闪存器件、存储单元及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种闪存器件、存储单元及其制造方法，所述存储单元包括衬底，垂直于衬底的第一立体沟道及第二立体沟道；相对设于第一立体沟道的两端的第一漏端及第一源端，相对设于第二立体沟道的两端的第二漏端及第二源端；至少部分环绕第一立体沟道的第一存储结构，至少部分环绕第二立体沟道的第二储存结构；覆盖第一存储结构及第二储存结构的栅极结构；以及，位于第一源端及第二源端之间的源线。本发明专利技术中，通过在垂直于衬底的方向设置的沟道结构、存储结构、源端、漏端及栅极结构，使得所形成的存储单元可占用较少的衬底面积，以此提高单位面积内设置存储单元的数量，即提高存储密度。即提高存储密度。即提高存储密度。

【技术实现步骤摘要】
闪存器件、存储单元及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种闪存器件、存储单元及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着便携式电子设备的高速发展，对数据存储的要求越来越高。通常，用于存储数据的半导体存储器分为易失性存储器和非易失性存储器，易失性存储器易于在电源断电时丢失数据，而非易失性存储器即使在电源中断时仍可保持数据。因此，非易失性存储器成为便携式电子设备中最主要的存储部件，并已经被广泛的应用。
[0003]在非易失性存储器中，闪存（flash memory）由于其很高的芯片存储密度，以及较佳的工艺适应性，已经成为一种极为重要的器件。通常闪存可以分为NAND闪存和NOR闪存。如图1所示为现有技术中的NOR闪存的结构示意图，其包括衬底10
’
、形成于衬底10
’
中源漏结构11
’
、位于衬底10
’
中且位于源/漏端11
’
之间的的平面沟道12
’
、平面沟道12
’
的存储结构21
’
及栅极结构22
’
。但现有的NOR闪存的存储密度较低，无法适用于大容量存储的应用场合。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种闪存器件、存储单元及其制造方法，以提高闪存器件的存储密度。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种存储单元，包括：衬底；垂直于所述衬底的第一立体沟道及第二立体沟道；相对设于所述第一立体沟道的两端的第一漏端及第一源端，相对设于所述第二立体沟道的两端的第二漏端及第二源端，其中，所述第一源端位于所述第一立体沟道靠近所述衬底的一端，所述第二源端位于所述第二立体沟道靠近所述衬底的一端；至少部分环绕所述第一立体沟道的第一存储结构，至少部分环绕所述第二立体沟道的第二存储结构；覆盖所述第一存储结构及所述第二存储结构的栅极结构；以及，位于所述第一源端及所述第二源端之间的源线，所述源线位于所述栅极结构的下方，所述源线电连接所述第一源端及所述第二源端。
[0006]可选的，所述第一存储结构及所述第二存储结构均为ONO结构。
[0007]可选的，所述源线包括第一导体部及第二导体部，所述第一导体部连接所述第一源端及所述第二源端，所述第二导体部位于所述第一导体部的下方且与所述第一导体部电连接。
[0008]可选的，所述第一导体部的材质包括多晶硅，所述第二导体部的材质包括金属钨。
[0009]可选的，所述第一立体沟道及所述第二立体沟道均呈长方体状，各包括第一面、第二面及两个第三面，所述第一存储结构覆盖所述第一立体沟道的第二面及第三面，所述第二存储结构覆盖所述第二立体沟道的第二面及第三面，所述第一面为所述第一立体沟道及所述第二立体沟道的背离面，所述第二面为所述第一立体沟道及所述第二立体沟道的相对面，两个所述第三面为所述第一立体沟道及所述第二立体沟道的剩余的侧面。
[0010]可选的，所述栅极结构包括第一栅部及与所述第一栅部连接的第二栅部，所述第一栅部覆盖所述第一存储结构及所述第二存储结构的第二面，所述第二栅部覆盖所述第一存储结构及所述第二存储结构的第三面，且所述第一栅部的顶面高于所述第二栅部的顶面。
[0011]基于本专利技术的另一个方面，还提供一种存储单元的制造方法，包括：提供一衬底，所述衬底上形成有沿第一方向排列的第一鳍片结构及第二鳍片结构；执行离子注入工艺，在所述第一鳍片结构中形成由下至上的第一源端、第一立体沟道及第一漏端，在所述第二鳍片结构中形成由下至上的第二源端、第二立体沟道及第二漏端；在所述第一源端及所述第二源端之间形成源线，所述源线沿第二方向延伸且电连接所述第一源端及所述第二源端，所述第二方向与所述第一方向正交；形成至少部分环绕所述第一立体沟道的第一存储结构及至少部分环绕所述第二立体沟道的第二存储结构；形成覆盖所述第一存储结构及所述第二存储结构的栅极结构。
[0012]可选的，所述离子注入工艺包括：执行沟道离子注入工艺，在所述第一鳍片结构及所述第二鳍片结构中形成有源区；形成覆盖所述第一鳍片结构及所述第二鳍片结构的中间区域的侧墙结构，并暴露所述第一鳍片结构及所述第二鳍片结构的上端区域及下端区域；执行源漏离子注入工艺，在所述第一鳍片结构的下端区域形成所述第一源端，在所述第一鳍片结构的上端区域形成所述第一漏端，在所述第二鳍片结构的下端区域形成所述第二源端，在所述第二鳍片结构的上端区域形成所述第二漏端；去除所述侧墙结构，所述第一漏端与所述第一源端之间的有源区作为所述第一立体沟道，所述第二漏端与所述第二源端之间的有源区作为所述第二立体沟道。
