理室402之前，可以在混合罐412内混合。在一些实施例中，氢气源408和氧气源410可以被配置成通过包括在大约I %和50 %之间的H2和在大约99 %和50 %之间的O2的气体混合物充满处理室402。
[0069]处理室402包括被配置成加热半导体衬底102的加热元件416。在一些实施例中，加热元件416可以包括灯(例如，钨卤素灯)。加热元件416可以被配置成生成热量418，热量418将半导体衬底102的顶面温度升高至在大约800°C和大约1100°C之间的范围内的温度。在一些实施例中，温度测量装置420可以被配置成测量半导体衬底102的顶面处的温度并且生成调节加热元件416的操作的控制信号Setrt，直到半导体衬底102的顶面达到所需温度。
[0070]当H2和O2气体与被加热的半导体衬底102接触时，半导体衬底102作为点火源进行操作，该点火源使得H2和O2气体原位发生反应且形成氢氧化物(OH)和原子氧(AO)。氢氧化物(OH)和原子氧(AO)与半导体衬底102发生反应以形成氧化硅。在形成共源极氧化物层之后，可以快速冷却半导体衬底102并且将其从处理室402中移除。在一些实施例中，冷却元件(未示出)可以设置在处理室402内的允许半导体衬底102快速冷却的位置处。在一些实施例中，冷却元件可以包括液体冷却系统。
[0071]图5示出了半导体衬底102的截面图500和504，其示出使用ISSG工艺形成共源极氧化物层的一些实施例。
[0072]如截面图500所示，氢氧化物(OH)和原子氧(AO)扩散到半导体衬底102中到达位于薄氧化物层406和半导体衬底102之间的界面502。氢氧化物(OH)和原子氧(AO)与半导体衬底102发生反应以形成共源极氧化物层。在一些实施例中，可以在10秒和180秒之间的处理时间段内实施ISSG工艺。应该理解，可以根据共源极氧化物层的所需厚度来增加或减少处理时间。
[0073]还应该理解，通过ISSG工艺所生长的氧化物的位置和方向可以根据氢含量和/或ISSG工艺的处理时间而变化。例如，在H2含量为20%时，共源极氧化物生长可以限于由箭头506所示出的向下方向。增加ISSG工艺的处理时间和/或增大H2含量(例如，至大于20% )可以导致共源极氧化物生长如箭头508和510所示的那样附加地发生在浮置栅极下面。
[0074]如截面图504所示，ISSG工艺形成共源极氧化物层114a。如箭头506所示，共源极氧化物层主要在共源极区域104之上的区域中在向下方向上生长，使得共源极氧化物层114a在顶面上的凸起较小。共源极氧化物层的很小的向上膨胀减少了浮置栅极112a和112b上的氧化物的侵蚀(由于较少的向外的氧化物体积膨胀)，并且因此使得第一间隔件结构202a具有更竖直的定向(即，较小的间隔件侧壁角Φ)。
[0075]因此，本发明涉及具有设置在共源极区域和共擦除栅极之间的、带有基本平坦的顶面的共源极氧化物层的闪存单元及其形成方法。
[0076]在一些实施例中，本发明涉及一种存储单元。该存储单元包括位于沿着半导体衬底的顶面设置的源极区域上方的共源极氧化物层。该存储单元还包括沿着半导体衬底的顶面设置在通过第一沟道区域与源极区域横向地间隔开的位置处的第一漏极区域。该存储单元还包括设置在共源极氧化物层上的共擦除栅极，其中，共擦除栅极包括的基本平坦的底面与共源极氧化物层的基本平坦的顶面邻接。
[0077]在其他实施例中，本发明涉及一种嵌入式闪存单元。该嵌入式闪存单元包括半导体衬底，该半导体衬底包括通过第一沟道区域与第一漏极区域间隔开并且通过第二沟道区域与第二漏极区域间隔开的共源极区域。该嵌入式闪存单元还包括的共源极氧化物层具有与共源极区域邻接的底面和顶面。该嵌入式闪存单元还包括通过第一浮置栅极氧化物层与第一沟道区域间隔开的第一浮置栅极，以及通过第二浮置栅极氧化物层与第二沟道区域间隔开的第二浮置栅极，其中，第一浮置栅极氧化物层在半导体衬底上面位于与共源极氧化物层邻接的第一位置处，第二浮置栅极氧化物层在半导体衬底上面位于与共源极氧化物层邻接的第二位置处。该嵌入式闪存单元还包括设置在共源极氧化物层上且具有与共源极氧化物层的顶面邻接的基本平坦的底面的共擦除栅极。
[0078]在又一些实施例中，本发明涉及一种形成存储单元的方法。该方法包括在半导体衬底内形成源极区域和漏极区域。该方法还包括实施原位蒸汽生成(ISSG)工艺以在源极区域上方形成共源极氧化物层。该方法还包括在共源极氧化物层上形成栅极结构，其中，栅极区域具有的基本平坦的底面与共源极氧化物层的基本平坦的顶面邻接。
