專利名稱：使用FinFET的非易失性存儲器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非易失性存儲器件及其制造方法，更具體地，涉及其中使用 FinFET (鰭式場效應(yīng)晶體管)的非易失性存儲器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
非易失性存儲器(Nonvolatile Memory, NVM)由于可以在斷電狀態(tài)下保持?jǐn)?shù)據(jù)信息而有著廣泛的應(yīng)用。典型的非易失存儲器包括含有浮柵的MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，利用浮柵中存儲的電荷數(shù)量的不同來表示數(shù)字0或1。通常，非易失性存儲器按照將多個單元以陣列排列的方式來設(shè)置，以提供所需的存儲容量。對于特定的芯片面積，存儲密度越高，則存儲容量越大。非易失性存儲器的存儲容量一方面取決于新穎的器件架構(gòu)(主要是指單元尺寸的減小)，另一方面取決微電子加工技術(shù)的進(jìn)步(主要是指實(shí)際上可以達(dá)到的最小特征尺寸的減小)。然而，隨著MOSFET的尺寸按比例縮小，將產(chǎn)生短溝道效應(yīng)。在ChenmingHu 等人的美國專利US6, 413，802 中公開了在 SOI (Semiconductor On hsulator，絕緣體上半導(dǎo)體)上形成的FinFET，包括在半導(dǎo)體材料的鰭片(Fin)的中間形成的溝道區(qū)，以及在鰭片兩端形成的源/漏區(qū)。柵電極在溝道區(qū)的兩個側(cè)面包圍溝道區(qū)(即雙柵結(jié)構(gòu))，從而反型層形成在溝道各側(cè)上。鰭片中的溝道區(qū)厚度很薄，使得整個溝道區(qū)都能受到柵極的控制，從而可以抑制短溝道效應(yīng)。本發(fā)明人在美國專利US7，087，952提出了一種使用FinFET的非易失性存儲器件， 包括位于半導(dǎo)體鰭片一側(cè)上的控制柵以及位于半導(dǎo)體鰭片相對的另一側(cè)上的浮柵。在浮柵型存儲器中，電荷從襯底隧穿通過浮柵介質(zhì)層，到達(dá)并儲存在浮柵中，在未供電的情況下仍然可以保存。電荷的數(shù)量影響FinFET的閾值電壓(Vth)，從而可以區(qū)分邏輯值1或0。該非易失性存儲器件利用FinFET減小了短溝道效應(yīng)對閾值電壓的不利影響，并因此改善了存儲器件的可靠性和耐用性。然而，該非易失性存儲器件的控制柵和浮柵均在前端工藝形成，使得工藝的復(fù)雜度增加，并因此提高了器件的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以低成本制造的使用FinFET的非易失性存儲器件及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種非易失性存儲器，包括半導(dǎo)體鰭片，位于絕緣層上方；溝道區(qū)，位于所述半導(dǎo)體鰭片的中間；源/漏區(qū)，位于所述半導(dǎo)體鰭片兩端；浮柵，位于所述半導(dǎo)體鰭片的第一側(cè)，并朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸；以及第一控制柵，位于所述浮柵的頂部或圍繞所述浮柵的頂部和側(cè)壁。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種制造非易失性存儲器的方法，包括以下步驟
a)在絕緣層上方形成半導(dǎo)體鰭片；b)沿著所述半導(dǎo)體鰭片的第一側(cè)形成浮柵，所述浮柵朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸；c)在所述半導(dǎo)體鰭片兩端形成源/漏區(qū)；以及d)在所述浮柵的頂部或圍繞所述浮柵的頂部和側(cè)壁形成第一控制柵。本發(fā)明的非易失存儲器件利用FinFET抑制了短溝道效應(yīng)，從而可以提高存儲密度。并且，在前端工藝中按照與常規(guī)FinFET中的柵極相同的方式形成浮柵，然后，在后端工藝中按照與常規(guī)的通道(via)和互連(interconnect)工藝兼容的方式形成控制柵。由于在前端工藝中沒有引入附加的掩模以及淀積和光刻步驟，僅僅修改了后端工藝，其中引入了用于形成中間介質(zhì)層的附加淀積和平面化步驟。因此，顯著地減小了用于形成非易失性存儲器件的工藝的復(fù)雜度，并且相應(yīng)地降低了器件的成本。此外，按照本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，通過分別在鰭片的兩側(cè)形成常規(guī)FinFET的柵極以及非易失性存儲器件的浮柵及控制柵，提供了雙功能FET雙功能晶體管，其中利用外部引線的變化來選擇器件的功能。


