非挥发性存储器及其制造方法与操作方法技术

一种非挥发性存储器设置于第一导电型基底上，其具有栅极、第二导电型漏极区、电荷储存层以及第二导电型第一淡掺杂区。栅极设置于第一导电型基底上。第二导电型漏极区设置于栅极的第一侧的第一导电型基底中。电荷储存层设置于栅极的第一侧的第一导电型基底上，且位于第二导电型漏极区与栅极之间。第二导电型第一淡掺杂区设置于栅极的第二侧的第一导电型基底中，其中第二侧与第一侧相对。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体元件，且特别是涉及一种。
技术介绍
非挥发性存储器中的可电抹除且可程序只读存储器(EEPROM)具有可进行多次数据的存入、读取、抹除等动作，且存入的数据在断电后也不会消失的优点，所以已成为个人计算机和电子设备所广泛采用的一种存储元件。目前，业界提出一种非挥发性存储器，采用氮化硅作为电荷储存层。这种氮化硅电荷储存层上下通常各有一层氧化硅，而形成一种具有硅-氧化硅/氮化硅/氧化硅-硅(SONOS)结构的存储单元。当施加电压于此元件的控制栅极与源极区/漏极区上以进行程序化时，沟道区中接近漏极区之处会产生热电子而注入电荷储存层中。由于注入电荷储存层之中的电子并不会均匀分布于整个电荷储存层之中，而是集中于电荷储存层的局部区域上，并在沟道方向上呈高斯分布，因此元件漏电流的现象较不易发生。然而，在制作SONOS存储器时，在存储单元区的SONOS存储单元的栅极与逻辑电路区的晶体管的栅极通常是同一步骤中形成的。而且在形成栅极之后，紧接着将SONOS存储单元的氧化硅/氮化硅/氧化硅层以及将逻辑电路区的晶体管的栅氧化层图案化。然而，由于SONOS存储单元的氧化硅/氮化硅/氧化硅层与逻辑电路区的晶体管的栅氧化层的厚度与结构均有很大的差异，再加上随着元件的缩小化，栅氧化层的厚度是越来越薄。因此，要将SONOS存储单元的氧化硅/氮化硅/氧化硅层完全图案化，又要使逻辑电路区的基底表面不受到遭受过度蚀刻而产生凹陷是相当困难的。为了解决上述问题，将存储单元区的SONOS存储单元与逻辑电路区的晶体管分开制作，因而会增加工艺的复杂性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种，此种非挥发性存储器的结构简单，且工艺可以与一般的逻辑电路工艺兼容。本专利技术提出一种非挥发性存储器，具有设置于第一导电型基底上的第一存储单元。第一存储单元具有栅极、第二导电型漏极区、电荷储存层以及第二导电型第一淡掺杂区。栅极设置于第一导电型基底上。第二导电型漏极区设置于栅极的第一侧的第一导电型基底中。电荷储存层设置于栅极的第一侧的第一导电型基底上，且位于第二导电型漏极区与栅极之间。第二导电型第一淡掺杂区设置于栅极的第二侧的第一导电型基底中，其中第二侧与第一侧相对。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，其中第一导电型为P型，则第二导电型为N型；第一导电型为N型，该第二导电型为P型。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层。第一介电层设置于栅极与第一导电型基底之间，其中第一介电层在第一侧具有第一厚度，在第二侧具有第二厚度，第一厚度大于第二厚度。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第二存储单元。此第二存储单元的结构与第一存储单元相同，且与第一存储单元成镜向配置，共享第二导电型第一淡掺杂区。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第二导电型源极区。第二导电型源极区设置于栅极的第二侧的第一导电型基底中，其中第二导电型第一淡掺杂区位于第二导电型源极区与栅极之间。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第一导电型淡掺杂区。第一导电型淡掺杂区设置于栅极的第一侧的第一导电型基底中，且位于第二导电型漏极区与栅极之间。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第二导电型第二淡掺杂区。第二导电型第二淡掺杂区设置于栅极的第一侧的第一导电型基底中，且位于第二导电型漏极区与栅极之间。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第二介电层。第二介电层设置于电荷储存层与第一导电型基底之间以及电荷储存层与栅极之间。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，其中电荷储存层的材料包括氮化硅。