本发明专利技术描述具有减轻短沟道效应的存储单元。源极区域（５４）及漏极区域（５６）形成在半导体衬底（５８）之内。沟区域（５９）形成在该源极区域及该漏极区域之间。凹陷的沟道区域（５２）形成在该沟区域、该源极区域及该漏极区域的下方。栅极介电层（６０）形成在该凹陷的沟道区域的上及在该源极区域及该漏极区域之间的该半导体衬底的沟区域之内。控制栅极层（７０）形成在高于该凹陷的沟道区域的该半导体板上，其中该控制栅极层藉由该栅极介电层而与该凹陷的沟道区域分离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般系关于闪存组件(flash memory cell)及形成该组件的方法，并且尤其系关于具有减轻的短沟道效应的闪存及用于形成该闪存的方法。
技术介绍
在现代集成电路制造中的普遍趋势在于生产尽可能缩小的半导体组件，诸如存储单元(memory cell)。通常由场效晶体管(field effecttransistor，FET)所形成的典型的存储单元包含藉由植入N型或P型杂质于半导体衬底内而形成在该半导体衬底的主动区域中的源极及漏极。配置在该源极及该漏极之间为沟道(或主体(body))区域。配置在该主体区域的上方为栅极电极。该栅极电极及该主体藉由栅极介电层所间隔分离。应该注意的是存储单元可以以块体形式(例如，该主动区域为形成在硅衬底内)或以绝缘层硅(semiconductor-on-insulator，SOI)形式(例如，以配置在绝缘层的上的硅膜，接着该绝缘层配置在硅衬底的上的形式)而形成。虽然较小的晶体管的制造允许更多的晶体管置放在单一整块衬底的上而让相对大的电路系统形成在相对小的晶粒区域中，这种小型化可能造成复数个效能降低效应。在具有相对短的长度的沟道的场效晶体管组件中，该场效晶体管可能经历称为短沟道效应(short channeleffects，SEC)的复数个不必要的电气特性。当该栅极在该整个沟道区域间并未适当的控制，短沟道效应通常会发生，并且可能包含起始电压(Vt)降低、截止电流(Ioff)上升及漏极引发能障降低(drain induced barrierlowering，DIBL)。当该实体的尺寸降低时，短沟道效应可能变得严重。短沟道效应为使用于该场效晶体管组件的结晶材料的固有的性质的结果。意即，该能隙及在该源极/主体与漏极/主体接合面处之内在的位能随着实体组件尺寸的缩减，诸如在沟道长度上的缩减，是不可改变的。用以减少短沟道效应的典型技术在于制造具有延伸成为部分该源极/漏极区域的场效晶体管。如同在该技术中众所周知的，该延伸一般使用微量掺杂的漏极(lightly doped drain，LDD)技术而形成。然而，在该技术中对于具有减轻的短沟道效应的半导体组件，诸如存储单元，及对于制造技术以产生该半导体组件仍然存在需求。
技术实现思路
依据前文的说明，本专利技术之一目的系关于存储单元，该存储单元包含半导体衬底具有至少一沟形成在该衬底的表面内、形成在该半导体衬底内的每个沟的底部处的第一传导型式半导体的凹陷的沟道区域、形成在该半导体衬底内在每个沟的相对端上的第二传导型式半导体的源极区域及漏极区域两者、形成在该半导体衬底的上的栅极介电层，该栅极介电层沿着该沟的底部及侧壁而形成及在该栅极介电层上且在该凹陷的沟道区域的上方的控制栅极层。本专利技术的第二个目的系关于制造存储单元的方法，包含在半导体衬底内形成至少一个沟的步骤、在该半导体衬底内的每个沟的底部处形成第一传导型式半导体的凹陷的沟道区域、在该半导体衬底内的每个沟的相对端上形成第二传导形式半导体的源极区域及漏极区域两者、形成栅极介电层于该半导体衬底的上，该栅极介电层沿着该沟的底部及侧壁而形成及在该凹陷的沟道区域的上方且该栅极介电层上形成控制栅极层。本专利技术的其它目的、特征及优点从下列的详细描述将变得显而易见。然而，应该要了解的是虽然呈现本专利技术的较佳的实施例，该详细的描述及特定的例子是仅是给定用于说明并且各种修正可以在不脱离本专利技术的范围下自然地执行。附图说明图1A为依据本专利技术的实施例(浮动栅极型式)的具有凹陷沟道的存储单元的横截面图式。图1B为依据在图1A中所说明的实施例显示该积体介电层的氧化物-氮化物-氧化物(Oxide-Nitride-Oxide，ONO)层的横截面图式。图2为依据在图1A中所说明的实施例显示制造存储单元的例示性加工步骤流程图。图3A为依据在图1A中所说明的实施例显示在制造该存储单元的步骤的横截面图。图3B为依据在图1A中所说明的实施例显示在制造该存储单元的步骤的横截面图。图3C为依据在图1A中所说明的实施例显示在制造该存储单元的步骤的横截面图。图3D为依据在图1A中所说明的实施例显示在制造该存储单元的步骤的横截面图。图3E为依据在图1A中所说明的实施例显示在制造该存储单元的步骤的横截面图。图3F为依据在图1A中所说明的实施例显示在制造该存储单元的步骤的横截面图。图3G为依据在图1A中所说明的实施例显示在制造该存储单元的步骤的横截面图。图4A为依据本专利技术的另一实施例(MirrorBit型式)中具有凹陷沟道的存储单元的横截面图式。