圖 1 至 9、10A、10B、11-12、13A-13C、14A、14B、15A、15B 示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)
施例的非易失性存儲器的制造方法的各個階段的示意圖。圖16A和16B示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的非易失性存儲器的示意圖。圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的雙功能晶體管的截面圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在各個附圖中，相同的元件采用類似的附圖標(biāo)記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。為了簡明起見，可以在一幅圖中描述經(jīng)過數(shù)個步驟后獲得的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解，在描述器件的結(jié)構(gòu)時，當(dāng)將一層、一個區(qū)域稱為位于另一層、另一個區(qū)域“上面”或“上方”時，可以指直接位于另一層、另一個區(qū)域上面，或者在其與另一層、另一個區(qū)域之間還包含其它的層或區(qū)域。并且，如果將器件翻轉(zhuǎn)，該一層、一個區(qū)域?qū)⑽挥诹硪粚印⒘硪粋€區(qū)域“下面”或“下方”。如果為了描述直接位于另一層、另一個區(qū)域上面的情形，本文將采用“直接在......上面”或“在......上面并與之鄰接”的表述方式。在本申請中，術(shù)語“半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)”指在制造半導(dǎo)體器件的各個步驟中形成的整個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱，包括已經(jīng)形成的所有層或區(qū)域。在下文中描述了本發(fā)明的許多特定的細(xì)節(jié)，例如器件的結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、處理工藝和技術(shù)，以便更清楚地理解本發(fā)明。但正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細(xì)節(jié)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。除非在下文中特別指出，非易失性存儲器件中的各個部分可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的材料構(gòu)成。半導(dǎo)體材料例如包括III-V族半導(dǎo)體，如GaAS、hP、GaN、SiC，以及IV 族半導(dǎo)體，如Si、Ge。柵極導(dǎo)體可以是能夠?qū)щ姷母鞣N材料，例如金屬層、摻雜多晶硅層、或包括金屬層和摻雜多晶硅層的疊層?xùn)艑?dǎo)體或者是其他導(dǎo)電材料。作為柵極導(dǎo)電層的導(dǎo)電材料例如為 hC、TiN、TaTbN, TaErN, TaYbN, TaSiN、HfSiN、MoSiN、RuTax, NiTax, MoNx, TiSiN、 TiCN、TaAlC、TiAIN、TaN、PtSix、Ni3Si、Pt、Ru、Ir、Mo、HfRu、RuOx 和所述各種導(dǎo)電材料的組合。柵極介質(zhì)層可以由S^2或介電常數(shù)大于SiO2的材料構(gòu)成，例如包括氧化物、氮化物、氧氮化物、硅酸鹽、鋁酸鹽、鈦酸鹽，其中，氧化物例如包括Si02、HfO2, ZrO2, A1203、TiO2, La2O3，氮化物例如包括Si3N4，硅酸鹽例如包括HfSiOx，鋁酸鹽例如包括LaAW3,鈦酸鹽例如包括SrTiO3，氧氮化物例如包括SiON。