[发明专利]SOI存储器件

说明书

本发明涉及SOI存储器件，提供一种制造半导体器件的方法，包括提供包含半导体本体衬底、形成在半导体本体衬底上的掩埋氧化物层和形成在掩埋氧化物层上的半导体层的绝缘体上硅衬底；和在SOI衬底上形成存储器件，其包括从所述半导体层的一部分形成浮置栅极，在所述浮置栅极上形成绝缘层，并在所述绝缘层上形成控制栅极。

技术领域

本发明通常涉及集成电路和半导体器件的领域，更具体地，涉及SOI闪存器件的制造。

背景技术

诸如CPU、储存器件、专用集成电路(ASIC)等的先进集成电路的制造需要根据指定的电路布局在给定的芯片区域上形成大量的电路元件。在各种电子电路中，场效应晶体管代表實質决定集成电路性能的一种重要类型的电路元件。通常，目前有多个处理技术用于形成场效应晶体管(FET)，其中，对于许多类型的复杂电路，MOS技术目前是最有希望的方法之一，因为就操作速度和/或功耗和/或成本效率而言此技术有卓越的特性。在使用例如CMOS技术来制造复杂集成电路时，在包括晶体半导体层的衬底上形成数百万个N沟道晶体管和P沟道晶体管。此外，在许多应用中，需要包括晶体管器件的闪存器件。

闪速存储器(例如，FLASH EPROM或FLASH EEPROM)是由存储器单元(器件)阵列所形成的半导体器件，其中每个单元具有浮栅晶体管。闪存芯片分为两大类，即具有所谓“NOR”结构的那些和具有所谓“NAND”结构的那些。数据可以写入到阵列内的每个单元，但以单元格块的形式擦除数据。每个浮栅晶体管包括源极、漏极、浮置栅极和控制栅极。例如，在嵌入式闪存应用中，浮置栅极使用沟道热电子来进行从漏极的写入，和使用隧道效应(tunneling)来进行从源极的擦除。在NAND存储器的上下文中，通常使用Fowler-Nordheim注入。

连接阵列的一行中的每个单元中的每个浮置栅极的源极以形成源极线。在嵌入式存储器解决方案中，在逻辑器件附近提供存储器单元，尤其，与逻辑器件一起在单个(单片)硅衬底上。闪存器件用于许多应用中，包括手持式计算设备、无线电话和数码相机，还有汽车应用。为了使闪存芯片的各别存储元件能够保持它们被编程的物理状态，各个存储器区域必须与其相邻区域隔离，通常通过浅沟槽隔离。

用于嵌入式存储器单元架构的各种单栅极和隔离栅极解决方案在本领域中是已知的。为了示例的目的，图1示出了本领域的嵌入式超闪速单元。在其中形成源极/漏极区域12的半导体衬底11上形成该单元。该单元包含浮置栅极13、控制栅极14、擦除栅极15和由字线形成的选择栅极16。所有栅极可以由多晶硅制成，并且它们被多层绝缘结构17覆盖。多层绝缘结构17包括形成在栅极的顶部和侧壁上的间隔结构的部分。浮置栅极13形成在浮置栅极氧化物层18上，并且其通过隧道氧化物层18a与擦除栅极15分离，隧道氧化物层18a可以由与浮置栅极氧化物层18相同的材料形成。控制栅极14和浮置栅极13通过隔离层19彼此分离，例如设置加成强浮置栅极13和控制栅极14之间的电容耦合的氧化物-氮化物-氧化物(ONO)层。

然而，尽管在具有硅-氮氧化物栅极电介质的场效应晶体管(FET)的制造背景中可以可靠地实现闪存单元集成，但是在用于形成FET(并且例如包括高k金属栅极晶体管器件的形成)的CMOS技术中的闪存单元的集成仍然是具有挑战性的问题。特别地，在完全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)互补金属氧化物半导体(CMOS)制造技术的背景中，将非易失性存储单元协整为闪存单元需要许多额外的沉积和掩蔽步骤，由此显着增加了整体处理和制造成本的复杂性。

鉴于上述情况，本发明提供了一种形成包含在(FD)SOI技术内集成的闪存器件的半导体器件的技术，与本领域相比，具有较少处理步骤。此外，提供了包含根据本发明的制造方法形成的闪存件的半导体器件。

发明内容

以下给出本发明的简化概述以提供对本发明的某些方面的基本理解。本发明内容并非本发明的详尽概述。它不是为了识别本发明的关键或重要要素或描述本发明的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一些概念，作为稍后讨论的更详细描述的序言。