快閃存儲(chǔ)器及其形成方法
【專利摘要】一種快閃存儲(chǔ)器及其形成方法，其中所述快閃存儲(chǔ)器包括：基底；所述基底上由下至上依次設(shè)置的隧道介質(zhì)層、浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極；所述隧道介質(zhì)層包括凸起，所述浮置柵極覆蓋所述凸起的上表面和側(cè)壁。本發(fā)明提供的快閃存儲(chǔ)器具有很高的電容耦合率。
【專利說(shuō)明】快閃存儲(chǔ)器及其形成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及到一種快閃存儲(chǔ)器及其形成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]快閃存儲(chǔ)器(Flash Cell)由于具有存入的數(shù)據(jù)在斷電后不會(huì)消失、存取速度快，以及可進(jìn)行多次數(shù)據(jù)的存入、讀取、擦除等優(yōu)點(diǎn)，使其成為計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備廣泛應(yīng)用的一種內(nèi)存元件，并已成為目前最主要的非揮發(fā)性存儲(chǔ)產(chǎn)品。
[0003]快閃存儲(chǔ)器一般具有堆棧式柵極結(jié)構(gòu)，包括隧道介質(zhì)層、用于存儲(chǔ)電荷的浮置柵極(Floating Gate)、柵間介質(zhì)層和用于控制數(shù)據(jù)存取的控制柵極(Control Gate)?，F(xiàn)有技術(shù)中，快閃存儲(chǔ)器的形成方法包括:
[0004]參考圖1，提供基底I，在所述基底I上由下至上依次形成介質(zhì)材料層2和浮置柵極材料層3 ；
[0005]參考圖2，在所述浮置柵極材料層3上形成圖形化的掩膜層4，所述圖形化的掩膜層4定義浮置柵極的位置；
[0006]參考圖3，以所述圖形化的掩膜層4為掩膜，刻蝕所述浮置柵極材料層3和所述介質(zhì)材料層2，刻蝕至所述介質(zhì)材料層2的下表面，分別形成浮置柵極3’和隧道介質(zhì)層2’(Channel Oxide),并去除所述圖形化的掩膜層4 ；
[0007]參考圖4，在所述浮置柵極3’和所述基底I上形成柵間介質(zhì)層5，并在所述柵間介質(zhì)層5上形成控制柵極6。
[0008]形成所述柵間介質(zhì)層5和所述控制柵極6后，在所述基底I上形成源極和漏極(未示出)。
[0009]編程操作時(shí)，在漏極上加第一電壓，并在所述控制柵極6上施加大于所述第一電壓的電壓，所述控制柵極6上的電壓耦合至所述浮置柵極3’，使漏極中的電子在所述控制柵極6上的電壓的驅(qū)動(dòng)下，穿過(guò)所述隧道介質(zhì)層2’進(jìn)入所述浮置柵極3’中；擦除操作時(shí)，在源極上施加第二電壓，所述第二電壓大于所述控制柵極6上的電壓，所述浮置柵極3’中的電子在所述第二電壓的驅(qū)動(dòng)下，穿過(guò)所述隧道介質(zhì)層2’進(jìn)入源極中。
[0010]上述控制柵極6上的電壓耦合至所述浮置柵極3’的參數(shù)稱之為電容耦合率Cp，其中電容耦合率Cp=Crf/ (Ccf+Cfs)，其中Cci為控制柵極6與浮置柵極3’之間的電容，Cfs為浮置柵極3’與基底I之間的電容。Cfs不變時(shí)，控制柵極6和浮置柵極3’之間的正對(duì)面積越大，Ccf就越大，進(jìn)而使電容耦合率Cp越大。電容耦合率Cp越大，控制柵極6上的電壓耦合至所述浮置柵極3’的能力就越強(qiáng)，編程操作時(shí)，需施加在控制柵極6上的電壓將降低，進(jìn)而使快閃存儲(chǔ)器的編程操作速度和效率大大提升。同理，在擦除操作時(shí)，需施加在源極上的第二電壓也將降低，可以避免過(guò)度擦除(過(guò)度擦除指:除了先前進(jìn)入浮置柵極3’的電子被吸出外，還將原本屬于浮置柵極3’的電子也吸出，在浮置柵極3’中形成孔洞)的問(wèn)題，還可以提高擦除操作的速度和效率。
[0011]然而，隨著集成電路的集成度不斷提高、器件尺寸的不斷縮小，所述浮置柵極3’的尺寸已經(jīng)降至次微米以下，使控制柵極6和浮置柵極3’之間的正對(duì)面積減小，進(jìn)而導(dǎo)致電容耦合率太小，嚴(yán)重影響了所述快閃存儲(chǔ)器的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明解決的問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中，快閃存儲(chǔ)器的電容耦合率太小。