并且，柵極介質(zhì)層不僅可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的材料形成，也可以采用將來開發(fā)的用于柵極介質(zhì)層的材料。按照本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例，依次執(zhí)行圖1-11所示的前端工藝中的以下步驟，其中圖1-5示出了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖，圖6-9和圖IOA示出半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖 IOB和圖11示出了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖。參見圖1，本發(fā)明的方法開始于SOI晶片。SOI晶片包括底部襯底11、BOX(埋氧層)12和頂部半導(dǎo)體層13。接著，參見圖2，通過已知的淀積工藝，如CVD(化學(xué)氣相淀積)、原子層淀積、濺射等，在半導(dǎo)體層13上依次形成薄氧化物層14和氮化物層15，然后通過旋涂在氮化物層15 上形成光致抗蝕劑層16，并通過其中包括曝光和顯影的光刻工藝將光致抗蝕劑層16形成條狀圖案。接著，參見圖3，利用含有圖案的光致抗蝕劑層16作為掩模，通過干法蝕刻，如離子銑蝕刻、等離子蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻、激光燒蝕，或者通過其中使用蝕刻劑溶液的濕法蝕刻，從上至下依次去除氮化物層15、薄氧化物層14和頂部半導(dǎo)體層13的露出部分，使得頂部半導(dǎo)體層13形成鰭片，然后，通過在溶劑中溶解或灰化去除光致抗蝕劑層16。該蝕刻步驟停止在BOX層12的頂部。在圖3中的水平方向上示出了該鰭片的寬度，在圖3中的垂直方向上示出了該鰭片的高度，然而，在圖3中未示出該鰭片的長度(沿著垂直于紙面的方向延伸)。接著，參見圖4，通過上述已知的淀積工藝，在整個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上依次形成共形的柵極介質(zhì)層17以及導(dǎo)電氮化物層18。柵極介質(zhì)層17例如是厚度約為2-40nm的HfO2 層或厚度約為l-20nm的SW2層。導(dǎo)電氮化物層18例如是厚度約為5-20nm的TiN層。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的那樣，包含導(dǎo)電氮化物層18的柵極疊層(如Hf02/TiN)可以有利地獲得減小的柵極漏電流。當(dāng)然需要說明的是，導(dǎo)電氮化物層18作為阻擋層。然而，阻擋層還可以采用其他的導(dǎo)電材料形成，例如，TaN, TiN、Ta、Ti、TiSiN, TaSiN, Tiff, WN或Ru 等材料或其他材料，本發(fā)明對此不做限制。接著，參見圖5，通過上述已知的淀積工藝，在整個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上淀積覆蓋的多晶硅層19，然后對其執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平面化(CMP)。該化學(xué)機(jī)械平面化以氮化物層15作為停止層，從而去除了浮柵介質(zhì)層17和導(dǎo)電氮化物層18的位于氮化物層15上方的部分。 該多晶硅層19可以在單獨(dú)的步驟中進(jìn)行摻雜或原位摻雜，從而成為導(dǎo)電的。對于多晶硅層 19也可以采用其他的常見的柵極導(dǎo)電材料形成，例如TiAl、Al、Co、Ni、Cu或W以及金屬合金或其他導(dǎo)電材料等，例如前文中所述的各種柵極導(dǎo)電材料，本發(fā)明對此不做限制。導(dǎo)電氮化物層18作為阻擋層，夾在柵極介質(zhì)層17和多晶硅層19之間，并形成柵極導(dǎo)體的一部分，可以起到調(diào)節(jié)器件的功函數(shù)的作用。
