[发明专利]多层纳米晶浮栅结构的非挥发性存储器及其制备方法

权利要求书

1、一种多层纳米晶浮栅结构的非挥发性存储器，该非挥发性存储器包括：

用于支撑整个非挥发性存储器的半导体衬底(11)；

在半导体衬底(11)中掺杂形成源极(9)和漏极(10)；

在源极(9)和漏极(10)之间的沟道(12)；

位于沟道(12)上的隧穿氧化层(13)；

用于控制多层纳米晶浮栅结构氧化的控制氧化层(14)；

位于控制氧化层(14)上的栅电极(16)；

其特征在于，该非挥发性存储器进一步包括：

位于隧穿氧化层(13)与控制氧化层(14)之间的多层纳米晶浮栅结构(15)，用于作为非挥发性存储器的浮栅存储单元。

2、根据权利要求1所述的多层纳米晶浮栅结构的非挥发性存储器，其特征在于，所述多层纳米晶浮栅结构(15)为纳米晶粒层与氧化层依次交互叠加而成的多层结构。

3、根据权利要求1所述的多层纳米晶浮栅结构的非挥发性存储器，其特征在于，所述半导体衬底为P型半导体硅衬底，或为N型半导体硅衬底。

4、根据权利要求1所述的多层纳米晶浮栅结构的非挥发性存储器，其特征在于，所述纳米晶为金属纳米晶粒，或为半导体纳米晶粒，或为不同材料形成的纳米异质晶粒。

5、根据权利要求4所述的多层纳米晶浮栅结构的非挥发性存储器，其特征在于，所述金属纳米晶粒为W、Ti、Ni、Au、Co或Pt材料形成的纳米晶粒，所述半导体纳米晶粒为硅、锗或硫化镉材料形成的纳米晶粒，所述不同材料形成的纳米异质晶粒为锗/硅纳米异质晶粒。

6、一种制备多层纳米晶浮栅结构非挥发性存储器的方法，其特征在于，该方法包括：

在半导体衬底中掺杂形成源极和漏极，在源极与漏极之间形成沟道，沟道上方形成隧穿氧化层；

在隧穿氧化层上制备一层纳米晶颗粒，然后在纳米晶颗粒上覆盖以一层氧化层薄膜，接着再在氧化层薄膜上制备一层纳米晶颗粒，同样也在纳米晶颗粒上覆盖以一层氧化层薄膜，……，依次一层纳米晶颗粒一层氧化物薄膜交互叠加，形成多层纳米晶浮栅结构；

最后在形成的多层纳米晶浮栅结构上依次覆盖一层控制氧化层和一层栅电极。

7、根据权利要求6所述的制备多层纳米晶浮栅结构非挥发性存储器的方法，其特征在于，所述半导体衬底为P型半导体硅衬底，所述掺杂形成的源极和漏极为N型的源极和漏极。

8、根据权利要求6所述的制备多层纳米晶浮栅结构非挥发性存储器的方法，其特征在于，所述纳米晶颗粒为金属纳米晶颗粒，所述在隧穿氧化层上制备一层纳米晶颗粒采用电子束蒸发与快速热退火相结合的工艺进行。

9、根据权利要求8所述的制备多层纳米晶浮栅结构非挥发性存储器的方法，其特征在于，所述金属纳米晶颗粒直径在5nm至10nm之间，面密度为10¹⁰cm^-2。