[发明专利]一种薄膜晶体管存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种薄膜晶体管存储器，其特征在于，该存储器以栅电极为衬底（200），从下至上依次设置有：电荷阻挡层（201）；电荷俘获层；电荷隧穿层；器件的有源区；及，源、漏电极；

其中，所述的电荷阻挡层（201）为通过原子层淀积的方法生长的Al₂O₃薄膜；

所述的电荷俘获层为双层金属纳米晶结构，其包含通过原子层淀积的方法，自下而上依次生长的第一金属纳米晶层（202）、绝缘介质层（203）及第二金属纳米晶层（204）；该第一金属纳米晶层（202）与第二金属纳米晶层（204）的材料选择RuO_x纳米晶、Pt纳米晶中的任意一种，其中，RuO_x纳米晶为钌和氧化钌的复合物，1＞x＞0；该绝缘介质层（203）的材料选择Al₂O₃或SiO₂；

所述的电荷隧穿层为对称叠层结构，其包含通过原子层淀积的方法，自下而上依次生长的第一单层（205）、第二单层（206）及第三单层（207），其中，第二单层（206）为HfO₂，第一单层（205）与第三单层（207）的材料相同，选择Al₂O₃或SiO₂；

所述的器件的有源区为采用磁控溅射的方法生长的IGZO薄膜（208）。

2.如权利要求1所述的薄膜晶体管存储器，其特征在于，所述的栅电极衬底（200）为重掺杂的P型单晶硅片。

3.如权利要求1或2所述的薄膜晶体管存储器，其特征在于，所述的第一金属纳米晶层（202）与第二金属纳米晶层（204）的面密度为5×10¹¹～5×10¹²cm^-2。

4.如权利要求1或2所述的薄膜晶体管存储器，其特征在于，所述的电荷隧穿层中，各单层薄膜厚度为1-10nm，并且第一单层（205）和第三单层（207）的厚度相同。

5.如权利要求4所述的薄膜晶体管存储器，其特征在于，所述的IGZO薄膜（208）的厚度为10-120nm。

6.如权利要求1或2或5所述的薄膜晶体管存储器，其特征在于，所述的源、漏电极为通过剥离方法形成的Al或Ag电极。

7.一种根据权利要求1所述的薄膜晶体管存储器的制备方法，其特征在于，该方法包含：

   步骤1，对衬底（200）进行标准清洗；

步骤2，在衬底（200）上采用原子层淀积的方法生长一层电荷阻挡层（201），该电荷阻挡层（201）为Al₂O₃，淀积温度控制在100~300℃，反应源为三甲基铝和水蒸汽；

步骤3，采用原子层淀积的方法在电荷阻挡层（201）上自下而上依次淀积第一金属纳米晶层（202）、绝缘介质层（203）、第二金属纳米晶层（204）； 

步骤4，采用原子层淀积的方法在第二金属纳米晶层（204）上自下而上依次淀积叠层结构的第一单层（205）、第二单层（206）和第三单层（207），形成对称叠层结构；

步骤5，采用磁控溅射的方法在第三单层（207）上淀积一层IGZO薄膜（208），溅射功率为50-200w，氧气和氩气的比例为1:1-1:100，淀积温度为20-100℃；

步骤6，在IGZO薄膜（208）上旋涂一层第一光刻胶（209），利用标准光刻方法在第一光刻胶（209）上形成器件的有源区保护层；然后，利用浓度为0.01％~2%的盐酸、硝酸、磷酸或氢氟酸，对有源区之外的IGZO薄膜（208）进行刻蚀，刻蚀时间为10-600s；

步骤7，去除第一光刻胶（209），形成单个器件的有源区；

步骤8，在叠层结构的第三单层（207）及IGZO薄膜（208）上旋涂一层第二光刻胶（210）；利用光刻的方法在第二光刻胶（210）上形成器件的源、漏极开孔区域；

步骤9，采用电子束蒸发的方法淀积一层源、漏电极层（211）；

步骤10，采用剥离的方法去除第二光刻胶及其上淀积的源、漏电极层（211），形成器件的源、漏电极。