本专利技术提出一种非挥发性存储器，具有多个存储单元、多条源极线、多条位线、多条字线。多个存储单元设置于第一导电型基底上，且排列成行/列阵列。各存储单元具有栅极、第二导电型漏极区、电荷储存层、第二导电型源极区、第二导电型第一淡掺杂区。栅极设置于第一导电型基底上。第二导电型漏极区设置于栅极的第一侧的第一导电型基底中。电荷储存层设置于栅极的第一侧的第一导电型基底上，且位于第二导电型漏极区与栅极之间。第二导电型源极区设置于栅极的第二侧的第一导电型基底中，第二侧与第一侧相对。第二导电型第一淡掺杂区设置于第二导电型源极区与栅极之间，其中在行的方向上，各存储单元会和与其相邻的存储单元共享第二导电型源极区或第二导电型漏极区。多条源极线在列方向上平行排列，连接同一列的第二导电型源极区。多条位线在行方向上平行排列，连接同一行的第二导电型漏极区。多条字线在列方向上平行排列连接同一列的存储单元的栅极。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，其中第一导电型为P型，则第二导电型为N型；第一导电型为N型，则第二导电型为P型。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层。第一介电层设置于栅极与第一导电型基底之间，其中第一介电层在第一侧具有第一厚度，在第二侧具有第二厚度，第一厚度大于第二厚度。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第一导电型淡掺杂区。第一导电型淡掺杂区设置于栅极的第一侧的第一导电型基底中，且位于第二导电型漏极区与栅极之间。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第二导电型第二淡掺杂区。第二导电型第二淡掺杂区设置于栅极的第一侧的第一导电型基底中，且位于第二导电型漏极区与栅极之间。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第二介电层，第二介电层设置于电荷储存层与第一导电型基底之间以及电荷储存层与栅极之间。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，其中该电荷储存层的材料包括氮化硅。本专利技术提出一种非挥发性存储器，具有多个存储单元、多条位线与多条字线。多个存储单元设置于第一导电型基底上，且排列成行/列阵列。各存储单元具有栅极、第二导电型漏极区、电荷储存层、第二导电型源极区、第二导电型第一淡掺杂区。栅极设置于第一导电型基底上。第二导电型漏极区设置于栅极的第一侧的第一导电型基底中。电荷储存层设置于栅极的第一侧的第一导电型基底上，且位于第二导电型漏极区与栅极之间。第二导电型源极区设置于栅极的第二侧的第一导电型基底中，第二侧与第一侧相对。第二导电型第一淡掺杂区设置于第二导电型源极区与栅极之间，其中在行的方向上，各存储单元串联连接在一起。多条位线在列方向上平行排列，连接同一列的第二导电型漏极区及第二导电型源极区。多条字线在行方向上平行排列，连接同一行的存储单元的栅极。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，其中第一导电型为P型，则第二导电型为N型；第一导电型为N型，则第二导电型为P型。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层。第一介电层设置于栅极与第一导电型基底之间，其中第一介电层在第一侧具有第一厚度，在第二侧具有第二厚度，第一厚度大于第二厚度。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第一导电型淡掺杂区。第一导电型淡掺杂区设置于该栅极的第一侧的第一导电型基底中，且位于第二导电型漏极区与栅极之间。依照本专利技术的优选实施例所述的非挥发性存储器，还包括第二导电型第二淡掺杂区。第二导电型第二淡掺杂区设置于栅极的第一侧的第一导电型基底中，且位于第二导电型漏极区与栅极之间。依照本专利技术的优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非挥发性存储器，包括：第一存储单元，设置于第一导电型基底，该第一存储单元包括：栅极，设置于该第一导电型基底上，第二导电型漏极区，设置于该栅极的第一侧的该第一导电型基底中；电荷储存层，设置于该栅极的该第一侧 的该第一导电型基底上，且位于该第二导电型漏极区与该栅极之间；以及第二导电型第一淡掺杂区，设置于该栅极的第二侧的该第一导电型基底中，该第二侧与该第一侧相对。

【技术特征摘要】
