双通道存储器的制造方法_3

文档序号:9617543阅读:来源:国知局
压和/或存储在浮动栅极处的电荷 控制。另外,可以采用若干个可能的偏置模式以增强对描述的FINFET器件的利用。例如, 对于存储器操作,可在两个通道上施加共栅极电压和共源极-漏极电压。可选地,前通道和 后通道可以被单独偏置。在后一情形中,可以选择性地施加电压,有效地在反向偏置模式操 作器件(例如,二极管配置),使得可以避免前向偏置状态的高电流汲取。
[0066] 根据各种实施方式的存储器器件可以通过利用选自下列群组的半导体制造 技术中的至少一种的制造系统来制造:化学气相淀积(CVD)、低压CVD(LPCVD)、大气压 CVD(APCVD)、超高真空CVD(UHVVVD)原子层沉积(ALD)、分子层沉积(MLD)、等离子体增强 CVD (PECVD)、金属-有机物CVD (M0CVD)、分子束外延(MBE)、溅射沉积、离子注入、退火、湿法 化学蚀刻、气体化学蚀刻、等离子体蚀刻、反应离子蚀刻(RIE)、掩膜光刻和/或化学机械抛 光(CMP)〇
[0067] 图10示出了对于双通道存储器器件的示例电流-栅极电压曲线图,其根据本文描 述的至少一些实施方式布置。
[0068] 示图1000描绘了电流轴1002和栅极电压轴1004上的根据一些实施方式的 FINFET结构的两个通道的电流-栅极电压曲线图。电流-栅极电压曲线图1006表现了随 着栅极电压增加通过FINFET器件结构的前通道(A-A'轴)的电流行为。电流-栅极电压 曲线图1006还示出了归因于存储在浮动栅极(例如,图8中的浮动栅极802)中的电荷的 阈值电压漂移1010。电流-栅极电压曲线图1008表现了随着栅极电压增加通过FINFET器 件结构的后通道(B-B'轴)的电流行为。电流-栅极电压曲线图1008还示出了归因于存 储在浮动栅极(例如,图8中的浮动栅极802)中的电荷的阈值电压漂移1010。
[0069] 能够感测归因于在两个路径(A-A'和B-B',或者前通道和后通道)中的阈值电压 漂移的电流漂移,可以提高多电平检测的准确性并且也可以扩大检测范围。在常规多电平 检测中,来自一个器件的一条曲线可用于检测由存储在浮动栅极中的电荷导致的漂移。在 根据一些实施方式的器件中,两条曲线中的漂移可用于检测存储在浮动栅极中的电荷。在 常规器件中,当电荷A存储在浮动栅极上时,电流可以漂移B。在根据一些实施方式的器件 中,当电荷A存储在浮动栅极上时,前通道中的电流可以漂移C并且后通道中的电流可以漂 移D,其中C和D不同。由于可以获得来自两个通道一一前通道和后通道的信息,所以相比 于常规器件可以更加准确地确定存储在浮动栅极上的电荷。因此,相对于常规器件可以增 强检测准确性和扩大检测范围。如曲线图1006所示,随着栅极电压增加,前通道可转换到 闭路,并且如曲线图1008所示,后通道可转换成关闭。
[0070] 在示例实现方式中,当增加栅极电压或者将更多电荷加到栅极,A-A'路径或前通 道中的电流可增加(示图1000的右半边)。增加(例如)可遵循x2(作为估计),并且B-B' 路径或后通道中的电流可按1/χ(作为估计)减小。对于单通道存储器,电流-电压曲线图 可类似于A-A'的曲线图。因此,如果可以以(例如)+/-30%的准确度估计存储在单通道器 件上的电荷量,那么,利用来自B-B'路径的信息,可以以(例如)+/-15%的增加准确度估计 存储在浮动栅极上的电荷量。
[0071] 图11是说明制造双通道存储器器件的示例方法的流程图,其根据本文描述的至 少一些实施方式布置。