接著，參見圖6，對多晶硅層19和導(dǎo)電氮化物層18進(jìn)行圖案化，以形成其延伸方向與鰭片的延伸方向基本垂直的條狀的柵極圖案。在圖案化步驟中例如使用光致抗蝕劑掩模 (未示出)和上述的干法或濕法蝕刻步驟。該蝕刻步驟停止在浮柵介質(zhì)層17的頂部。半導(dǎo)體層13、薄氧化物層14和氮化物層15的疊層由浮柵介質(zhì)層17包圍，并且在未受到光致抗蝕劑掩模遮擋的位置還去除了導(dǎo)電氮化物層18，露出下面的浮柵介質(zhì)層17。在圖6的俯視圖中還示出了圖1-5所示的截面圖的截線A-A’的位置。接著，參見圖7，按照常規(guī)的工藝對頂部半導(dǎo)體層13的位于鰭片兩端的部分執(zhí)行延伸注入和/或暈環(huán)注入。圖中的箭頭指示了延伸注入和/或暈環(huán)注入從鰭片的兩側(cè)進(jìn)行。接著，參見圖8，通過上述已知的淀積工藝，首先在整個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上淀積厚度約為10-30nm的氮化物層，然后例如使用光致抗蝕劑掩模和上述的干法或濕法蝕刻步驟去除氮化物層的一部分，從而在多晶硅層19和導(dǎo)電氮化物層18的兩側(cè)形成氮化物側(cè)墻 20。接著，參見圖9，按照常規(guī)的工藝對半導(dǎo)體層的位于鰭片兩端的部分執(zhí)行源/漏注入，然后例如在約1000-1080°C的溫度下執(zhí)行尖峰退火(spike anneal)，以激活通過先前的注入步驟而注入的摻雜劑并消除注入導(dǎo)致的損傷，從而形成源區(qū)和漏區(qū)(未示出)。由于在已經(jīng)形成了氮化物側(cè)墻20之后執(zhí)行源/漏注入，因此源區(qū)和漏區(qū)相對于延伸區(qū)更加遠(yuǎn)離鰭片中間的溝道區(qū)。接著，參見圖IOA和10B，通過上述已知的干法或濕法蝕刻步驟去除位于源/漏區(qū)側(cè)面的浮柵介質(zhì)層17，然后對位于氮化物層15和薄氧化物層14下方的頂部半導(dǎo)體層13的表面進(jìn)行局部硅化，將源/漏區(qū)的表面層轉(zhuǎn)變成金屬硅化物層21 (未示出)，該硅化步驟同時將柵極區(qū)的多晶硅層19的表面層轉(zhuǎn)變成金屬硅化物層21 (如圖IOB所示)。以下，按照本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例，依次執(zhí)行圖12-15所示的后端工藝中的以下步驟。參見圖11，通過上述已知的淀積工藝，在整個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上依次形成覆蓋的氮化物層22和氧化物層23，然后對其執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化，以整平氧化物層23的表面。接著，參見圖12，例如通過旋涂在整個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成光致抗蝕劑層24，并且通過其中包括曝光和顯影的光刻工藝在光致抗蝕劑層M形成開口。該開口位于多晶硅層 19的上方。接著，參見圖13A和13B，利用含有開口的光致抗蝕劑層M作為掩模，通過上述的干法或濕法蝕刻，從上至下依次去除氧化物層23、氮化物層22從該開口露出的部分，該蝕刻步驟停止在硅化物層21的頂部。并且，如圖1 所示，在條狀的浮柵的兩側(cè)，該蝕刻步驟從上至下依次去除氧化物層23、氮化物層22從該開口露出的部分，并停止在BOX層12的頂部。因此，該蝕刻步驟露出浮柵的頂部和兩側(cè)。浮柵從上至下依次包括多晶硅層19、導(dǎo)電氮化物層18和浮柵介質(zhì)層17。在圖13C中示出了該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的俯視圖，其中分別示出了圖13A的截面圖的截線A-A’以及圖13B的截面圖的截線B-B，的位置。接著，參見圖14A和14B，通過在溶劑中溶解或灰化去除光致抗蝕劑層M，然后通過上述已知的淀積工藝，在整個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成共形的中間介質(zhì)層25(例如Al3O2和HfO2)。該中間介質(zhì)層25使得將要形成的控制柵導(dǎo)體與下方的浮柵導(dǎo)體(即柵極區(qū)的多晶硅層19)相互隔開。接著，參見圖15A和15B，通過上述已知的淀積工藝，在整個半導(dǎo)體層上形成覆蓋的導(dǎo)電層(例如金屬W)，然后對該導(dǎo)電層進(jìn)行回蝕刻，從而僅在氮化物層22和氧化物層23 中的開口內(nèi)留下導(dǎo)電填充物26，該導(dǎo)電填充物乍為控制柵導(dǎo)體?