[0013]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種快閃存儲(chǔ)器的形成方法，包括:提供基底；在所述基底上形成隧道介質(zhì)層，所述隧道介質(zhì)層包括凸起，所述凸起定義浮置柵極的位置；在所述隧道介質(zhì)層上由下至上形成浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極，所述浮置柵極覆蓋所述凸起的上表面和側(cè)壁。
[0014]可選的，所述隧道介質(zhì)層的形成方法包括:在所述基底上形成第一介質(zhì)材料層；圖形化所述第一介質(zhì)材料層，圖形化的第一介質(zhì)材料層定義凸起的位置；在所述基底和圖形化的第一介質(zhì)材料層上采用淀積法或熱氧化法形成第二介質(zhì)材料層；圖形化的第一介質(zhì)材料層和第二介質(zhì)材料層構(gòu)成隧道介質(zhì)層。
[0015]可選的，所述隧道介質(zhì)層的形成方法包括:在所述基底上形成介質(zhì)材料層；在所述介質(zhì)材料層上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層定義凸起的位置；以所述圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕部分厚度的所述介質(zhì)材料層，形成隧道介質(zhì)層。
[0016]可選的，所述隧道介質(zhì)層的形成方法包括:在所述基底上形成第一介質(zhì)材料層；在所述第一介質(zhì)材料層上形成具有窗口的掩膜層，所述窗口定義凸起的位置；以所述掩膜層為掩膜，在所述窗口內(nèi)填充第二介質(zhì)材料層，所述第二介質(zhì)材料層為所述凸起；所述第一介質(zhì)材料層和所述第二介質(zhì)材料層構(gòu)成所述隧道介質(zhì)層。
[0017]可選的，在所述隧道介質(zhì)層上由下至上形成浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極的方法包括:在所述隧道介質(zhì)層上由下至上依次形成浮置柵極材料層、柵間介質(zhì)材料層和控制柵極材料層；在所述控制柵極材料層上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層定義浮置柵極的位置；以所述圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕所述浮置柵極材料層、柵間介質(zhì)材料層和控制柵極材料層，刻蝕至所述隧道介質(zhì)層上表面，形成浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極。
[0018]可選的，在所述隧道介質(zhì)層上由下至上形成浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極的方法包括:在所述隧道介質(zhì)層上形成浮置柵極材料層；在所述浮置柵極材料層上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層定義浮置柵極的位置；以所述圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕所述浮置柵極材料層，形成浮置柵極；在所述浮置柵極上表面和側(cè)壁，以及所述隧道介質(zhì)層上表面形成柵間介質(zhì)層和控制柵極。
[0019]可選的，所述隧道介質(zhì)層的材料為無(wú)定形碳氮、多晶硼氮、氟硅玻璃、多孔S1CH和多孔金剛石中的一種或幾種。
[0020]可選的，所述柵間介質(zhì)層的材料為S12, Si3N4, HfS1N^HfO2,HfS1,HfTaO,HfT1,HfZrO, A1203> La203、ZrO2 和 LaAlO 中的一種或幾種。
[0021]可選的，所述柵間介質(zhì)層為三層結(jié)構(gòu)，其中中間層的材料為氮化硅，其他兩層的材料為氧化硅。
[0022]可選的，所述浮置柵極的材料為多晶硅；所述控制柵極的材料為多晶硅。
[0023]可選的，還包括:在所述基底上形成隧道介質(zhì)層之前，在所述基底上形成源極和漏極；或者，在形成所述柵間介質(zhì)層和控制柵極之后，在所述基底上形成源極和漏極。
[0024]本發(fā)明還提供一種快閃存儲(chǔ)器，包括:基底；所述基底上由下至上依次設(shè)置的隧道介質(zhì)層、浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極；所述隧道介質(zhì)層包括凸起，所述浮置柵極覆蓋所述凸起的上表面和側(cè)壁。
