[发明专利]具有SONOS结构的非易失性存储器及其制造方法

权利要求书

1.一种非易失性存储器，包含：

在半导体衬底上形成的隧道绝缘层；

在隧道绝缘层上形成的电荷捕获层；

在电荷捕获层上形成的阻挡栅；

在阻挡栅上形成的阻挡绝缘层；和

在阻挡绝缘层上形成的栅电极。

2.权利要求1的非易失性存储器，其中所述栅电极与所述阻挡栅通过开口相连接。

3.权利要求1的非易失性存储器，其中所述栅电极由包括多晶硅、金属或多晶硅与金属两者的导电材料形成。

4.一种制备非易失性存储器的方法，包括：

在半导体衬底上形成隧道绝缘层；

在隧道绝缘层上形成电荷捕获层；

在电荷捕获层上形成阻挡栅；

在阻挡栅上形成阻挡绝缘层；和

在阻挡绝缘层上形成栅电极。

5.权利要求4的方法，其进一步包括蚀刻部分阻挡绝缘层，以暴露出其中将形成源极选择晶体管和漏极选择晶体管的阻挡栅，从而形成从中暴露出阻挡栅的开口。

6.权利要求4的方法，其包括分别形成厚度为2～500的隧道绝缘层、电荷捕获层和阻挡绝缘层。

7.权利要求4的方法，其包括通过湿氧化法或自由基氧化法形成隧道绝缘层。

8.权利要求4的方法，其中所述阻挡栅由包括多晶硅、金属或多晶硅与金属两者的导电材料形成。

9.权利要求4的方法，其包括形成具有高介电常数的氧化层的阻挡绝缘层。

10.权利要求9的方法，其中所述具有高介电常数的氧化层选自Al₂O₃、HfO₂、ZrO₃、含Al₂O₃-HfO₂的混合物、SrTiO₃、La₂O₃、(Ba，Sr)TiO₃。

11.权利要求9的方法，其包括通过原子层沉积法(ALD)、等离子体增强化学气相沉积法(PE-ALD)或化学气相沉积法(CVD)以及随后的快速热退火过程(RTA)来形成阻挡绝缘层。

12.权利要求11的方法，其包括在200℃～1000℃的沉积温度下形成阻挡绝缘层。

13.权利要求12的方法，其包括通过高于所述沉积温度的温度下的包括1℃/秒～100℃/秒的阶梯升温速率的RTA过程来形成阻挡绝缘层。

14.权利要求4的方法，其包括用SiN层替代所述阻挡绝缘层。

15.权利要求5的方法，其包括通过使用蚀刻掩模的蚀刻过程来形成所述开口，其中所述蚀刻掩模使用氮化物层、氧化物层、无定形碳或光刻胶形成。

16.权利要求4的方法，其包括利用多晶硅层或通过在多晶硅层上层叠金属层来形成栅电极。

17.权利要求16的方法，包括使用选自钨、硅化钨、氮化钨层、Ru、Ir、RuO₂、IrO₂和Pt的材料来形成金属层。