[0072] 示例方法可包括由块1122到1136的一个或多个示出的一个或多个操作、功能或 动作,并且在一些实施方式中可由存储器制造系统的控制器执行。所述制造系统可包括用 于不同制造阶段(比如,蚀刻、沉积、划线等)的多个模块。这些模块中的一些或者全部可由 指示各个模块执行操作1122到1136的控制器来管理。在一些实施方式中,所述控制器可 以是计算装置,比如台式计算机、服务器、膝上型计算机或者其他形式的计算装置。因此,块 1122-1136中描述的操作还可以存储为非暂态计算机可读介质中的计算机可执行指令(比 如,控制器1110的计算机可读介质1120),并且可由一个或多个处理器可执行。
[0073] 制造双通道存储器器件的示例过程可以块1122开始,块1122 :"在第一衬底上方 形成绝缘体层",其中可以在硅衬底上方形成绝缘体层。
[0074] 块1122之后可以是块1124 :"在绝缘体层上方形成第二衬底",其中可以在绝缘体 上方形成第二硅衬底以支撑栅极结构。
[0075] 块1124之后可以是块1126 :"使第二衬底的第二部分变薄以使得第二衬底的第一 部分保持原封不动",其中可以使第二衬底的围绕栅极结构的部分缩减(或变薄)以使得第 二衬底的在栅极结构下面的另一部分被保持原封不动。
[0076] 块1126之后可以是块1128 :"大致在第二衬底的第一部分上方形成双栅极结构", 其中栅极结构可以大致形成在第二衬底的保持原封不动的中央部分上方。栅极结构可包括 隧道氧化物层、形成在隧道氧化物层上方的浮动栅极层、和形成在浮动栅极层上方的另一 隧道氧化物层,以及形成在该另一隧道氧化物层上方的另一浮动栅极层。
[0077] 块1128之后可以是块1130 :"使第二衬底的第二部分掺杂有第一类型的掺杂物", 其中第二衬底的围绕栅极结构的变薄部分可掺杂有(例如)P型掺杂物。
[0078] 块1130之后可以是块1132 :"在第二衬底的第二部分上方形成第三衬底",其中可 以在第二衬底的现在掺杂有P型掺杂物的变薄部分上方(例如,通过外延生长)形成新衬 底层。
[0079] 块1132之后可以是块1134 :"使第三衬底的第一部分变薄以使得第三衬底的第二 部分保持原封不动",其中可以去除新生长的第三衬底的外部部分,保持围绕栅极结构的内 部部分原封不动。
[0080] 块1134之后可以是块1136 :"使第三衬底的第二部分掺杂有第二类型的掺杂物", 其中第三衬底的在块1134中被保持原封不动的内部部分可掺杂有(例如)n型掺杂物。随 后,可以将接触对提供给第二衬底的P型掺杂的部分和第三衬底的η型掺杂的部分的相对 侧。
[0081] 图12是说明制造利用FINFET器件实施的双通道存储器器件的示例方法的流程 图,其根据本文描述的至少一些实施方式布置。
[0082] 示例方法可包括由块1222到1228的一个或多个示出的一个或多个操作、功能或 动作,并且在一些实施方式中可由存储器制造系统的控制器执行。所述制造系统可包括用 于不同制造阶段(比如,蚀刻、沉积、划线等)的多个模块。这些模块中的一些或者全部可 由指各个模块执行操作1222到1228的控制器来管理。在一些实施方式中,所述控制器可 以是计算装置,比如台式计算机、服务器、膝上型计算机或者其他形式的计算装置。因此,块 1222-1228中描述的操作也可以存储为非暂态计算机可读介质中的计算机可执行指令(比 如,控制器1110的计算机可读介质1210),并且可由一个或多个处理器可执行。
[0083] 制造垂直FINFET双通道存储器器件的示例过程可以块1222开始,块1222 :"在绝 缘体层上方形成鳍片",其中鳍片部分可通过在硅衬底上方沉积诸如氮化物的绝缘体并在 蚀刻不需要的材料之前在绝缘体层上使用光刻胶掩蔽而形成。