[0025]可選的，所述柵間介質(zhì)層和控制柵極位于所述浮置柵極的上表面；或者，所述柵間介質(zhì)層和控制柵極位于所述浮置柵極的上表面和側(cè)壁，以及所述隧道介質(zhì)層的上表面。
[0026]可選的，所述隧道介質(zhì)層的材料為無(wú)定形碳氮、多晶硼氮、氟硅玻璃、多孔S1CH和多孔金剛石中的一種或幾種。
[0027]可選的，所述柵間介質(zhì)層的材料為S12, Si3N4, HfS1N^HfO2,HfS1,HfTaO,HfT1,HfZrO, A1203> La203、ZrO2 和 LaAlO 中的一種或幾種。
[0028]可選的，所述柵間介質(zhì)層為三層結(jié)構(gòu)，其中中間層的材料為氮化硅，其他兩層的材料為氧化硅。
[0029]可選的，所述浮置柵極的材料為多晶硅；所述控制柵極的材料為多晶硅。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0031]本技術(shù)方案中，所述隧道介質(zhì)層具有凸起，所述凸起所在位置處的隧道介質(zhì)層厚度(基底上表面至凸起上表面的距離)大于其他位置上隧道介質(zhì)層的厚度。所述凸起所在位置處的隧道介質(zhì)層厚度大具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0032]第一，電容與極板間的間距成反比，所述凸起所在位置處的隧道介質(zhì)層厚度較大，增大了所述浮置柵極與所述基底之間的間距，使浮置柵極與基底之間的電容Cfs值減小，可以提高所述快閃存儲(chǔ)器的電容耦合率Cp，進(jìn)而提高所述快閃存儲(chǔ)器的性能，如存儲(chǔ)、讀取和擦除的操作速度和效率。
[0033]第二，所述浮置柵極覆蓋所述凸起的上表面和側(cè)壁，通過(guò)調(diào)節(jié)凸起的高度，可以使所述浮置柵極的側(cè)壁加長(zhǎng)。若所述柵間介質(zhì)層和控制柵極形成在所述浮置柵極的上表面和側(cè)壁，以及所述隧道介質(zhì)層的上表面，所述浮置柵極的側(cè)壁加長(zhǎng)可以提高所述浮置柵極與所述控制柵極之間的正對(duì)面積；由于電容與極板間的正對(duì)面積呈正比，所述浮置柵極的側(cè)壁加長(zhǎng)可以提高控制柵極與浮置柵極之間的電容Cci，進(jìn)而提高所述快閃存儲(chǔ)器的電容耦合率Cp，使所述快閃存儲(chǔ)器的性能，如存儲(chǔ)、讀取和擦除的操作速度和效率得到提高。
[0034]第三，如果隧道介質(zhì)層過(guò)薄，存儲(chǔ)在浮置柵極內(nèi)的電子容易穿過(guò)所述隧道介質(zhì)層進(jìn)入基底內(nèi)，導(dǎo)致快閃存儲(chǔ)器的可靠性降低；本技術(shù)方案中，所述凸起所在位置處的隧道介質(zhì)層厚度較大，覆蓋所述凸起上表面和側(cè)壁的浮置柵極內(nèi)的電子更難穿過(guò)該部分隧道介質(zhì)層而進(jìn)入基底內(nèi)，提高了所述快閃存儲(chǔ)器的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1至圖4是現(xiàn)有技術(shù)中快閃存儲(chǔ)器形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖5至圖12是本發(fā)明第一實(shí)施例快閃存儲(chǔ)器的形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖13至圖15是本發(fā)明第二實(shí)施例快閃存儲(chǔ)器的形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖16至圖17是本發(fā)明第三實(shí)施例快閃存儲(chǔ)器的形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖18至圖19是本發(fā)明第四實(shí)施例快閃存儲(chǔ)器的形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040]現(xiàn)有技術(shù)中，由于集成電路的集成度不斷提高、器件尺寸的不斷縮小，所述浮置柵極3’的尺寸已經(jīng)降至次微米以下，使控制柵極6和浮置柵極3’之間的疊合面積太小，進(jìn)而導(dǎo)致電容耦合率太小，嚴(yán)重降低了所述快閃存儲(chǔ)器的操作速度和效率。為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種快閃存儲(chǔ)器及其形成方法，所述快閃存儲(chǔ)器具有很高的電容耦合率。
