[发明专利]一种嵌入式非易失性闪存存储器结构和制造方法及应用在审

专利信息
申请号: 202210197945.1 申请日: 2022-03-02
公开(公告)号: CN114566503A 公开(公告)日: 2022-05-31
发明(设计)人: 陈一宁 申请(专利权)人: 浙江大学;浙江创芯集成电路有限公司
主分类号: H01L27/11568 分类号: H01L27/11568;H01L29/423;H01L29/51
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 310000 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 嵌入式 非易失性 闪存 存储器 结构 制造 方法 应用
【权利要求书】:

1.一种嵌入式非易失性闪存存储器结构,其特征在于,所述嵌入式非易失性闪存存储器结构从下往上依次是P型硅晶原片衬底,隧穿层、存储层、隔绝层、门级层、触点,并且两侧有源/漏级。

2.如权利要求1所述的嵌入式非易失性闪存存储器结构,其特征在于,所述P型硅晶原片衬底的作用是提供存储器基本的半导体结构;

所述隧穿层的作用是在写入存储器的时候电荷通过隧穿作用进入或者排除存储层,在不进行写入动作的时候保持电荷在存储层不泄露;

所述隔绝层的作用是隔绝任何电荷进入门级的通道;

所述门级的作用是连接外部电压,从而写入和读取的动作;

所述源/漏极的作用是在读取存储器的时候提供载流子通道的两极。

3.一种嵌入式非易失性闪存存储器制造方法,其特征在于,所述嵌入式非易失性闪存存储器制造方法包括如下步骤:

S1:清洗标准P型硅晶圆片;选取100晶格方向的标准p型硅晶圆片,将之浸泡在比例为5比1比1的去离子水、氨水和双氧水的混合溶剂中,其中氨水的氨的比例为29%;溶剂温度控制在80摄氏度,浸泡时间为10分钟,之后将硅晶圆片取出放在氢氟酸溶剂15秒,取出;

S2:制造隧穿层;硅晶圆片放置与热炉管中,炉内温度控制在700摄氏度,使表面硅晶圆片通过热氧化长出一层月8纳米厚的二氧化硅层;

S3:制造存储层;使用物理气象沉积,沉积参数为功率50瓦,气压3毫托,持续时间30秒,在二氧化硅隧穿层之上沉积一层约1纳米左右厚的钨层;之后再使用10秒900摄氏度的快速热退火,使得钨层形成直径约4纳米的球状金属微晶体;

S4:制造隔绝层;使用铝靶材,使用原子层级沉积技术,制造一层15纳米厚度的氧化铝。原子层级沉积的反应气体使用气态H2O和Al(CH3)3,反应器中的载体气体为99.9%纯度的氮气;

S5:制造门级层;使用物理气象沉积(沉积参数为功率70瓦,气压3毫托,持续时间500秒,靶材为金,沉积一层约100纳米厚的金材料门级

S6:形成门级图案;沉积光刻胶,通过光刻技术曝光,形成门级光刻胶图案,将光刻图案作为掩模,通过干法离子刻蚀技术刻蚀门级层、隔绝层、存储层和隧穿层,在到达硅晶圆片衬底时刻蚀停止,从而形成门级图案;刻蚀后,将光刻胶去除;

S7:形成源/漏级;在源级和漏极区域进行离子注入,注入的离子种类为As,注入能为3E15eV,注入角度为25度;然后进行一次峰值温度在1200摄氏度的快速退火,以便激活注入的离子形成载流子。

4.如权利要求3所述的嵌入式非易失性闪存存储器制造方法,其特征在于,所述S1中选取100晶格方向的标准p型硅晶圆片,将之浸泡在比例为5比1比1的去离子水、氨水和双氧水的混合溶剂中,其中氨水的氨的比例为29%;溶剂温度控制在80摄氏度,浸泡时间为10分钟,之后将硅晶圆片取出放在氢氟酸溶剂15秒,取出。

5.如权利要求3所述的嵌入式非易失性闪存存储器制造方法,其特征在于,所述S2制造隧穿层为将硅晶圆片转入热炉,炉内温度控制在700摄氏度,使表面硅晶圆片长出一层约8纳米厚的二氧化硅层。

6.如权利要求3所述的嵌入式非易失性闪存存储器制造方法,其特征在于,所述S3制造存储层为使用物理气象沉积在二氧化硅隧穿层之上沉积一层约1纳米左右厚的钨层,再使用10秒900摄氏度的快速热退火,使得钨层形成直径约4纳米的球状金属微晶体。

7.如权利要求3所述的嵌入式非易失性闪存存储器制造方法,其特征在于,所述S4制造门级层为使用物理气象沉积(沉积参数为功率70瓦,气压3毫托,持续时间500秒,沉积一层约100纳米厚的金材料门级。

8.如权利要求3所述的嵌入式非易失性闪存存储器制造方法,其特征在于,所述金属微晶体的材料可以使用不同功函数材料的金属。

9.一种利用权利要求1-8任意一项权利要求方法制备的的汽车用传感器、智能医疗设备、物联网终端设备、移动类电子消费品。

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