[发明专利]一种具有双层氧化物纳米晶存储层的电荷陷阱存储器件及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有双层氧化物纳米晶存储层的电荷陷阱存储器件及其制备方法，利用Mx(SiO2)1‑x/SiO2/Mx(SiO2)1‑x作为存储层，M可选择ZrO2、HfO2、La2O3，其中第一层Mx(SiO2)1‑x在800℃下原位保温15分钟，而后降温至600℃，使沉积的第二层Mx(SiO2)1‑x原位保温1分钟，然后降低温度到室温。由于原位保温时间和温度的差别，使析出的双层氧化物纳米晶尺寸不同，实现了存储密度与保持能力的平衡。

主权项

1.一种具有双层氧化物纳米晶存储层的电荷陷阱存储器件及其制备方法，其特征在于具体步骤如下：a)利用脉冲激光沉积系统在Si衬底表面沉积一层厚度为2‑4nm的SiO2作为隧穿层，沉积腔内压强为1×10‑4Pa；b)利用脉冲激光沉积系统在SiO2隧穿层表面沉积第一层Mx(SiO2)1‑x薄膜，厚度为5‑6nm，然后将衬底台温度由室温升高到800℃，使结晶温度低的M氧化物从Mx(SiO2)1‑x母相中析出，并原位保温15分钟，使结晶充分，紧接着在第一层Mx(SiO2)1‑x薄膜表面沉积1‑2nm的层间介质SiO2薄膜，然后降低衬底台温度到600℃，接下来在层间介质SiO2表面沉积第二层Mx(SiO2)1‑x薄膜，厚度与第一层Mx(SiO2)1‑x薄膜相同，然后原位保温1分钟，最后降低衬底台温度到室温，顺序生长的Mx(SiO2)1‑x/SiO2/Mx(SiO2)1‑x作为存储层，其中M可在ZrO2、HfO2、La2O3中任选一种，x在0.1‑0.3范围内取值；c)利用脉冲激光沉积系统在之前形成的存储层表面沉积一层20‑30nm的SiO2作为阻挡层；d)利用脉冲激光沉积系统在SiO2阻挡层表面沉积一层Pt作为上电极，将银胶涂抹在Si衬底背面作为下电极。