[0041]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0042]第一實(shí)施例
[0043]本實(shí)施例提供一種快閃存儲(chǔ)器的形成方法，包括:
[0044]參考圖5，提供基底110，在所述基底110上形成第一介質(zhì)材料層120。
[0045]在具體實(shí)施例中，形成所述第一介質(zhì)材料層120的方法為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或原子層沉積。
[0046]在具體實(shí)施例中,所述第一介質(zhì)材料層120的材料為低k材料,如無(wú)定形碳氮、多晶硼氮、氟硅玻璃、多孔S1CH和多孔金剛石中的一種或幾種。也可以采用熱氧化法使所述基底110上表面被氧化，形成的氧化層作為第一介質(zhì)材料層120。
[0047]在具體實(shí)施例中，形成第一介質(zhì)材料層120前，還包括在所述基底110內(nèi)形成源極S和漏極D (未示出)。
[0048]所述基底110的材料可以為娃、娃鍺、絕緣體上娃(silicon on insulator,簡(jiǎn)稱SOI)等常規(guī)的半導(dǎo)體材料。所述基底110還可以根據(jù)需要摻雜形成P型或η型基底。
[0049]參考圖6，在所述第一介質(zhì)材料層120上形成圖形化的掩膜層101，所述圖形化的掩膜層101定義凸起的位置，所述凸起定義浮置柵極的位置。
[0050]參考圖7，以所述圖形化的掩膜層101為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)材料層120至基底110上表面，形成圖形化的第一介質(zhì)材料層121，并去除所述圖形化的掩膜層101。
[0051]刻蝕所述第一介質(zhì)材料層120的方法可以為干法刻蝕或者濕法刻蝕，刻蝕所述第一介質(zhì)材料層120時(shí)，所述第一介質(zhì)材料層120與所述基底110之間具有較高的刻蝕選擇t匕，以保證刻蝕可以停止于所述基底110的上表面。
[0052]參考圖8，在所述基底110和圖形化的第一介質(zhì)材料層121上使用淀積法或熱氧化法形成第二介質(zhì)材料層122 ;圖形化的第一介質(zhì)材料層121和第二介質(zhì)材料層122構(gòu)成隧道介質(zhì)層123，所述隧道介質(zhì)層123在圖形化的第一介質(zhì)材料層121對(duì)應(yīng)的位置上形成凸起102。
[0053]形成在圖形化的第一介質(zhì)材料層121上表面的第二介質(zhì)材料層122的高度高于形成在所述基底110上表面的第二介質(zhì)材料層122的高度，所以所述隧道介質(zhì)層123的上表面不平坦，在圖形化的第一介質(zhì)材料層121對(duì)應(yīng)的位置上形成凸起102。其中所述凸起102是指隧道介質(zhì)層123中高度較高的部分，即圖8所示，隧道介質(zhì)層123中虛線以上的部分。
[0054]淀積形成第二介質(zhì)材料層122的方法可以為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或本領(lǐng)域所熟知的其他方法。也可以采用熱氧化法使所述基底110上表面被氧化，形成的氧化層作為第二介質(zhì)材料層122。
[0055]在具體實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)材料層122的材料可以為低k材料，如無(wú)定形碳氮、多晶硼氮、氟硅玻璃、多孔S1CH和多孔金剛石中的一種或幾種。
[0056]由于電容與介質(zhì)層的介電常數(shù)成正比，若構(gòu)成所述隧道介質(zhì)層123的圖形化的第一介質(zhì)材料層121和第二介質(zhì)材料層122的材料都為低k材料，可以降低浮置柵極和基底110之間的電容值Cfs，進(jìn)而提高所述快閃存儲(chǔ)器的電容耦合率Cp，使所述快閃存儲(chǔ)器的性能，如存儲(chǔ)、讀取和擦除的操作速度和效率得到提高。
[0057]在具體實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)材料層122的材料可以與所述第一介質(zhì)材料層120的材料相同。
[0058]參考圖8，圖形化的第一介質(zhì)材料層121的厚度和所述第二介質(zhì)材料層122的厚度之和為H。
[0059]參考圖9，在所述隧道介質(zhì)層123上淀積浮置柵極材料層130。
[0060]由于浮置柵極材料層130的厚度遠(yuǎn)大于所述隧道介質(zhì)層123的厚度，所以，所述浮置柵極材料層130的上表面基本變得平坦。