图4B为依据在图4A中所说明实施例显示该栅极介电层的氧化物-氮化物-氧化物(Oxide-Nitride-Oxide，ONO)层的横截面图式。图5为依据在图4A中所说明的实施例显示在制造存储单元的例示性加工步骤流程图。图6A为依据在图4A中所说明的实施例显示在制造该存储单元的步骤的横截面图。图6B为依据在图4A中所说明的实施例显示在制造该存储单元的步骤的横截面图。图6C为依据在图4A中所说明的实施例显示在制造该存储单元的步骤的横截面图。图6D为依据在图4A中所说明的实施例显示在该存储单元的制造上的步骤的横截面图。图6E为依据在图4A中所说明的实施例显示在该存储单元的制造上的步骤的横截面图。具体实施例方式下文为本专利技术结合附加的图式的详细的说明，其中类似的图式标号于全文中将表示类似的组件。参考图1A，该图说明依据本专利技术的实施例的存储单元50。该存储单元50包含配置在N传导性源极区域54及N传导性漏极区域56下方的微量掺杂的P传导性凹陷沟道区域52。该源极区域54及该漏极区域56从该晶圆58的表面延伸至该凹陷的沟道区域52。沟区域59形成在该衬底内的该凹陷的沟道区域52上方并且在该源极区域54及该漏极区域56之间。栅极介电层60沿着该沟区域59的底部及侧壁而形成并且因此维持该沟区域59的“沟形状”，例如如同在图1A中的说明。该栅极介电层60例如可包括SiO2。配置在该栅极介电层60上方为浮动栅极层68，例如诸如多晶硅浮动栅极层。该浮动栅极层68位在该沟区域59内。在该浮动栅极层60上方为控制栅极层70，例如诸如多晶硅控制栅极。分布在该控制栅极层70及该浮动栅极层68之间为栅极间介电层72(intergate dielectriclayer)，该栅极间介电层72使该控制栅极层70与该浮动栅极层68绝缘。在一实施例中，该栅极间介电层为氧化物-氮化物-氧化物(oxide-nitride-oxide，ONO)层。氧化物-氮化物-氧化物所组成的栅极介电层在该技艺中是众所周知的并且在此将不详细讨论。简要地参考图1B，该氧化物-氮化物-氧化物层72包含夹层在顶部二氧化硅层72a及底部二氧化硅层72c之间的氮化硅层72b。熟习此项技艺的人士将会了解虽然该存储单元50是实现于块体硅衬底上，本专利技术亦可以使用例如绝缘层硅技术而实现。如同藉由一般具有此项技艺的人士所了解，当场效晶体管(例如存储单元)微小化时，该场效晶体管的沟道长度在长度上将缩减并且该场效晶体管形成已知为短沟道效应(short channel effect，SCE)的不期望电气特性。短沟道效应为不期望的现象，其中，当该沟道长度减少时，受到漏极电压所影响的区域增加且立刻涵本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种存储单元，包括： 半导体衬底（５８），具有至少一个沟槽（５９）形成在该半导体衬底（５８）的表面内； 第一导电类型半导体的凹陷的沟道区域（５２），形成在该半导体衬底内的每个沟槽的底部处； 第二导电类型半导体的源极区域（５４）及漏极区域（５６），形成在该半导体衬底内的每个沟槽的相对端上； 栅极介电层（６０），形成在该半导体衬底之上，该栅极介电层沿着该沟槽的底部及侧壁而形成；以及 控制栅极层（７０），形成在该凹陷的沟道区域之上的该栅极介电层上方。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-10-10 10/683,6491.一种存储单元，包括半导体衬底(58)，具有至少一个沟槽(59)形成在该半导体衬底(58)的表面内；第一导电类型半导体的凹陷的沟道区域(52)，形成在该半导体衬底内的每个沟槽的底部处；第二导电类型半导体的源极区域(54)及漏极区域(56)，形成在该半导体衬底内的每个沟槽的相对端上；栅极介电层(60)，形成在该半导体衬底之上，该栅极介电层沿着该沟槽的底部及侧壁而形成；以及控制栅极层(70)，形成在该凹陷的沟道区域之上的该栅极介电层上方。2.如权利要求1所述的存储单元，其中该源极区域及该漏极区域是在该凹陷的沟道区域之上。3.如权利要求1所述的存储单元，其中在该栅极介电层的顶部表面及该栅极介电层的底部表面之间的该栅极介电层厚度于厚度上是在100至300埃之间。4.如权利要求1所述的存储单元，其中该存储单元为硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅SONOS器件。5.如权利要求4所述的存储单元，其中该栅极介电层为氧化物-氮化物-氧化物ONO层。6.如权利要求5所述的存储单元，其中该氧化物-氮化物-氧化物ONO层形成在该沟槽区域内以使该沟槽区域内部的底层区域及多个侧壁区域与该氮化物层绝缘。7.如权利要求1所述的存储单元，其中该栅极介电层延伸于该源极区域及该漏极区域上。8.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：W郑，M伦道夫，
申请(专利权)人：先进微装置公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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