在衬底中具有金属-绝缘体-金属(MIM)电容器的非易失性存储器器件和集成方案制造技术

本发明专利技术涉及在衬底中具有金属

【技术实现步骤摘要】
在衬底中具有金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器的非易失性存储器器件和集成方案


[0001]所公开的实施例一般地涉及非易失性存储器器件，更具体地涉及在衬底中具有金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器的非易失性存储器器件和集成方案。

技术介绍

[0002]即使电源关断，非易失性存储器器件也会保持所存储的数据。非易失性存储器器件的示例包括电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪速EEPROM。在典型的闪速存储器架构中，可以使用浮置栅极来存储电荷。浮置栅极可以布置在诸如p阱的有源区之上。源极区可以形成在p阱中，与浮置栅极的第一侧相邻，漏极区可以形成在p阱中，与浮置栅极的第二侧(与第一侧相反)相邻。金属
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绝缘体
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金属电容器可用于偏置浮置栅极。金属
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绝缘体
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金属电容器位于浮置栅极之上的后段制程(BEOL)层中。术语“后段制程”可以指半导体处理的一部分，其在诸如晶体管的器件和半导体芯片接口之间形成传输电力和信号的导电线。
[0003]由于后段制程层中的空间限制，非易失性存储器器件与浮置栅极之上的后段制程层中的金属
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绝缘体
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金属电容器的耦合比不足。随着非易失性存储器器件的特征尺寸缩小，此问题在先进技术节点中进一步恶化。低耦合比导致更高的编程和擦除电压以及更短的器件寿命。因此，需要克服上述挑战。