；匚g刻在開口外留下中間介質(zhì)層25，然而，也可以僅在氮化物層22和氧化物層23中的開口內(nèi)壁留下中間介質(zhì)層 25。如圖15B所示，控制柵包括導(dǎo)電填充物沈和中間介質(zhì)層25，圍繞條狀的浮柵的頂部和兩側(cè)?？蛇x地，控制柵導(dǎo)體可以是阻擋層(例如厚度約為3-12nm的TiN，未示出)和導(dǎo)電填充物26的疊層，如上所述，這可以有利地獲得減小的柵極漏電流。然后，在獲得的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成層間絕緣層、位于層間絕緣層中的通孔、位于層間絕緣層上表面的布線或電極，從而完成非易失性存儲器件的其它部分。這些后續(xù)步驟對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的非易失性存儲器件如圖15A和15B所示，包括由SOI 襯底上的頂部半導(dǎo)體層13形成的鰭片，在鰭片的兩端形成的源/漏區(qū)(未示出)；在鰭片的一側(cè)形成的、并朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸的浮柵，該浮柵包括介質(zhì)層17以及由導(dǎo)電氮化物層18和多晶硅層19的疊層組成的浮柵導(dǎo)體；以及圍繞所述浮柵的頂部和側(cè)壁的控制柵，該控制柵包括中間介質(zhì)層25和由導(dǎo)電填充物沈組成的控制柵導(dǎo)體。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的非易失性存儲器件如圖16A和16B所示，包括由SOI 襯底上的頂部半導(dǎo)體層13形成的鰭片，在鰭片的兩端形成的源/漏區(qū)(未示出)；在鰭片的一側(cè)形成的、并朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸的浮柵，該浮柵包括介質(zhì)層17以及由導(dǎo)電氮化物層18和多晶硅層19的疊層組成的浮柵導(dǎo)體；以及位于所述浮柵的頂部的控制柵，該控制柵包括中間介質(zhì)層25和由導(dǎo)電填充物沈組成的控制柵導(dǎo)體。第二實(shí)施例的非易失性存儲器件與第一實(shí)施例的非易失性存儲器件的區(qū)別在于控制柵僅位于浮柵的頂部上。作為上述非易失性存儲器件的變型，提出了一種雙功能晶體管。如圖17所示，該雙功能晶體管包括由SOI襯底上的半導(dǎo)體層13形成的鰭片，在鰭片的兩端形成的源/漏區(qū) (未示出)；在鰭片的一側(cè)(稱為“第一側(cè)”)形成的、并朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸的浮柵，該浮柵包括浮柵介質(zhì)層17以及由導(dǎo)電氮化物層18和多晶硅層19的疊層組成的浮柵導(dǎo)體；以及位于所述浮柵的頂部或圍繞所述浮柵的頂部和側(cè)壁的第一控制柵，該第一控制柵包括位于浮柵導(dǎo)體上方的中間介質(zhì)層25和導(dǎo)電填充物沈組成的第一控制柵導(dǎo)體； 在鰭片的另一側(cè)(稱為“第二側(cè)”，第一側(cè)和第二側(cè)彼此相對)形成的、并朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸第二控制柵，第二控制柵包括柵極介質(zhì)層17以及由導(dǎo)電氮化物層18和多晶硅層19的疊層組成的第二控制柵導(dǎo)體。優(yōu)選地，分別位于鰭片第一側(cè)和第二側(cè)的浮柵和第二控制柵由相同的介質(zhì)材料和導(dǎo)電材料在相同的工藝步驟中形成。在鰭片的第二側(cè)，在第二控制柵上方形成的開口內(nèi)包含與柵極導(dǎo)體接觸的導(dǎo)電填充物26，作為用于連接引線的導(dǎo)電接觸。優(yōu)選地，位于鰭片的第二側(cè)的導(dǎo)電接觸和位于鰭片的第一側(cè)的第一控制柵中的柵極導(dǎo)體由相同的導(dǎo)電材料在相同的工藝步驟中形成。在最終的雙功能晶體管中，可以通過將引線連接至位于鰭片的第一側(cè)的第一控制柵或是位于鰭片的第二側(cè)的第二控制柵，可以選擇性地將該雙功能晶體管用作非易失性存儲器件或常規(guī)FinFET。