[发明专利]TFT快闪存储单元的原子层沉积外延硅生长

权利要求书

1.一种生长外延硅层的方法，所述方法包括：

提供包括氧封端的硅表面的衬底；

在所述氧封端的硅表面上形成第一氢封端的硅表面，所述第一氢封端的硅表面与每个表面硅原子的单个Si-H键相连；

通过断裂所述Si-H键和通过由Ar流辅助SiH₄热裂解自由基的原子层沉积(ALD)外延和连续闪光灯退火加入硅的原子层，从而在所述第一氢封端的硅表面上形成第二氢封端的硅表面；

其中：

所述第二氢封端的硅表面与每个表面硅原子的两个Si-H键相连；

所述第二氢封端的硅表面能够通过由Ar流辅助SiH₄热裂解自由基的ALD外延和连续闪光灯退火来加入一个或多个硅层。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述包括氧封端的硅表面的衬底包括二氧化硅表面。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述包括氧封端的硅表面的衬底包括有源器件上的绝缘层。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述形成第一氢封端的硅表面的方法包括通过使用氢等离子体和/或通过利用所供应的H自由基退火来进行氢化过程。

5.如权利要求1所述的方法，其中SiH₄热裂解产生能键合表面硅原子的SiH₂自由基，所述表面硅原子具有由Ar流引起的断裂的Si-H键。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述形成第二氢封端的硅表面的方法还包括通过热裂解混合有SiH₄的杂质气体的掺杂步骤。

7.如权利要求1所述的方法，还包括在沉积之后退火所述外延硅层。

8.一种制造薄膜晶体管存储单元的方法，所述方法包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成第一绝缘层；

在所述第一绝缘层上形成一个或多个源极或漏极区，所述一个或多个源极或漏极区的每一个与第一表面相连并包括N⁺多晶硅层、势垒层和导电层，所述N⁺多晶硅层在所述势垒层上，所述势垒层覆盖所述导电层，所述第一表面由N⁺多晶硅构成；

在所述第一绝缘层上形成第二绝缘层，所述第二绝缘层与第二表面相连，所述第二表面基本上与第一表面共面；

形成覆盖所述第一表面和所述第二表面的第一外延硅层；

形成夹在所述第一外延硅层上的下部二氧化硅隧道层和上部二氧化硅阻挡层之间的第二外延硅层，所述第二外延硅层能够形成浮置栅极；

在所述上部二氧化硅阻挡层上形成P⁺多晶硅层；和

通过图案化所述P⁺多晶硅层形成至少一个控制栅极；

其中，所述形成覆盖所述第一表面和第二表面的第一外延硅层的方法还包括：

将所述共面的第一和第二表面转化为具有Si-H键封端的氢化表面；

通过由Ar流辅助SiH₄/B₂H₆热裂解的ALD外延和连续闪光灯退火，在所述氢化表面上生长具有H封端的第一硅原子层；

通过由Ar流辅助SiH₄/B₂H₆热裂解的ALD外延和连续闪光灯退火，顺序地生长具有H封端的第二或更多的硅原子层；和

进行沉积后退火。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述在第一绝缘层上形成一个或多个源极或漏极区的方法还包括：

在所述第一绝缘层上形成第一导电层；

在所述导电层上形成势垒层；

在所述势垒层上形成N⁺多晶硅层；和

图案化所述N⁺多晶硅层、所述势垒层和所述导电层以形成包括所述第一表面的一个或多个限定区域。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述第一绝缘层包括二氧化硅。

11.如权利要求9所述的方法，其中所述导电层是金属硅化物。

12.如权利要求9所述的方法，其中所述势垒层是金属氮化物。