[0061]淀積形成浮置柵極材料層130的方法可以為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或本領(lǐng)域所熟知的其他方法。
[0062]所述浮置柵極材料層130的材料為多晶硅或本領(lǐng)域所熟知的其他材料。
[0063]參考圖10，在所述浮置柵極材料層130上由下至上依次形成柵間介質(zhì)材料層140和控制柵極材料層150。
[0064]形成柵間介質(zhì)材料層140和控制柵極材料層150的方法可以為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或本領(lǐng)域所熟知的其他方法。
[0065]在具體實(shí)施例中，所述柵間介質(zhì)材料層140的材料為高k材料，如HfS1N、HfO2,HfSi0、HfTa0、HfTi0、HfZr0、Al203、La203、Zr02、和 LaAlO 中的一種或幾種。
[0066]所述柵間介質(zhì)層140的材料為高k材料，可以提高所述浮置柵極與控制柵極之間的電容Crf值，進(jìn)而提高所述快閃存儲(chǔ)器的電容耦合率cp，使所述快閃存儲(chǔ)器的性能，如存儲(chǔ)、讀取和擦除的操作速度和效率得到提高。
[0067]所述柵間介質(zhì)材料層140的材料也可以為S12或Si3N4。
[0068]在其他實(shí)施例中，所述柵間介質(zhì)層140為三層結(jié)構(gòu)，其中中間層的材料為氮化硅，其他兩層的材料為氧化硅。
[0069]在具體實(shí)施例中，所述控制柵極150的材料為多晶硅，或?yàn)楸绢I(lǐng)域所熟知的其他材料。
[0070]參考圖11，在所述控制柵極材料層150上形成圖形化的掩膜層103，所述圖形化的掩膜層103定義浮置柵極的位置。
[0071]由于要使浮置柵極覆蓋所述凸起102的上表面和側(cè)壁，所以所述圖形化的掩膜層103必須位于所述凸起102的正上方，且所述圖形化的掩膜層103的寬度應(yīng)大于所述凸起102的寬度。
[0072]參考圖12，以所述圖形化的掩膜層103為掩膜，刻蝕所述浮置柵極材料層130、所述柵間介質(zhì)材料層140和所述控制柵極材料層150，刻蝕至所述隧道介質(zhì)層123上表面，形成浮置柵極131、柵間介質(zhì)層141和控制柵極151。然后去除所述圖形化的掩膜層103。
[0073]上述實(shí)施例中，形成源極S和漏極D的步驟在形成所述第一介質(zhì)材料層120之前。在其他實(shí)施例中，也可以在形成浮置柵極131、柵間介質(zhì)層141和控制柵極151之后，再形成源極S和漏極D。
[0074]本技術(shù)方案提供的快閃存儲(chǔ)器具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0075]形成于所述凸起102上表面的浮置柵極131與所述基底110之間的間距為所述凸起102上表面至所述基底110上表面的間距，即為圖形化的第一介質(zhì)材料層121的厚度和所述第二介質(zhì)材料層122的厚度之和H (參考圖8)。這種設(shè)計(jì)增加了所述浮置柵極131與所述基底110之間的間距。由于電容與極板之間的間距成反比，所以增加了所述浮置柵極131與所述基底110之間的間距，使所述浮置柵極131與所述基底110之間的電容Cfs減小，提高了所述快閃存儲(chǔ)器的電容耦合率Cp，進(jìn)而提高了所述快閃存儲(chǔ)器的性能，如存儲(chǔ)、讀取和擦除的操作速度和效率。
[0076]進(jìn)一步，如果隧道介質(zhì)層123過(guò)薄，存儲(chǔ)在浮置柵極131內(nèi)的電子容易穿過(guò)所述隧道介質(zhì)層123進(jìn)入基底110內(nèi)，導(dǎo)致快閃存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的信息發(fā)生變化，降低了快閃存儲(chǔ)器的可靠性；本技術(shù)方案中，所述凸起102所在位置處的隧道介質(zhì)層123厚度較大，覆蓋所述凸起102的浮置柵極131內(nèi)的電子更難穿過(guò)該部分隧道介質(zhì)層123而進(jìn)入基底110內(nèi)，提高了所述快閃存儲(chǔ)器的可靠性。
[0077]第二實(shí)施例
[0078]本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于:
[0079]參考圖13，在所述隧道介質(zhì)層123上淀積浮置柵極材料層130后，在所述浮置柵極材料層130上形成圖形化的掩膜層104，所述圖形化的掩膜層104定義浮置柵極的位置。
