[发明专利]背栅极式非易失性内存单元

说明书

相关申请案交互参照

这个申请案声称2013年3月15日所提出第61/786,609号美国临时申请案的优先权利益，其完整引用于本文中。

技术领域

本发明是有关于内存装置。更特别的是，本发明是有关于包括背栅极式非易失性内存单元的内存装置及其制作方法。

背景技术

随机存取内存(RAM)装置包括具有许多内存单元互连以存储信息的内存数组。通过对电荷存储材料使用硅氮化物而非多晶硅，如硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(“SONOS”)类型NVM单元的非易失性内存(“NVM”)单元得以与主流闪存区别开来。

SONOS单元基本上形成自在晶体管栅极氧化物里有一小片硅氮化物的标准多晶硅N信道MOSFET晶体管。这片氮化物不导电，但包含大量能够保留静电荷的电荷捕捉点(charge trapping site)。氮化物层与周围晶体管电性隔离，但氮化物之上存储的电荷直接影响下面晶体管信道的导电性。

当多晶硅控制栅极正偏压时，来自晶体管源极与漏极区的电子将穿过氧化物层并且遭补捉于硅氮化物中。这在漏极与源极之间导致能量障蔽，从而升高阈值电压。可通过在控制栅极之上施加负偏压而移除电子并且抹除单元。选择栅极可用于排除过度抹除单元干扰问题，然而，由于每个单一内存单元都需要建置2个晶体管，这将导致特征尺寸更大。为了容纳组件，将需要较大的芯片面积，这将依次导致更高的成本。另外，也希望达成其它效益，例如高迁移率及低随机掺杂扰动(“RDF”)等。

经由前述说明，希望提供改良型且轻巧的NVM内存单元。也希望为形成此这样的NVM内存单元而提供简化方法。

发明内容

具体实施例基本上关于NVM装置。在一个具体实施例中，装置包括衬底及位于衬底之上的内存单元。内存单元包括单晶体管。单晶体管包括位于衬底之上作用为控制栅极的第一栅极，以及内嵌于衬底中作用为选择栅极的第二栅极。

在另一个具体实施例中，用于形成内存装置的方法包括提供衬底。内存模块形成于衬底之上。本方法包括在衬底之上形成作用为控制栅极的第一栅极，以及在衬底中形成作用为选择栅极的第二栅极。

在又一个具体实施例中，揭露用于形成装置的方法。本方法包括提供衬底以及在衬底之上形成内存模块。第一栅极形成于衬底之上作用为控制栅极，以及第二栅极形成于衬底中作用为选择栅极。

透过参照底下说明及附图，本文所揭露具体实施例的这些及其它优点及特征都将变得显而易知。此外，要理解的是，本文所述各个具体实施例的特征不互斥，而是可在各个组合及排列中并存。

附图说明

在图式中，相称的参考字符基本上在不同视图涉及相同零件。还有，图式未必按照比例，而是基本上着重于描述本发明的原理。本发明的各个具体实施例是引用下列图式予以说明，其中：

图1表示现有的双晶体管(2T)NVM单元；

图2表示单晶体管(1T)薄SOI内存单元的一个具体实施例；

图3表示薄SOI NVM单元的堆栈式栅极示意图；

图4表示现有SONOS单元的堆栈式栅极示意图；

图5表示现有SONOS单元的布局；

图6表示薄SOI NVM单元布局的一个具体实施例；

图7a至图7g表示用于形成装置的程序的一个具体实施例；

图8a及图8b表示薄SOI NVM单元背栅极形成的一个具体实施例的不同视图；以及

图9表示薄SOI NVM单元各个接端之上偏压条件的表格。

具体实施方式

具体实施例基本上关于NVM装置。例如，具体实施例基本上关于薄绝缘体上硅(SOI)背栅极式NVM装置或单元。NVM装置或单元可有各种类型，例如，包括浮动栅极类型、金属-氮化物-氧化物-硅(MNOS)类型、硅-氮化物-氧化物-硅(SNOS)类型、金属-氧化物-氮化物-氧化物-硅(MONOS)类型、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)类型或TaN铝氧化物氮化物氧化物硅(“TANOS”)类型。其它合适的NVM或内存装置类型也可有作用。可将此类NVM装置加入电子产品或设备内，如电话、计算机、移动智能产品等。