US 2005-11-17 60/597,210;US 2006-3-22 60/743,6301.一种非挥发性存储器，包括第一存储单元，设置于第一导电型基底，该第一存储单元包括栅极，设置于该第一导电型基底上，第二导电型漏极区，设置于该栅极的第一侧的该第一导电型基底中；电荷储存层，设置于该栅极的该第一侧的该第一导电型基底上，且位于该第二导电型漏极区与该栅极之间；以及第二导电型第一淡掺杂区，设置于该栅极的第二侧的该第一导电型基底中，该第二侧与该第一侧相对。2.如权利要求1所述的非挥发性存储器，其中该第一导电型为P型，则该第二导电型为N型；该第一导电型为N型，则该第二导电型为P型。3.如权利要求2所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层，设置于该栅极与该第一导电型基底之间，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。4.如权利要求2所述的非挥发性存储器，还包括第二存储单元，该第二存储单元的结构与该第一存储单元相同，且与该第一存储单元成镜向配置，共享该第二导电型第一淡掺杂区。5.如权利要求2所述的非挥发性存储器，还包括第二导电型源极区，设置于该栅极的该第二侧的该第一导电型基底中，其中该第二导电型第一淡掺杂区位于该第二导电型源极区与该栅极之间。6.如权利要求5所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层，设置于该栅极与该第一导电型基底之间，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。7.如权利要求5所述的非挥发性存储器，还包括第二存储单元，该第二存储单元的结构与该第一存储单元相同，且与该第一存储单元成镜向配置，共享该第二导电型源极区。8.如权利要求5所述的非挥发性存储器，还包括第一导电型淡掺杂区，设置于该栅极的该第一侧的该第一导电型基底中，且位于该第二导电型漏极区与该栅极之间。9.如权利要求8所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层，设置于该栅极与该第一导电型基底之间，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。10.如权利要求8所述的非挥发性存储器，还包括第二存储单元，该第二存储单元的结构与该第一存储单元相同，且与该第一存储单元成镜向配置，共享该第二导电型源极区。11.如权利要求8所述的非挥发性存储器，还包括第二导电型第二淡掺杂区，设置于该栅极的该第一侧的该第一导电型基底中，且位于该第二导电型漏极区与该栅极之间。12.如权利要求11所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层，设置于该栅极与该第一导电型基底之间，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。13.如权利要求11所述的非挥发性存储器，还包括第二存储单元，该第二存储单元的结构与该第一存储单元相同，且与该第一存储单元成镜向配置，共享该第二导电型源极区。14.如权利要求1所述的非挥发性存储器，还包括第二介电层，设置于该电荷储存层与该第一导电型基底之间以及该电荷储存层与该栅极之间。15.如权利要求1所述的非挥发性存储器，其中该电荷储存层的材料包括氮化硅。16.一种非挥发性存储器，包括多个存储单元，设置于第一导电型基底上，且排列成行/列阵列，各该些存储单元包括栅极，设置于该第一导电型基底上，第二导电型漏极区，设置于该栅极的第一侧的该第一导电型基底中；电荷储存层，设置于该栅极的该第一侧的该第一导电型基底上，且位于该第二导电型漏极区与该栅极之间；第二导电型源极区，设置于该栅极的第二侧的该第一导电型基底中，该第二侧与该第一侧相对；以及第二导电型第一淡掺杂区，设置于该第二导电型源极区与该栅极之间，其中在行的方向上，各该些存储单元会和与其相邻的该些存储单元共享该第二导电型源极区或该第二导电型漏极区；多条源极线，在列方向上平行排列，连接同一列的该些第二导电型源极区；多条位线，在行方向上平行排列，连接同一行的该些第二导电型漏极区；多条字线，在列方向上平行排列，连接同一列的该些存储单元的该栅极。17.如权利要求16所述的非挥发性存储器，其中该第一导电型为P型，则该第二导电型为N型；该第一导电型为N型，则该第二导电型为P型。18.如权利要求16所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层，设置于该栅极与该第一导电型基底之间，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。19.