本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種NOR型閃存器件以及NOR型閃存器件制造方法。

背景技術(shù)：

NOR型閃存是基于Intel公司提出的ETOX結(jié)構(gòu)發(fā)展而來的，是一種非易失性存儲器,即芯片斷電后仍能保持所存數(shù)據(jù)不丟失。同時NOR閃存是一種電壓控制型器件，采用熱電子注入方式寫入數(shù)據(jù)，基于隧道效應(yīng)擦除數(shù)據(jù)，其顯著的一個特點是隨機讀取速度很快。

NOR型閃存的結(jié)構(gòu)類似一個MOS管，有源極、漏極、柵極三端。柵極由一個控制柵和一個浮柵構(gòu)成，其中浮柵被絕緣層完全包圍。通過編程/擦除操作來改變浮柵上的電荷存儲情況，以改變這個單元的有效閾值從而改變所存儲的信息。NOR閃存的寫入數(shù)據(jù)過程即是向浮柵中注入電子的過程，控制柵和漏極接高電位，同時使源極和襯底接低電位，漏極的高電位把電子從源極吸向漏極，該過程中電子被加速，轟擊溝道中的原子產(chǎn)生大量的電子空穴對，產(chǎn)生的電子受垂直方向上的電場作用獲得足夠的能量后，注入到浮柵中，完成了數(shù)據(jù)的寫入。NOR閃存的擦除過程即將浮柵中電子釋放的過程，控制柵極上加負高壓，源極上加正高壓，從而源極和浮柵之間的氧化層上形成了從源極到柵極方向的強電場，由于這個氧化層很薄，10nm左右，電子會獲得足夠的能量穿越氧化層產(chǎn)生量子隧道效應(yīng)，于是浮柵上的電子被吸引到源極釋放掉，完成擦除的操作。但是，NOR閃存的擦除操作是以64～128KB的塊進行的，執(zhí)行一個擦除操作的時間為大約為5s，相比較而言，NAND型閃存器件是以8～32KB的塊進行的，執(zhí)行相同的操作最多只需要4ms，遠遠快于NOR型閃存。因此NOR閃存的擦除速度降低了工作效率，限制了其應(yīng)用范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠提高擦除速度的NOR型閃存器件。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種NOR型閃存器件，包括：形成在襯底中的源極和漏極、形成在襯底表面上的處于源極和漏極之間的柵極結(jié)構(gòu)，其中所述柵極結(jié)構(gòu)包括從下至上依次層疊的隧穿氧化層、浮柵層、絕緣ONO介質(zhì)層和控制柵層；其中，絕緣ONO介質(zhì)層包括從下至上依次層疊的第一氧化物層、氮化物層和第二氧化物層，其中第二氧化物層中摻有氮元素以形成N-Si鍵。

優(yōu)選地，第一氧化物層的材料為氧化硅。

優(yōu)選地，氮化物層的材料為氮化硅。

優(yōu)選地，第二氧化物層的材料為SiON。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種NOR型閃存器件制造方法，包括：第一步驟：在襯底表面上形成隧穿氧化層；第二步驟：在隧穿氧化層上形成浮柵層；第三步驟：在浮柵層上形成第一氧化物層；第四步驟：在第一氧化物層上形成氮化物層；第五步驟：在氮化物層上形成第二氧化物層的材料層；第六步驟：通過氮氣等離子體工藝向第二氧化物層的材料層中摻入氮元素，使第二氧化物層中的部分氧元素被氮元素替代而形成Si-N結(jié)構(gòu)，從而使得第二氧化物層形成SiON的結(jié)構(gòu)；第七步驟：在第二氧化物層上形成控制柵層。

優(yōu)選地，在第六步驟，進一步執(zhí)行高溫退火工藝穩(wěn)定氮元素的摻雜，同時修復(fù)介質(zhì)中的等離子體損傷。

優(yōu)選地，第一氧化物層的材料為氧化硅。

優(yōu)選地，氮化物層的材料為氮化硅。

優(yōu)選地，第二氧化物層的材料為SiON。

本發(fā)明從提高NOR型閃存的擦除速度出發(fā)，通過改變浮柵上的絕緣ONO(氧化物-氮化物-氧化物)介質(zhì)層的結(jié)構(gòu),提高其介電常數(shù)，從而提高浮柵的分壓，使器件的擦除速度得到提高，其中在ONO介質(zhì)層的最上層氧化物中摻入氮元素，形成N-Si鍵，提高了介質(zhì)層的介電常數(shù)，從而提高了該介質(zhì)層的電容，由于浮柵上的分壓與ONO介質(zhì)層的電容呈正比，則浮柵上的分壓得到提高，擦除時電子的F-N隧穿(Fowler Nordheim tunneling)速度得到提高，即器件擦除速度得到提高。

附圖說明

結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中：

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存器件制造方法的絕緣ONO介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)。

圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存器件制造方法的流程圖。

需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。

本發(fā)明從提高NOR型閃存的擦除速度出發(fā)，通過改變浮柵上的絕緣ONO 介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)，提高其介電常數(shù)，從而提高浮柵的分壓，使器件的擦除速度得到提高，其中在ONO介質(zhì)層的最上層氧化物中摻入氮元素，形成N-Si鍵，提高了介質(zhì)層的介電常數(shù)，從而提高了該介質(zhì)層的電容，由于浮柵上的分壓與ONO介質(zhì)層的電容呈正比，則浮柵上的分壓得到提高，擦除時電子的F-N隧穿(Fowler Nordheim tunneling)速度得到提高，即器件擦除速度得到提高。

下面將具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存器件包括：形成在襯底100中的源極10和漏極20、形成在襯底100表面上的處于源極10和漏極20之間的柵極結(jié)構(gòu)，其中所述柵極結(jié)構(gòu)包括從下至上依次層疊的隧穿氧化層30、浮柵層40、絕緣ONO介質(zhì)層50和控制柵層60。

而且其中，如圖2所示，絕緣ONO介質(zhì)層50包括從下至上依次層疊的第一氧化物層51、氮化物層52和第二氧化物層53，其中第二氧化物層53中摻有氮元素以形成N-Si鍵。

優(yōu)選地，第一氧化物層51的材料為氧化硅。優(yōu)選地，氮化物層52的材料為氮化硅。優(yōu)選地，第二氧化物層53的材料為SiON。

圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存器件制造方法的流程圖。

具體地，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的NOR型閃存器件制造方法包括：

第一步驟S1：在襯底100表面上形成隧穿氧化層30；

第二步驟S2：在隧穿氧化層30上形成浮柵層40；

第三步驟S3：在浮柵層40上形成第一氧化物層51；

第四步驟S4：在第一氧化物層51上形成氮化物層52；

第五步驟S5：在氮化物層52上形成第二氧化物層的材料層；

第六步驟S6：通過氮氣等離子體工藝向第二氧化物層的材料層中摻入氮元素，使第二氧化物層53中的部分氧元素被氮元素替代而形成Si-N結(jié)構(gòu)，從而使得第二氧化物層53形成SiON(第二氧化物層的最終材料)的結(jié)構(gòu)，介電常數(shù)得到了提高。

優(yōu)選地，在第六步驟S6，進一步執(zhí)行高溫退火工藝穩(wěn)定氮元素的摻雜，同時修復(fù)介質(zhì)中的等離子體損傷。

由于ONO介質(zhì)層上層結(jié)構(gòu)介電常數(shù)的提高，使ONO介質(zhì)層整體的介電常數(shù)也得到了提高，即電容變大，根據(jù)分壓公式：在其余條件不變的情況下，C_ONO增大，則浮柵上的分壓增大，有利于提高電子隧穿浮柵的速度，即擦除速度。

其中，對于上述公式，V_FG是浮柵上的分壓；V_CG是控制柵上的電壓；C_ONO是絕緣ONO介質(zhì)層的電容；C_Tun是隧穿氧化層的電容。

第七步驟S7：在第二氧化物層53上形成控制柵層60。

本發(fā)明從提高NOR型閃存的擦除速度出發(fā)，通過改變浮柵上的絕緣ONO介質(zhì)層的結(jié)構(gòu),提高其介電常數(shù)，從而提高浮柵的分壓，使器件的擦除速度得到提高?？傮w上，本發(fā)明至少具有如下優(yōu)勢：

1、不需要加大工作電壓就可以提高器件的擦除速度；

2、不需要改變整個器件的結(jié)構(gòu)；

3、工藝上可以比較容易的實現(xiàn)摻雜，且對其他層不產(chǎn)生影響；

4、可以有效地提高浮柵上的分壓，從而提高電子F-N隧穿速度，即提高器件擦除速度。

此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。

可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。

而且還應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于此處描述的特定的方法、化合物、材料、制造技術(shù)、用法和應(yīng)用，它們可以變化。還應(yīng)該理解的是，此處描述的術(shù)語僅僅用來描述特定實施例，而不是用來限制本發(fā)明的范圍。必須注意的是，此處的以及所附權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“一個”、“一種”以及“該”包括復(fù)數(shù)基準(zhǔn)，除非上下文明確表示相反意思。因此，例如，對“一個元素”的引述意味著對一個或多個元素的引述，并且包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的它的等價物。類似地，作為另一示例，對“一個步驟”或“一個裝置”的引述意味著對一個或多個步驟或裝置的引述，并且可能包括次級步驟以及次級裝置。應(yīng)該以最廣義的含義來理解使用的所有連詞。因此，詞語“或”應(yīng)該被理解為具有邏輯“或”的定義，而不是邏輯“異或”的定義，除非上下文明確表示相反意思。此處描述的結(jié)構(gòu)將被理解為還引述該結(jié)構(gòu)的功能等效物?？杀唤忉尀榻频恼Z言應(yīng)該被那樣理解，除非上下文明確表示相反意思。