[0084] 块1222之后可以是块1224 :"将栅极绝缘件加在鳍片部分上",其中可以在鳍片部 分上沉积或生长栅极氧化物或者高k电介质材料以支撑栅极。
[0085] 块1224之后可以是块1226 :"大致在鳍片部分上方形成栅极结构,栅极结构包括 隧道氧化物层、形成在隧道氧化物层上方的浮动栅极层、形成在浮动栅极层上方的控制氧 化物层和形成在控制氧化物层上方的控制栅极层",其中栅极结构可以大致形成鳍片部分 的中央部分上方。
[0086] 块1226之后可以是块1228 :"掺杂源极-漏极区域",其中栅极结构可以被掩膜并 且可以利用(例如)成角离子注入技术使鳍片部分的源极-漏极区域掺杂有合适的掺杂物 (例如,砷或硼)。
[0087] 包括在上述过程中的块是为了说明目的。垂直FINFET双通道存储器器件的制造 可以通过相似过程利用较少的或者附加的块来实施。在一些实施方式中,可以以不同的顺 序执行块。在一些其他实施方式中,可以消除各种块。在其他实施方式中,各种块可以分成 附加的块、补充有其他块或者组合在一起成较少的块。
[0088] 根据一些示例,描述了半导体器件。示例半导体器件可包括第一衬底、位于第一衬 底上方的绝缘体层、位于绝缘体层上方的第二衬底、栅极结构和位于第二衬底的第二部分 上方的第三衬底。栅极结构可包括位于第二衬底的第一部分上方的隧道氧化物层、位于隧 道氧化物层上方的浮动栅极层、位于浮动栅极层上方的控制氧化物层、以及位于控制氧化 物层上方的控制栅极层。第二衬底的第二部分可包括第一类型的掺杂物并且第三衬底包括 第二类型的掺杂物。
[0089] 根据其他示例,所述半导体器件可还包括配置成在栅极结构的相对侧上接触第三 衬底的第一对接触以及配置成在栅极结构的相对侧上接触第二衬底的第二部分的第二对 接触。第三衬底可以位于围绕第二衬底的第一部分的位置。第二对接触可以在半导体器件 的边缘和第三衬底之间位于第二衬底的第二部分上方。半导体器件还可包括沿着栅极结构 的竖直表面形成的间隔件,其中栅极结构和间隔件定位成覆盖第二衬底的第一部分的侧向 横截面。第一类型的掺杂物可以是P型掺杂物而第二类型的掺杂物可以是η型掺杂物。半 导体器件可以是双通道存储器器件。
[0090] 根据其他示例,描述了制造半导体器件的方法。示例方法可包括:在第一衬底上 方形成绝缘体层;在绝缘体层上方形成第二衬底;使第二衬底的第二部分变薄以使得第二 衬底的第一部分保持原封不动,其中该第一部分大致在第二衬底中央;大致在第二衬底的 第一部分上方形成双栅极结构。示例方法可进一步包括使第二衬底的第二部分掺杂有第一 类型的掺杂物;在第二衬底的第二部分上方形成第三衬底;使第三衬底的第一部分变薄以 使得第三衬底的第二部分保持原封不动,其中第三衬底的第二部分围绕第二衬底的第一部 分;以及使第三衬底的第二部分掺杂有第二类型的掺杂物。
[0091] 根据进一步的示例,所述方法还包括设置在双栅极结构的相对侧上接触第三衬底 的第二部分的第一对接触并设置在双栅极结构的相对侧上接触第二衬底的第二部分的第 二对接触。形成第二对接触可包括在半导体器件的边缘和第三衬底的第二部分之间在第二 衬底的第二部分上方形成第二对接触。所述方法可还包括沿着双栅极结构的竖直表面形成 间隔件,使得双栅极结构和间隔件覆盖第二衬底的第一部分的侧向横截面。
[0092] 根据其它示例,使第二衬底的第二部分掺杂有第一类型的掺杂物可包
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