[0080]由于要使浮置柵極覆蓋所述凸起102的上表面和側(cè)壁，所以所述圖形化的掩膜層104必須位于所述凸起102的正上方，且所述圖形化的掩膜層104的寬度應(yīng)大于所述凸起102的寬度。
[0081]參考圖14，以所述圖形化的掩膜層104為掩膜，刻蝕所述浮置柵極材料層130，刻蝕至所述隧道介質(zhì)層123上表面，形成浮置柵極131。形成浮置柵極131后，去除所述圖形化的掩膜層104。
[0082]參考圖15，在所述浮置柵極131的上表面和側(cè)壁，以及所述隧道介質(zhì)層123的上表面形成柵間介質(zhì)層141和控制柵極151。
[0083]在本實(shí)施例中，多個(gè)相鄰的快閃存儲(chǔ)器共用同一控制柵極151，即形成所述浮置柵極131后，只需在所述浮置柵極131和隧道介質(zhì)層123上形成柵間介質(zhì)材料層，并在所述柵間介質(zhì)材料層上形成控制柵極材料層，其中所述柵間介質(zhì)材料層即為柵間介質(zhì)141，所述控制柵極材料層即為控制柵極151，無(wú)需再圖形化柵間介質(zhì)材料層和控制柵極材料層。
[0084]在具體實(shí)施例中，相鄰兩快閃存儲(chǔ)器之間還形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。此時(shí)，柵間介質(zhì)層141和控制柵極151的形成方法為:
[0085]在所述浮置柵極131的上表面和側(cè)壁，以及所述隧道介質(zhì)層123的上表面形成柵間介質(zhì)材料層；
[0086]形成所述柵間介質(zhì)材料層后，在相鄰兩快閃存儲(chǔ)器之間形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；
[0087]在所述柵間介質(zhì)材料層和所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上形成控制柵極材料層；形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)后，所述柵間介質(zhì)材料層為柵間介質(zhì)141，所述控制柵極材料層為控制柵極151，無(wú)需再圖形化柵間介質(zhì)材料層和控制柵極材料層。
[0088]由于所述控制柵極151的厚度很大，所以在所述控制柵極151上基本平坦。
[0089]由于柵間介質(zhì)層141和控制柵極151形成在所述浮置柵極131的上表面和側(cè)壁上，以及所述隧道介質(zhì)層123的上表面上，所以控制柵極151與所述浮置柵極131的側(cè)壁也具有正對(duì)面積。因?yàn)樗龈≈脰艠O131覆蓋所述凸起102的側(cè)壁和上表面，通過(guò)調(diào)節(jié)凸起102的高度，可以使所述浮置柵極131的側(cè)壁加長(zhǎng)，提高所述浮置柵極131與所述控制柵極151之間的正對(duì)面積。由于電容與極板間的正對(duì)面積呈正比，進(jìn)而可以提高所述浮置柵極131與所述控制柵極151之間的電容Cci，進(jìn)而提高所述快閃存儲(chǔ)器的電容耦合率Cp，使所述快閃存儲(chǔ)器的性能，如存儲(chǔ)、讀取和擦除的操作速度和效率得到提高。
[0090]第三實(shí)施例
[0091]第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于，形成所述隧道介質(zhì)層的方法不同。
[0092]第三實(shí)施例中，形成所述隧道介質(zhì)層的方法為:
[0093]參考圖16,在所述基底110上形成第一介質(zhì)材料層120 ;在所述第一介質(zhì)材料層120上形成圖形化的掩膜層101，所述圖形化的掩膜層101定義凸起的位置。
[0094]在具體實(shí)施例中，本實(shí)施例中的第一介質(zhì)材料層120厚度等于第一實(shí)施例中第一介質(zhì)材料層120和第二介質(zhì)材料層層122的厚度之和。
[0095]本步驟可以參考第一實(shí)施例的相關(guān)步驟。
[0096]參考圖17，以所述圖形化的掩膜層101為掩膜，刻蝕部分厚度的所述第一介質(zhì)材料層120，形成隧道介質(zhì)層123。
[0097]該步驟中需要嚴(yán)格控制刻蝕所述第一介質(zhì)材料層120的厚度，以得到所需圖形的隧道介質(zhì)層123。
[0098]其中凸起102形成在所述圖形化的掩膜層101的位置下方。
[0099]其他內(nèi)容參考第一實(shí)施例。
[0100]第四實(shí)施例
[0101]第四實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于，形成所述隧道介質(zhì)層的方法不同。