如权利要求16所述的非挥发性存储器，还包括第一导电型淡掺杂区，设置于该栅极的该第一侧的该第一导电型基底中，且位于该第二导电型漏极区与该栅极之间。20.如权利要求19所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层，设置于该栅极与该第一导电型基底之间，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。21.如权利要求19所述的非挥发性存储器，还包括第二导电型第二淡掺杂区，设置于该栅极的该第一侧的该第一导电型基底中，且位于该第二导电型漏极区与该栅极之间。22.如权利要求21所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层，设置于该栅极与该第一导电型基底之间，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。23.如权利要求16所述的非挥发性存储器，还包括第二介电层，设置于该电荷储存层与该第一导电型基底之间以及该电荷储存层与该栅极之间。24.如权利要求16所述的非挥发性存储器，其中该电荷储存层的材料包括氮化硅。25.一种非挥发性存储器，包括多个存储单元，设置于第一导电型基底上，且排列成行/列阵列，各该些存储单元包括栅极，设置于该第一导电型基底上，第二导电型漏极区，设置于该栅极的第一侧的该第一导电型基底中；电荷储存层，设置于该栅极的该第一侧的该第一导电型基底上，且位于该第二导电型漏极区与该栅极之间；第二导电型源极区，设置于该栅极的第二侧的该第一导电型基底中，该第二侧与该第一侧相对；以及第二导电型第一淡掺杂区，设置于该第二导电型源极区与该栅极之间，其中在行的方向上，各该些存储单元串联连接在一起；多条位线，在列方向上平行排列，连接同一列的该些第二导电型漏极区或该些第二导电型源极区；多条字线，在行方向上平行排列，连接同一行的该些存储单元的该栅极。26.如权利要求25所述的非挥发性存储器，其中该第一导电型为P型，则该第二导电型为N型；该第一导电型为N型，则该第二导电型为P型。27.如权利要求25所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层，设置于该栅极与该第一导电型基底之间，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。28.如权利要求25所述的非挥发性存储器，还包括第一导电型淡掺杂区，设置于该栅极的该第一侧的该第一导电型基底中，且位于该第二导电型漏极区与该栅极之间。29.如权利要求28所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层，设置于该栅极与该第一导电型基底之间，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。30.如权利要求28所述的非挥发性存储器，还包括第二导电型第二淡掺杂区，设置于该栅极的该第一侧的该第一导电型基底中，且位于该第二导电型漏极区与该栅极之间。31.如权利要求30所述的非挥发性存储器，还包括第一介电层，设置于该栅极与该第一导电型基底之间，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度。32.如权利要求25所述的非挥发性存储器，还包括第二介电层，设置于该电荷储存层与该第一导电型基底之间以及该电荷储存层与该栅极之间。33.如权利要求25所述的非挥发性存储器，其中该电荷储存层的材料包括氮化硅。34.一种非挥发性存储器的制造方法，包括提供第一导电型基底；于该第一导电型基底上形成栅极；于该栅极的第一侧的该基底中形成第二导电型第一淡掺杂区；于该栅极的侧壁形成电荷储存层；以及于该栅极的该第一侧的该基底中形成第二导电型源极区，并于该栅极的第二侧的该基底中形成第二导电型漏极区，其中，该第二导电型第一淡掺杂区形成于该第二导电型源极区与该栅极之间的该第一导电型基底中。35.如权利要求34所述的非挥发性存储器的制造方法，其中该第一导电型为P型，则该第二导电型为N型；该第一导电型为N型，则该第二导电型为P型。36.如权利要求34所述的非挥发性存储器的制造方法，其中于该第一导电型基底上形成该栅极的步骤前，还包括于该第一导电型基底上形成第一介电层。37.如权利要求36所述的非挥发性存储器的制造方法，其中该第一介电层在该第一侧具有第一厚度，在该第二侧具有第二厚度，该第二厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世辰，陈信铭，卢俊宏，何明洲，沈士杰，徐清祥，
申请(专利权)人：力旺电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]