阱隔離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的NVM器件，其中，所述第一摻雜阱橫向包圍所述第二摻雜阱，并被配置成將所述第三摻雜阱與所述第二摻雜阱分開。
8.一種用于形成非易失性存儲器(NVM)器件的方法，所述方法包括 提供半導體襯底，所述半導體襯底具有第一區(qū)和接近所述第一區(qū)的第二區(qū)； 在所述第一區(qū)內(nèi)形成第一摻雜阱； 在所述第二區(qū)內(nèi)形成第二摻雜阱，其中，所述第一摻雜阱和所述第二摻雜阱具有第一類型摻雜劑并且彼此隔離； 在所述第一摻雜阱中形成數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，其中，所述數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括第一柵疊層；以及 在所述第二摻雜阱上形成第二柵疊層，從而形成電容器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述形成數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括 在所述第一區(qū)內(nèi)形成第一柵極介電部件， 在所述第一柵極介電部件上形成第一柵電扱，以及 形成位于所述第一區(qū)內(nèi)并被設置在所述第一柵電極的兩側(cè)上的源極和漏極部件；以及 所述形成第二柵疊層包括 形成第二柵極介電部件， 在所述第二柵極介電部件上形成第二柵電扱，以及 形成在所述第二區(qū)內(nèi)的所述半導體襯底中且接觸所述第二摻雜阱的摻雜部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進ー步包括形成具有第二類型摻雜劑的第三摻雜阱，以使所述第三摻雜阱位于所述第二摻雜阱下面并接觸所述第二摻雜阱。
全文摘要
一種NVM器件包括具有第一區(qū)和第二區(qū)的半導體襯底。NVM器件包括形成在第一區(qū)內(nèi)并被設計成可通過操作保留電荷的數(shù)據(jù)存儲部件。NVM器件包括形成在第二區(qū)內(nèi)并與數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)耦合以用于數(shù)據(jù)操作的電容器。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括位于半導體襯底中的第一類型的第一摻雜阱。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括位于第一摻雜阱上的第一柵極介電部件。數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)包括第一柵電極，被設置在第一柵極介電部件上并被配置為是浮置的。電容器包括第一類型的第二摻雜阱。電容器包括位于第二摻雜阱上的第二柵極介電部件。電容器還包括被設置在第二柵極介電部件上并與第一柵電極連接的第二柵電極。本發(fā)明還公開了用于單柵極非易失性存儲器的結(jié)構(gòu)及方法。
文檔編號H01L21/8247GK103050496SQ201210103818
公開日2013年4月17日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者廖大傳, 楊健國, 徐英杰, 陳世憲, 郭良泰, 柯鈞耀 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司