[发明专利]一种基于缺陷俘获材料的半浮栅存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于缺陷俘获材料的半浮栅存储器，其特征在于，包括：

半导体衬底(200)，其为第一掺杂类型；

半浮栅阱区(201)，其为第二掺杂类型，形成于所述半导体衬底(200)表面；

U型槽，贯穿所述半浮栅阱区(201)，其底部处于所述半浮栅阱区(201)的下边界；

第一栅极叠层，包括第一栅介质层(203)、第一金属栅(204)和浮栅(205)，其中第一栅介质层(203)覆盖所述U型槽的表面，并在所述半浮栅阱区(201)形成开口；所述第一金属栅(204)覆盖所述第一栅介质层(203)并在所述开口处与所述半浮栅阱区(201)接触；所述浮栅(205)覆盖所述第一金属栅(204)；

第二栅极叠层，包括第二栅介质层(206)和第二金属栅(207)，所述第二栅介质层(206)覆盖所述浮栅(205)表面和部分所述半浮栅阱区(201)表面，所述第二金属栅(207)覆盖所述第二栅介质层(206)；

栅极侧墙(208)，位于所述第一栅极叠层和所述第二栅极叠层两侧；

源极(209)和漏极(210)，形成于所述半浮栅阱区(201)中，位于所述第一栅极叠层和所述第二栅极叠层两侧；

其中，所述浮栅(205)为缺陷俘获材料。

2.根据权利要求1所述的基于缺陷俘获材料的半浮栅存储器，其特征在于，所述第一金属栅(204)的厚度为3～5nm。

3.根据权利要求1所述的基于缺陷俘获材料的半浮栅存储器，其特征在于，所述缺陷俘获材料为富含深能级缺陷的绝缘材料。

4.根据权利要求3所述的基于缺陷俘获材料的半浮栅存储器，其特征在于，所述绝缘材料为Si₃N₄或者SiON。

5.根据权利要求1所述的基于缺陷俘获材料的半浮栅存储器，其特征在于，所述第一栅介质层(203)或所述第二栅介质层(206)为SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、HfZrO、HfO₂、HfAlO、HfSiO及其任意组合的一种，所述第一金属栅(204)或所述第二金属栅(207)为TiN、TaN、MoN或者WN。

6.一种基于缺陷俘获材料的半浮栅存储器的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

提供具有第一杂类型的半导体衬底(200)，在所述半导体衬底(200)上形成氧化物层(202)；

通过离子注入方式在所述半导体衬底(200)表层区域形成具有第二掺杂类型的半浮栅阱区(201)；

形成U型槽，使U型槽贯穿所述半浮栅阱区(201)，且其底部处于半所述浮栅阱区(201)的下边界，并去除所述氧化物层(202)；

形成第一栅极叠层，依次形成第一栅介质层(203)、第一金属栅(204)和浮栅(205)，使所述第一栅介质层(203)覆盖所述U型槽的表面，并在所述半浮栅阱区(201)形成开口；所述第一金属栅(204)覆盖所述第一栅介质层(203)并在所述开口处与所述半浮栅阱区(201)接触；所述浮栅(205)覆盖所述第一金属栅(204)，其中，所述浮栅为缺陷俘获材料；

形成第二栅极叠层，依次形成第二栅介质层(206)和第二金属栅(207)，使所述第二栅介质层(206)覆盖所述浮栅(205)表面和部分所述半浮栅阱区(201)表面，所述第二金属栅(207)覆盖所述第二栅介质层(206)；

在所述第一栅极叠层和所述第二栅极叠层两侧形成栅极侧墙(208)；

在所述半浮栅阱区(201)中，所述第一栅极叠层和所述第二栅极叠层两侧形成源极(209)和漏极(210)。

7.根据权利要求6所述的基于缺陷俘获材料的半浮栅存储器的制备方法，其特征在于，所述第一金属栅(204)的厚度为3～5nm。

8.根据权利要求6所述的基于缺陷俘获材料的半浮栅存储器的制备方法，其特征在于，所述缺陷俘获材料为富含深能级缺陷的绝缘材料。