技术实现思路

[0004]在本公开的一方面，提供了一种非易失性存储器器件。所述非易失性存储器器件包括布置在第一有源区之上的浮置栅极，其中所述第一有源区可以布置在衬底的有源层中。金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器可以与所述浮置栅极横向相邻地布置，其中所述金属
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绝缘体
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金属电容器的一部分可以位于所述有源层中。接触柱可以将所述金属
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绝缘体
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金属电容器的第一电极连接到所述浮置栅极。
[0005]在本公开的另一方面，提供了一种非易失性存储器器件阵列。所述非易失性存储器器件阵列包括布置在衬底的有源层中的第一有源区和第二有源区。第一隔离区和与所述第一隔离区相邻的第二隔离区可以布置在所述第一有源区与所述第二有源区之间。第一浮置栅极阵列可以布置在所述第一有源区之上，并且第二浮置栅极阵列可以布置在所述第二有源区之上。金属
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绝缘体
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金属电容器可以与所述浮置栅极横向相邻地布置，其中所述金属
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绝缘体
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金属电容器的下部可以布置在所述有源层中的所述第一隔离区中以及所述衬底中的第一电介质层中，接触柱可以将所述金属
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绝缘体
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金属电容器的第一电极连接到每个浮置栅极。
[0006]在本公开的又一方面，提供了一种制造非易失性存储器器件的方法。所述方法包括在第一有源区之上设置浮置栅极，其中所述第一有源区可以布置在衬底的有源层中。可以在所述浮置栅极之上设置接触柱。可以与所述浮置栅极横向相邻地设置金属
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绝缘体
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金属电容器，其中所述金属
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绝缘体
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金属电容器的一部分可以布置在所述有源层中，并且所
述金属
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绝缘体
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金属电容器的第一电极可以通过所述接触柱连接到所述浮置栅极。
[0007]可以从以下描述的实施例中获得许多优点。实施例提供了具有高耦合比的非易失性存储器器件。金属
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绝缘体
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金属电容器的第二电极可以连接到输入端子。术语“耦合比”可以指从金属
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绝缘体
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金属电容器到浮置栅极的电压传输能力。金属
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绝缘体
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金属电容器的下部可以布置在第一隔离区中。第一隔离区的上部可以被与第一有源区相邻的第二隔离区围绕，从而形成紧凑的非易失性存储器器件。第二隔离区可以是浅沟槽隔离区。金属
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绝缘体
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金属电容器的延伸部分可以布置在浮置栅极之上的金属间电介质(IMD)层之上，导致高电容值和高耦合比。金属
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绝缘体
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金属电容器可以跨至少有源区的长度延伸，为非易失性存储器器件提供高耦合比。金属
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绝缘体
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金属电容器的下部可以通过第一电介质层的一部分与衬底的基层(base layer)分开。因此，金属
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绝缘体
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金属电容器与衬底的基层电绝缘，从而导致器件的稳定工作。
附图说明
[0008]通过阅读以下结合附图进行的详细描述，将更好地理解所公开的实施例：
[0009]图1A是根据本公开的实施例的非易失性存储器器件阵列的俯视图。
[0010]图1B是根据本公开的实施例的沿剖面线A
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A
’
截取的图1A所示的非易失性存储器器件阵列的截面图。
[0011]图2至图7示出了根据本公开的一些实施例的图1B所示的非易失性存储器器件阵列的制造工艺流程。
[0012]为了图示的简单和清楚，附图图示了一般的构造方式，并且可以省略公知的特征和技术的特定描述和细节，以避免不必要地使所描述的器件的实施例的讨论模糊。另外，附图中的元素不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元素的尺寸可能相对于其他元素被放大，以帮助提高对器件的实施例的理解。不同附图中的相同参考标号表示相同的元素，而相似的参考标号可以但不一定表示相似的元素。
具体实施方式
[0013]以下详细描述本质上是示例性的，并非旨在限制器件或者器件的应用和用途。此外，不旨在受到这些器件的前述背景或以下详细描述中提出的任何理论的束缚。
[0014]图1A是根据本公开的实施例的非易失性存储器器件阵列100的俯视图。参考图1A，提供了非易失性存储器器件阵列100。非易失性存储器器件阵列100可以包括第一有源区102a和第二有源区102b。第一浮置栅极阵列112a可以布置在第一有源区102a之上，并且第二浮置栅极阵列112b可以布置在第二有源区102b之上。第一掺杂区106可以布置在第一有源区102a和第二有源区102b中且分别与第一浮置栅极阵列112a和第二浮置栅极阵列112b的第一侧116相邻。第二掺杂区110可以布置在第一有源区102a和第二有源区102b中且分别与第一浮置栅极阵列112a和第二浮置栅极阵列112b的第二侧118相邻。浮置栅极112a和112b的第一侧116可以与第二侧118相反。例如，第一掺杂区106可以是源极，第二掺杂区110可以是漏极，浮置栅极112a或112b可以是非易失性存储器晶体管的电荷存储区。术语“浮置栅极”可以指与输入端子电隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非易失性存储器器件，包括：位于第一有源区之上的浮置栅极，其中所述第一有源区位于衬底的有源层中；与所述浮置栅极横向相邻的金属
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绝缘体
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金属(MIM)电容器，其中所述金属
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绝缘体
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金属电容器的一部分位于所述有源层中；以及将所述金属
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绝缘体
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金属电容器的第一电极连接到所述浮置栅极的接触柱。2.根据权利要求1所述的非易失性存储器器件，其中所述衬底包括位于所述有源层下方的第一电介质层，并且所述金属
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绝缘体
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金属电容器的下部竖直延伸到所述第一电介质层。3.根据权利要求2所述的非易失性存储器器件，其中所述金属
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绝缘体
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金属电容器的所述下部延伸到所述衬底中的所述第一电介质层的上部中。4.根据权利要求1所述的非易失性存储器器件，其中所述金属
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绝缘体
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金属电容器的上部在所述衬底上方的层间电介质(ILD)层中竖直延伸。5.根据权利要求4所述的非易失性存储器器件，其中所述金属
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绝缘体
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金属电容器的所述上部还包括：在所述层间电介质层上方的金属间(IMD)电介质层中横向延伸的延伸部分。6.根据权利要求5所述的非易失性存储器器件，其中所述延伸部分至少部分地与所述浮置栅极横向重叠。7.根据权利要求1所述的非易失性存储器器件，还包括：位于所述衬底中的第一隔离区，其围绕所述金属
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绝缘体
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金属电容器的下部。8.根据权利要求7所述的非易失性存储器器件，还包括：位于所述衬底的所述有源区中的第二隔离区，其中所述第二隔离区与所述第一隔离区的上部相邻。9.根据权利要求8所述的非易失性存储器器件，其中所述第一隔离区和所述第二隔离区位于所述金属
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绝缘体
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金属电容器的所述下部与所述浮置栅极下方的所述第一有源区之间。10.根据权利要求1所述的非易失性存储器器件，其中所述金属
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绝缘体
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金属电容器的所述第一电极与所述金属
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绝缘体
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金属电容器的侧表面和底表面共形。11.一种非易失性存储器器件阵列，包括：第一有源区和第二有源区，其位于衬底的有源层中；第一隔离区和与所述第一隔离区相邻的第二隔离区，其位于所述第一有源区与所述第二有源区之间；位于所述第一有源区之上的第一浮置栅极阵列和位于所述第二有源区之上的第二浮置栅极阵列；与所述浮置栅极横向相邻的金属
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金属电容器，其中所述金属
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金属电容器的下部位于所述衬底中的第一电介质层中以及所述有源层中的所述第一隔离区中；将所述金属
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绝缘体
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金属电容器的第一电极连接到每个浮置栅极的接触柱。12.根据权利要求11所述的非易失性存储器器件，其中所述金属

【专利技术属性】
技术研发人员：文凤雄，具正谋，
申请(专利权)人：格芯新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：