[0102]第四實(shí)施例中，形成所述隧道介質(zhì)層的方法為:
[0103]參考圖18，在所述基底110上形成第一介質(zhì)材料層120，并在所述第一介質(zhì)材料層120上形成具有窗口 105的掩膜層，所述窗口 105定義凸起的位置。
[0104]參考圖19，在所述窗口 105內(nèi)填充第二介質(zhì)材料層，并去除所述掩膜層。所述第二介質(zhì)材料層為所述凸起102。
[0105]所述凸起102和所述第一介質(zhì)材料層120構(gòu)成所述隧道介質(zhì)層123。
[0106]在具體實(shí)施例中，形成凸起102的方法為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或外延生長(zhǎng)法。也可以為本領(lǐng)域所熟知的其他方法。
[0107]其他內(nèi)容參考第一實(shí)施例。
[0108]第五實(shí)施例
[0109]本發(fā)明還提供一種快閃存儲(chǔ)器，參照?qǐng)D12，在具體實(shí)施例中，快閃存儲(chǔ)器，包括:
[0110]基底110;
[0111]所述基底110上由下至上依次設(shè)置的隧道介質(zhì)層123、浮置柵極131、柵間介質(zhì)層141和控制柵極151 ；
[0112]所述隧道介質(zhì)層123具有凸起102，所述凸起102定義浮置柵極131的位置；
[0113]所述浮置柵極131覆蓋所述凸起102的側(cè)壁和上表面。
[0114]在具體實(shí)施例中，所述柵間介質(zhì)層141和控制柵極151形成在所述浮置柵極131的上表面。
[0115]參考圖15，在其他實(shí)施例中，所述柵間介質(zhì)層141和控制柵極151形成在所述浮置柵極的上表面和側(cè)壁，以及所述隧道介質(zhì)層123的上表面。
[0116]本實(shí)施例的其他材料和結(jié)構(gòu)信息請(qǐng)參考第一實(shí)施例。
[0117]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，包括: 提供基底； 在所述基底上形成隧道介質(zhì)層，所述隧道介質(zhì)層包括凸起，所述凸起定義浮置柵極的位置； 在所述隧道介質(zhì)層上由下至上依次形成浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極，所述浮置柵極覆蓋所述凸起的上表面和側(cè)壁。
2.如權(quán)利要求1所述的快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述隧道介質(zhì)層的形成方法包括: 在所述基底上形成第一介質(zhì)材料層； 圖形化所述第一介質(zhì)材料層，圖形化的第一介質(zhì)材料層定義凸起的位置； 在所述基底和圖形化的第一介質(zhì)材料層上采用淀積法或熱氧化法形成第二介質(zhì)材料層； 圖形化的第一介質(zhì)材料層和第二介質(zhì)材料層構(gòu)成隧道介質(zhì)層。
3.如權(quán)利要求1所述的快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述隧道介質(zhì)層的形成方法包括: 在所述基底上形成介質(zhì)材料層； 在所述介質(zhì)材料層上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層定義凸起的位置； 以所述圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕部分厚度的所述介質(zhì)材料層，形成隧道介質(zhì)層。
4.如權(quán)利要求1所述的快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述隧道介質(zhì)層的形成方法包括: 在所述基底上形成第一介質(zhì)材料層； 在所述第一介質(zhì)材料層上形成具有窗口的掩膜層，所述窗口定義凸起的位置； 以所述掩膜層為掩膜，在所述窗口內(nèi)填充第二介質(zhì)材料層，所述第二介質(zhì)材料層為所述凸起； 所述第一介質(zhì)材料層和所述第二介質(zhì)材料層構(gòu)成所述隧道介質(zhì)層。