[0013]可选的，形成所述源线的步骤包括：在所述第一源端与所述第二源端之间的衬底上形成隔离介质层；在所述隔离介质层上形成阻挡层及第二导体部，所述阻挡层覆盖所述隔离介质层和所述第一源端及所述第二源端的部分侧壁，所述第二导体部部分位于所述阻挡层中；在所述阻挡层及所述第二导体部上形成第一导体部，所述第一导体部电性连接所述第一源端、所述第二源端及所述第二导体部，所述第一导体部及所述第二导体部作为所述源线。
[0014]可选的，所述第一鳍片结构及所述第二鳍片结构均呈长方体状，各包括第一面、第二面及两个第三面，形成所述第一存储结构及所述第二存储结构的步骤包括：形成存储结构材料层覆盖所述第一鳍片结构及所述第二鳍片结构的第二面及第三面，所述存储结构材料层包括依次形成的氧化硅层、氮化硅层及氧化硅层；回蚀刻部分深度的所述存储结构材料层，以暴露所述第一漏端及所述第二漏端，覆盖所述第一立体沟道的第二面及第三面的存储结构材料层作为所述第一存储结构，覆盖所述第二立体沟道的第二面及第三面的存储结构材料层作为所述第二存储结构。
[0015]基于本专利技术的另一个方面，还提供一种闪存器件，包括如上述的存储单元，所述闪存器件为NOR闪存器件。
[0016]综上所述，本专利技术通过设置垂直于衬底的第一立体沟道及第二立体沟道，将第一存储结构覆盖第一立体沟道且第二存储结构覆盖第二立体沟道，以及将两者的源端及漏端设置在两个沟道结构的两端，从而在垂直于衬底的方向设置的沟道结构、存储结构、源端及漏端，使得所形成的存储单元可占用较少的衬底面积，以此提高单位面积内设置存储单元
的数量，即提高存储密度。而且，相较于平面沟道，立体沟道有利于增大导通电流，且通过栅极结构至少部分环绕立体沟道可增加栅极结构对沟道的控制效果，有利于提高存储单元的存读速率及减小漏电流，即提高存储单元的存储性能。
附图说明
[0017]本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本专利技术，而不对本专利技术的范围构成任何限定。
[0018]图1为现有技术中NOR闪存的结构示意图。
[0019]图2为实施例一提供的存储单元的斜视示意图。
[0020]图3为实施例一提供的存储单元的剖视示意图。
[0021]图4为实施例一提供的的俯视示意图。
[0022]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储单元，其特征在于，包括：衬底；垂直于所述衬底的第一立体沟道及第二立体沟道；相对设于所述第一立体沟道的两端的第一漏端及第一源端，相对设于所述第二立体沟道的两端的第二漏端及第二源端，其中，所述第一源端位于所述第一立体沟道靠近所述衬底的一端，所述第二源端位于所述第二立体沟道靠近所述衬底的一端；至少部分环绕所述第一立体沟道的第一存储结构，至少部分环绕所述第二立体沟道的第二存储结构；覆盖所述第一存储结构及所述第二存储结构的栅极结构；以及，位于所述第一源端及所述第二源端之间的源线，所述源线位于所述栅极结构的下方，所述源线电连接所述第一源端及所述第二源端。2.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述第一存储结构及所述第二存储结构均为ONO结构。3.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述源线包括第一导体部及第二导体部，所述第一导体部连接所述第一源端及所述第二源端，所述第二导体部位于所述第一导体部的下方且与所述第一导体部电连接。4.根据权利要求3所述的存储单元，其特征在于，所述第一导体部的材质包括多晶硅，所述第二导体部的材质包括金属钨。5.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述第一立体沟道及所述第二立体沟道均呈长方体状，各包括第一面、第二面及两个第三面，所述第一存储结构覆盖所述第一立体沟道的第二面及第三面，所述第二存储结构覆盖所述第二立体沟道的第二面及第三面，所述第一面为所述第一立体沟道及所述第二立体沟道的背离面，所述第二面为所述第一立体沟道及所述第二立体沟道的相对面，两个所述第三面为所述第一立体沟道及所述第二立体沟道的剩余的侧面。6.根据权利要求5所述的存储单元，其特征在于，所述栅极结构包括第一栅部及与所述第一栅部连接的第二栅部，所述第一栅部覆盖所述第一存储结构及所述第二存储结构的第二面，所述第二栅部覆盖所述第一存储结构及所述第二存储结构的第三面，且所述第一栅部的顶面高于所述第二栅部的顶面。7.一种存储单元的制造方法，其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底上形成有沿第一方向排列的第一鳍片结构及第二鳍片结构；执行离子注入工艺，在所述第一鳍片结构中形成由下至上的第一源端、第一立体沟道及第一漏端，在所述第二鳍片结构中形成由下至上的第二源端、第二立体沟道及第二漏端；在所述第一源端及所述第二源端之间形成源线，所述源线沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家诚，葛峰，许静，
申请(专利权)人：合肥晶合集成电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：