[0079]以上已概述了几个实施例的特征，使得本领域的技术人员可以更好地理解本发明的各个方面。本领域的技术人员应该理解，他们可以容易地使用本发明作为基础来设计或更改用于实施与在此所介绍实施例相同的目的和/或实现相同的优点的其他工艺和结构。本领域的技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，在此他们可以做出各种改变、替换和更改。
【主权项】
1.一种存储单元，包括: 共源极氧化物层，位于沿着半导体衬底的顶面设置的源极区域上方； 第一漏极区域，沿着所述半导体衬底的所述顶面设置在通过第一沟道区域与所述源极区域横向地间隔开的位置处；以及 共擦除栅极，设置在所述共源极氧化物层上，其中，所述共擦除栅极包括的基本平坦的底面与所述共源极氧化物层的基本平坦的顶面邻接。2.根据权利要求1所述的存储单元，其中，所述源极区域包括的掺杂浓度大于或等于lE19cm3o3.根据权利要求1所述的存储单元，其中，所述共源极氧化物层的密度大于使用湿式炉氧化工艺所形成的氧化物的密度。4.根据权利要求1所述的存储单元，还包括: 第二漏极区域，沿着所述半导体衬底的顶面在所述源极区域的与所述第一漏极区域相对侧上，设置在通过第二沟道区域与所述源极区域横向地间隔开的位置处；以及 第一浮置栅极，通过邻接所述共源极氧化物层的第一浮置栅极氧化物层与所述第一沟道区域间隔开；以及 第二浮置栅极，通过邻接所述共源极氧化物层的第二浮置栅极氧化物层与所述第二沟道区域间隔开。5.根据权利要求4所述的存储单元，还包括: 第一控制栅极，设置在所述第一浮置栅极上方；以及 第二控制栅极，设置在所述第二浮置栅极上方。6.根据权利要求5所述的存储单元，其中，所述第一控制栅极通过附加的介电材料和邻接所述第一控制栅极的第一间隔件结构与所述共擦除栅极间隔开，其中，所述第一间隔件结构的厚度大约等于介于所述第一控制栅极和所述共擦除栅极之间的所述附加的介电材料的厚度。7.根据权利要求1所述的存储单元，其中，所述共源极氧化物层包括与所述基本平坦的顶面相对并且邻接所述源极区域的弯曲的底面。8.根据权利要求1所述的存储单元，还包括: 第一选择栅极，沿着所述第一浮置栅极的与所述共擦除栅极的相对侧进行设置，其中，所述第一选择栅极与第一字线相连接；以及 第二选择栅极，沿着所述第二浮置栅极的与所述共擦除栅极的相对侧进行设置，其中，所述第二选择栅极与第二字线相连接。9.一种嵌入式闪存单元，包括: 半导体衬底，包括通过第一沟道区域与第一漏极区域间隔开并且通过第二沟道区域与第二漏极区域间隔开的共源极区域； 共源极氧化物层，具有顶面和与所述共源极区域邻接的底面； 第一浮置栅极，通过第一浮置栅极氧化物层与所述第一沟道区域间隔开，所述第一浮置栅极氧化物层在所述半导体衬底上面位于与所述共源极氧化物层邻接的第一位置处；第二浮置栅极，通过第二浮置栅极氧化物层与所述第二沟道区域间隔开，所述第二浮置栅极氧化物层在所述半导体衬底上面位于与所述共源极氧化物层邻接的第二位置处；以及 共擦除栅极，设置在所述共源极氧化物层上且具有与所述共源极氧化物层的基本平坦的顶面邻接的基本平坦的底面。10.一种形成存储单元的方法，包括: 在半导体衬底内形成源极区域和漏极区域； 实施原位蒸汽生成(ISSG)工艺以在所述源极区域上方形成共源极氧化物层；以及在所述共源极氧化物层上形成栅极结构，其中，所述栅极结构具有的基本平坦的底面与所述共源极氧化物层的基本平坦的顶面邻接。
【专利摘要】本发明涉及具有设置在共源极区域和共擦除区域之间的、带有基本平坦的顶面的共源极氧化物层的嵌入式闪存单元及其形成方法。在一些实施例中，该嵌入式闪存单元具有半导体衬底，该半导体衬底带有通过第一沟道区域与第一漏极区域间隔开且通过第二沟道区域与第二漏极区域间隔开的共源极区域。通过原位蒸汽生成(ISSG)工艺在共源极区域上面的位置处形成高质量共源极氧化物层。第一和第二浮置栅极在第一和第二沟道区域上方设置在共擦除栅极的相对侧上，其中，该共擦除栅极具有的基本平坦的底面与共源极氧化物层的基本平坦的顶面邻接。
【IPC分类】H01L27/115, H01L21/8247
【公开号】CN104916641
【申请号】CN201410236347
【发明人】郑有宏, 吴政达, 杜友伦, 蔡嘉雄, 李汝谅, 李一庭, 高铭祥
【申请人】台湾积体电路制造股份有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年5月29日
【公告号】US20150263123