為了形成圖17所示的雙功能晶體管，依次執(zhí)行圖1至14所示的步驟。接著，在圖14A和圖14B的基礎(chǔ)上，采用附加的掩模步驟，在多晶硅層19的上方形成含有另一開口的光致抗蝕劑層，該開口位于鰭片的第二側(cè)(即圖中的左側(cè))；采用附加的蝕刻步驟，從上至下依次去除中間介質(zhì)層25、氧化物層23和氮化物層22從開口露出的部分。當(dāng)然也可以選擇同時形成第一側(cè)和第二側(cè)的開口。接著，繼續(xù)圖15A、15B所示的步驟，使得導(dǎo)電填充物沈同時填充鰭片第一側(cè)(即圖中的右側(cè))和第二側(cè)的開口，從而在圖中鰭片的第一側(cè)的浮柵的頂部和兩側(cè)形成第一控制柵，以及在圖中鰭片的第二側(cè)的常規(guī)FinFET的柵極的頂部和兩側(cè)形成導(dǎo)電接觸。然后，在獲得的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成層間絕緣層、位于層間絕緣層中的通道、位于層間絕緣層上表面的布線或電極，從而完成雙功能晶體管的其它部分。這些后續(xù)步驟對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的。應(yīng)當(dāng)注意，在上述的非易失性存儲器件的實(shí)施例以及雙功能晶體管的實(shí)施例中， 浮柵、第一控制柵和第二控制柵中的每一個都可以包括阻擋層和導(dǎo)電材料層的疊層作為柵極導(dǎo)體，其中，如上所述，阻擋層可以由導(dǎo)電氮化物或其他的阻擋層材料形成，導(dǎo)電材料層可以由多晶硅層或其他的柵極導(dǎo)電材料形成。以上描述只是為了示例說明和描述本發(fā)明，而非意圖窮舉和限制本發(fā)明。因此，本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施例。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯可知的變型或更改，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非易失性存儲器，包括半導(dǎo)體鰭片，位于絕緣層上方；溝道區(qū)，位于所述半導(dǎo)體鰭片的中間；源/漏區(qū)，位于所述半導(dǎo)體鰭片兩端；浮柵，位于所述半導(dǎo)體鰭片的第一側(cè)，并朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸；以及第一控制柵，位于所述浮柵的頂部或圍繞所述浮柵的頂部和側(cè)壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲器，其中所述半導(dǎo)體鰭片為硅鰭片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲器，其中所述浮柵包括浮柵介質(zhì)層和浮柵導(dǎo)體，所述浮柵導(dǎo)體與所述半導(dǎo)體鰭片由所述浮柵介質(zhì)層隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非易失性存儲器，其中所述浮柵導(dǎo)體是阻擋層和浮柵導(dǎo)電材料層的疊層，并且所述阻擋層夾在所述浮柵導(dǎo)電材料層和所述浮柵介質(zhì)層之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲器，其中所述第一控制柵包括中間介質(zhì)層和第一控制柵導(dǎo)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非易失性存儲器，其中所述第一控制柵導(dǎo)體由選自金屬、摻雜多晶硅和導(dǎo)電氮化物中的至少一種組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非易失性存儲器，其中所述第一控制柵導(dǎo)體是阻擋層和控制柵導(dǎo)電材料層的疊層，所述阻擋層夾在所述控制柵導(dǎo)電材料層和所述中間介質(zhì)層之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非易失性存儲器，其中所述絕緣層為絕緣體上半導(dǎo)體襯底中的掩埋絕緣層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非易失性存儲器，其中所述半導(dǎo)體鰭片由絕緣體上半導(dǎo)體襯底中的頂部半導(dǎo)體層形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的非易失性存儲器，進(jìn)一步包括第二控制柵，位于所述半導(dǎo)體鰭片的第二側(cè)，并朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸， 所述第一側(cè)和所述第二側(cè)彼此相對。