[发明专利]用于半导体存储器的多厚度电介质

说明书

技术领域

本发明大体上涉及非易失性快闪存储器系统，且更明确地说涉及存储器系统的结构且涉及形成所述结构的工艺。

背景技术

有许多商业上成功的非易失性存储器产品目前正在使用，尤其是较小形状因数卡的形式的产品，其使用快闪EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)单元阵列。这些卡可(例如)通过以可去除方式将卡插入到主机中的卡插槽中来与主机介接。一些市售的卡是CompactFlash^TM(CF)卡、多媒体卡(MMC)、安全数字(SD)卡、智能媒体卡、人员标签(P-Tag)和存储棒卡。主机包括个人计算机、笔记本计算机、个人数字助理(PDA)、各种数据通信装置、数码相机、蜂窝式电话、便携式音频播放器、汽车音响系统和类似类型的设备。图1中展示与主机通信的存储器卡的实例。所述存储器卡包括控制器和多个存储器单元。在一些实例中，在存储器卡中仅使用一个存储器单元。所述存储器单元和控制器可形成于同一芯片上或可形成于在存储器卡中连接在一起的单独芯片上。或者，存储器系统可嵌入较大的系统(例如，个人计算机)中。

图2中展示存储器单元(例如，图1的那些)的更详细视图。其展示存储器单元阵列和外围电路。这些外围电路与存储器阵列形成于同一衬底上。使用各种类型的存储器阵列。在一种类型的结构中，NAND阵列——一系列两个以上(例如1 6或32个)存储器单元的串——与在个别位线之间的一个或一个以上选择晶体管以及参考电位连接在一起，以形成单元列。字线延伸经过大量这些列内的单元。在编程期间通过促使串中的剩余单元被过驱动以使得流过串的电流取决于存储在经定址单元中的电荷的电平来读取和检验列内的个别单元。NAND结构阵列及其作为存储器系统的一部分的操作的实例在第6,046,935号美国专利中陈述，所述专利以全文引用的方式并入本文中。

在另一类型的在源极与漏极扩散区之间具有“分裂沟道(split-channel)”的阵列中，单元的浮动栅极定位在沟道的一个部分上方，且字线(也称为控制栅极)定位在另一沟道部分上方以及浮动栅极上方。这有效地形成具有两个串联晶体管的单元，其中一个(存储晶体管)用浮动栅极上的电荷量与字线上的电压的组合来控制可流过其沟道部分的电流量，且另一个(选择晶体管)将字线单独用作其栅极。字线延伸过浮动栅极的行。这些单元、其在存储器系统中的使用以及其制造方法的实例在第5,070,032、5,095,344、5,315,541、5,343,063、5,661，053和6,281,075号美国专利中给出，所述专利以全文引用的方式并入本文中。

此分裂沟道快闪EEPROM单元的修改添加了定位在浮动栅极与字线之间的导流栅极(steering gate)。阵列的每一导流栅极延伸过一列浮动栅极且垂直于字线。作用是使字线免于在读取或编程选定单元时必须同时执行两种功能。这两种功能是(1)用作选择晶体管的栅极，因此需要适当的电压来接通和断开选择晶体管，和(2)通过字线与浮动栅极之间的电场(电容性)耦合将浮动栅极的电压驱动到期望的电平。通常难以用单个电压以最佳方式执行这两种功能。通过添加导流栅极，字线仅需要执行功能(1)，而添加的导流栅极执行功能(2)。例如在第5,313,421和6,222,762号美国专利中描述快闪EEPROM阵列中的导流栅极的使用，所述专利以引用的方式并入本文中。

在任何上述类型的存储器单元阵列中，通过从衬底向浮动栅极注射电子来编程单元的浮动栅极。这是通过在沟道区中具有适当掺杂且将适当电压施加于源极、漏极和其余栅极来完成的。