[发明专利]嵌入的基于SONOS的存储单元

权利要求书

1.一种制造半导体器件的方法，包括：

在衬底上形成电介质叠层，所述电介质叠层包含在所述衬底上的隧道电介质以及在所述隧道电介质上的电荷捕获层、在所述电荷捕获层上的帽层，和在所述帽层上的牺牲氧化物；

图案化所述电介质叠层，以在所述衬底的第一区域中形成存储器件的非易失性存储NVM晶体管的栅极叠层，同时并发地从所述衬底的第二区域去除所述电介质叠层；

进行栅极氧化GOX预清洗，以从所述栅极叠层去除所述牺牲氧化物和所述帽层的至少顶部部分，同时并发地从所述第二区域去除衬垫氧化物；以及

进行基准CMOS工艺流程的栅极氧化处理，以形成覆盖所述第二区域中的所述衬底的金属氧化物半导体MOS晶体管的栅极氧化物，同时并发地氧化所述帽层的至少剩余底部部分以形成覆盖所述电荷捕获层的阻挡氧化物。

2.如权利要求1所述的方法，其中进行所述栅极氧化处理包括：热生长所述MOS晶体管的栅极氧化物，同时并发地热生长所述阻挡氧化物。

3.如权利要求2所述的方法，还包括邻近于所述NVM晶体管的栅极叠层形成源极和漏极，其中形成所述源极和漏极包括进行一个或多个轻掺杂的漏极LDD植入。

4.如权利要求3所述的方法，还包括由单个图案化的多晶硅层形成所述NVM晶体管的控制栅极和所述MOS晶体管的栅极。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述衬底上形成所述电介质叠层之前，在所述衬底的所述第一区域中植入铟以形成所述NVM晶体管的沟道。

6.如权利要求5所述的方法，其中植入铟以形成所述NVM晶体管的沟道包括：植入铟到一浓度，该浓度被选择为将所述NVM晶体管的阈值电压V_T一致性从150毫伏mV的V_T西格玛值改善为70-80mV。

7.如权利要求1所述的方法，还包括在所述NVM晶体管的栅极叠层的上方形成应力诱导氮化物层，以改变在所述电荷捕获层中形成的电荷陷阱的能级，从而提高所述电荷捕获层的电荷保持力。

8.如权利要求7所述的方法，其中在所述NVM晶体管的栅极叠层上方形成所述应力诱导氮化物层还包括：在所述MOS晶体管的上方形成所述应力诱导氮化物层，以诱导所述MOS晶体管的沟道中的应力。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述电荷捕获层包含多个层，所述多个层包含离所述隧道电介质较近的含有氮化物的下部电荷捕获层，以及覆盖所述下部电荷捕获层的含有氮化物的上部电荷捕获层，所述上部电荷捕获层比所述下部电荷捕获层含氧少。

10.一种制造半导体器件的方法，包括：

在衬底的第一区域中植入铟以形成存储器件的非易失性存储NVM晶体管的沟道；

在所述衬底上形成覆盖所述沟道的电介质叠层，所述电介质叠层包含在所述衬底上的隧道电介质和在所述隧道电介质上的电荷捕获层，多层帽层包括第一帽层和第二帽层，所述第一帽层包含覆盖所述电荷捕获层的氮化硅，所述第二帽层包含覆盖所述第一帽层的氮化硅，其中所述第二帽层比所述第一帽层富含氧；以及

图案化所述电介质叠层，以在所述衬底的第一区域中形成所述NVM晶体管的栅极叠层，同时从所述衬底的第二区域去除所述电介质叠层。

11.如权利要求10所述的方法，其中植入铟以形成所述NVM晶体管的沟道包括：植入铟到一浓度，该浓度被选择为将所述NVM晶体管的阈值电压V_T一致性从150毫伏mV的V_T西格玛值改善为70-80mV。

12.如权利要求10所述的方法，还包括进行氧化处理以形成覆盖所述第二区域中的衬底的金属氧化物半导体MOS晶体管的栅极氧化物，同时并发地形成覆盖所述电荷捕获层的阻挡氧化物。