[发明专利]非易失性存储器件及其制造方法

权利要求书

1.一种非易失性存储器件，包括：

在衬底上形成的隧道介电层；

在所述隧道介电层上形成的电荷捕获层，其中所述电荷捕获层包括顺 序堆叠的第一电荷陷阱层、电荷存储层和第二电荷陷阱层；

在所述电荷捕获层上形成的电荷阻挡层；和

在所述电荷阻挡层上形成的栅电极。

2.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，还包括在所述电荷捕获层 的侧壁上形成的氧化物层。

3.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述电荷存储层包括 半导体材料层，所述电荷存储层的能带隙小于所述电荷陷阱层的能带隙。

4.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述电荷存储层包括 通过采用p-型杂质或者n-型杂质掺杂半导体材料层获得的导电层。

5.根据权利要求4所述的非易失性存储器件，其中所述电荷存储层的掺 杂浓度为10¹⁸原子/cm³至10²¹原子/cm³。

6.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述电荷存储层包括多 晶硅层、锗层、硅锗层和其组合中的一种，其中所述硅锗层是0＜x＜1的 Si_xGe_1-x层。

7.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述电荷陷阱层包括选 自氮化硅层、氧化铝层、氧化锆层、氧化铪层、氧化镧层、氧化铌层及其 组合中的一种。

8.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述电荷陷阱层由氮化 硅层形成，并且氮对硅的比例为0.6至1.45。

9.根据权利要求1所述的非易失性存储器件，其中所述电荷存储层的导带 能级与所述第一和第二电荷陷阱层的导带能级相同。

10.一种制造非易失性存储器件的方法，所述方法包括：

在衬底上形成隧道介电层；

在所述隧道介电层上顺序堆叠第一电荷陷阱层、电荷存储层和第二电 荷陷阱层以形成电荷捕获层；

在所述电荷捕获层上形成电荷阻挡层；和

在所述电荷阻挡层上形成用于栅电极的导电层。

11.根据权利要求10所述的方法，在形成所述导电层之后，还包括：

通过蚀刻所述导电层、所述电荷阻挡层和所述电荷捕获层来形成栅极 图案；和

实施氧化工艺以在所述电荷捕获层的侧壁上形成氧化物层。

12.根据权利要求10所述的方法，其中通过在400℃至800℃的温度下使 用SiH₄气体、SiCl₂H₂气体或者Si₃H₈气体来实施化学气相沉积工艺从而形 成所述电荷存储层。

13.根据权利要求10所述的方法，通过包括以下步骤的工艺形成所述电荷 存储层：

在所述隧道介电层上形成非晶硅层，

氧化所述非晶硅层，由此形成在底部部分中具有多晶硅层的结晶层和 在所述多晶硅层上的基于氧化物的层，和

移除所述基于氧化物的层，由此使所述多晶硅层保留均匀的厚度。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述非晶硅层的氧化包括：实施湿 氧化法、干氧化法和自由基氧化法中的至少一种。

15.根据权利要求10所述的方法，其中通过在400℃至800℃的温度下使 用SiH₄气体或SiCl₂H₂气体、和NH₃气体来实施化学气相沉积工艺从而形 成所述电荷陷阱层。

16.根据权利要求10所述的方法，其中所述电荷存储层包括能带隙小于所 述电荷陷阱层的能带隙的半导体材料层。