5.如權(quán)利要求1所述的快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，在所述隧道介質(zhì)層上由下至上依次形成浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極的方法包括: 在所述隧道介質(zhì)層上由下至上依次形成浮置柵極材料層、柵間介質(zhì)材料層和控制柵極材料層； 在所述控制柵極材料層上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層定義浮置柵極的位置； 以所述圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕所述浮置柵極材料層、柵間介質(zhì)材料層和控制柵極材料層，刻蝕至所述隧道介質(zhì)層上表面，形成浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極。
6.如權(quán)利要求1所述的快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，在所述隧道介質(zhì)層上由下至上依次形成浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極的方法包括: 在所述隧道介質(zhì)層上形成浮置柵極材料層； 在所述浮置柵極材料層上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層定義浮置柵極的位置； 以所述圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕所述浮置柵極材料層，形成浮置柵極；在所述浮置柵極上表面和側(cè)壁，以及所述隧道介質(zhì)層上表面形成柵間介質(zhì)層和控制柵極。
7.如權(quán)利要求1所述的快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述隧道介質(zhì)層的材料為無(wú)定形碳氮、多晶硼氮、氟硅玻璃、多孔S1CH和多孔金剛石中的一種或幾種。
8.如權(quán)利要求1所述的快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述柵間介質(zhì)層的材料為 S12, Si3N4, HfS1N, HfO2, HfS1, HfTaO, HfT1, HfZrO, Al2O3' La2O3' ZrO2 和 LaAlO 中的一種或幾種。
9.如權(quán)利要求1所述的快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述柵間介質(zhì)層為三層結(jié)構(gòu)，其中中間層的材料為氮化硅，其他兩層的材料為氧化硅。
10.如權(quán)利要求1所述的快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，所述浮置柵極的材料為多晶娃; 所述控制柵極的材料為多晶硅。
11.如權(quán)利要求1所述的快閃存儲(chǔ)器的形成方法，其特征在于，還包括:在所述基底上形成隧道介質(zhì)層之前，在所述基底上形成源極和漏極； 或者，在形成所述柵間介質(zhì)層和控制柵極之后，在所述基底上形成源極和漏極。
12.—種快閃存儲(chǔ)器，包括: 基底； 所述基底上由下至上依次設(shè)置的隧道介質(zhì)層、浮置柵極、柵間介質(zhì)層和控制柵極； 其特征在于，所述隧道介質(zhì)層包括凸起，所述浮置柵極覆蓋所述凸起的上表面和側(cè)壁。
13.如權(quán)利要求12所述的快閃存儲(chǔ)器，其特征在于，所述柵間介質(zhì)層和控制柵極位于所述浮置柵極的上表面； 或者，所述柵間介質(zhì)層和控制柵極位于所述浮置柵極的上表面和側(cè)壁，以及所述隧道介質(zhì)層的上表面。
14.如權(quán)利要求12所述的快閃存儲(chǔ)器，其特征在于，所述隧道介質(zhì)層的材料為無(wú)定形碳氮、多晶硼氮、氟硅玻璃、多孔S1CH和多孔金剛石中的一種或幾種。
15.如權(quán)利要求12所述的快閃存儲(chǔ)器，其特征在于，所述柵間介質(zhì)層的材料為S12,Si3N4, HfS1N, HfO2, HfS1, HfTaO, HfT1, HfZrO, A1203、La203、ZrO2 和 LaAlO 中的一種或幾種。
16.如權(quán)利要求12所述的快閃存儲(chǔ)器，其特征在于，所述柵間介質(zhì)層為三層結(jié)構(gòu)，其中中間層的材料為氮化硅，其他兩層的材料為氧化硅。
17.如權(quán)利要求12所述的快閃存儲(chǔ)器，其特征在于，所述浮置柵極的材料為多晶硅； 所述控制柵極的材料為多晶硅。
【文檔編號(hào)】H01L27/115GK104299944SQ201310298080
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】孫光宇, 宋化龍 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司