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非易失性存儲器，所述第二控制柵與所述浮柵由相同的介質(zhì)材料和導(dǎo)電材料形成。
12.一種制造非易失性存儲器的方法，包括以下步驟a)在絕緣層上方形成半導(dǎo)體鰭片；b)沿著所述半導(dǎo)體鰭片的第一側(cè)形成浮柵，所述浮柵朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸；c)在所述半導(dǎo)體鰭片兩端形成源/漏區(qū)；以及d)在所述浮柵的頂部或圍繞所述浮柵的頂部和側(cè)壁形成第一控制柵。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述絕緣層為絕緣體上半導(dǎo)體襯底中的掩埋絕緣層，所述步驟a)包括以下步驟al)在絕緣體上半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化物層；a2)在所述第一氧化物層上形成第一氮化物層；以及a3)采用掩模，對所述第一氮化物層、第一氧化物層和絕緣體上半導(dǎo)體襯底的頂部半導(dǎo)體層進(jìn)行圖案化，以形成上面覆蓋有氧化物層和氮化物層的條狀的半導(dǎo)體鰭片。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述步驟b)包括以下步驟bl)在整個表面上形成浮柵介質(zhì)層；b2)在浮柵介質(zhì)層上形成阻擋層；b3)在整個表面上覆蓋形成浮柵導(dǎo)電材料層；b4)對所述浮柵導(dǎo)電材料層進(jìn)行平面化，以去除浮柵導(dǎo)電材料層、阻擋層和浮柵介質(zhì)層位于鰭片的頂部的部分；以及b5)采用掩模，對浮柵導(dǎo)電材料層和阻擋層進(jìn)行圖案化，以形成其延伸方向與鰭片的延伸方向基本垂直的條狀的浮柵圖案。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述步驟d)包括以下步驟 dl)在所述浮柵上形成第二氮化物層；d2)在所述第二氮化物層上形成第二氧化物層；d3)在第二氮化物層和第二氧化物層中形成開口，該開口露出所述浮柵的頂部，或者露出所述浮柵的頂部和兩側(cè)；d4)至少在開口的內(nèi)壁上形成中間介質(zhì)層；以及d5)在所述開口內(nèi)填充導(dǎo)電材料以形成第一控制柵導(dǎo)體。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的方法，在步驟b)中，與所述浮柵同時形成第二控制柵，第二控制柵位于所述半導(dǎo)體鰭片的第二側(cè)，并朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸，所述第一側(cè)和所述第二側(cè)彼此相對。
全文摘要
本申請公開了一種非易失性存儲器及其制造方法，該非易失性存儲器包括半導(dǎo)體鰭片，位于絕緣層上方；溝道區(qū)，位于所述半導(dǎo)體鰭片的中間；源/漏區(qū)，位于所述半導(dǎo)體鰭片兩端；浮柵，位于所述半導(dǎo)體鰭片的第一側(cè)，并朝著遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體鰭片的方向延伸；以及第一控制柵，位于所述浮柵的頂部或圍繞所述浮柵的頂部和側(cè)壁。該非易失性存儲器減小了短溝道效應(yīng)的影響，可以提高存儲密度，并且可以低成本地制造。
文檔編號H01L21/8247GK102315224SQ20101022725
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者尹海洲, 朱慧瓏, 駱志炯 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所