[发明专利]具有浮动栅的非易失性存储器及其形成方法

权利要求书

1.具有浮动栅的非易失性存储器，其包括复数个存储单元，其中，每一个存储单元包括：

一衬底，在该衬底上的一源区、一漏区和两隔离区；

一遂穿电介质层，形成于所述衬底表面；

复数个浮动栅，形成于所述遂穿电介质层上；

一栅间介质层，形成于所述浮动栅的表面；

一控制栅，形成于所述的栅间介质层上；

两侧墙，形成于所述控制栅的两侧；

其特征在于：所述的复数个浮动栅为复数个纳米晶硅丘浮动栅。

2.如权利要求1所述的具有浮动栅的非易失性存储器，其特征在于：所述纳米晶硅丘浮动栅具有顶端和比顶端更宽的底部。

3.如权利要求2所述的具有浮动栅的非易失性存储器，其特征在于：所述纳米晶硅丘浮动栅为四面体形状。

4.如权利要求1-3任一所述的具有浮动栅的非易失性存储器，其特征在于：所述遂穿电介质层采用介电常数k大于3.9的介电材料。

5.如权利要求4所述的具有浮动栅的非易失性存储器，其特征在于：所述的介电材料选自HfO₂，Al₂O₃，SiON，或SiN。

6.形成具有浮动栅的非易失性存储器的方法，该非易失性存储器包括复数个存储单元，其中每一个存储单元的形成步骤包括：

提供一衬底，于该衬底的两侧形成两隔离区；

于该衬底的表面形成一遂穿电介质层；

于所述遂穿电介质层的表面形成复数个纳米晶硅丘浮动栅；

于所述的纳米晶硅浮动栅的表面以及所述遂穿电介质层的表面形成一栅间介质层；

于所述栅间介质层的表面形成一控制栅；

于所述的衬底上形成一源区和一漏区；

于所述控制栅的侧面形成侧墙。

7.如权利要求6所述的形成具有浮动栅的非易失性存储器的方法，其特征在于所述形成纳米晶硅丘浮动栅的步骤还包括：

首先于所述遂穿电介质层的表面形成纳米晶硅；

利用溅射工艺，形成纳米晶硅丘；

在形成纳米晶硅丘后，利用光刻和反应离子刻蚀工艺形成纳米晶硅丘浮动栅。

8.如权利要求7所述的形成具有浮动栅的非易失性存储器的方法，其特征在于：所述溅射在氩气环境下实现，氩气流量为50-500sccm，射频RF工艺功率为500-5000watt，射频RF偏置功率为500-3000watt。

9.如权利要求7所述的形成具有浮动栅的非易失性存储器的方法，其特征在于：所述的纳米晶硅的直径在1nm-10nm之间，密度约为1×10¹⁰/cm2～1×10¹²/cm²。

10.如权利要求6-9任一所述的形成具有浮动栅的非易失性存储器的方法，其特征在于：所述形成的遂穿电介质层具有大于3.9的介电常数，该电介质材料选自HfO₂，Al₂O₃，SiON，或SiN。

11.如权利要求9所述的形成具有浮动栅的非易失性存储器的方法，其特征在于形成HfO₂遂穿电介质层的步骤包括：

在温度约为300-500℃，气压约为1.0torr环境下，用叔酊醇铪Hf(OC₄H₉)₄作为先驱物，利用低压化学气相淀积淀积HfO₂，厚度约为1-20nm；在包含NH₃或N₂的气体环境中，在温度约为600-800℃下退火HfO₂层。