电荷捕获型存储器及其制备方法技术

提供一种电荷捕获型存储器及其制备方法。该电荷捕获型存储器包括衬底，以及依次堆叠在所述衬底上的电荷隧穿层、电荷存储层、电荷阻挡层和控制栅极。所述电荷存储层包括设置在所述电荷存储层中的电荷存储层夹层；并且在所述电荷存储层与所述电荷存储层夹层之间的界面处具有电荷捕获陷阱。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及。
技术介绍
闪存是一种重要的非易失性存储器。传统的闪存一般包括衬底、以及依次设置在衬底上的电荷隧穿层、浮置栅极、电荷阻挡层和控制栅极，浮置栅极用作电荷存储层。随着用户对高存储密度的不断要求，闪存的特征尺寸不断减小;在此情形下，对于采用浮置栅极作为电荷存储层的传统闪存而言，浮置栅极之间的电容耦合、电荷隧穿层中的点缺陷导致浮置栅极保存的电荷泄露等问题越来越严重，严重限制了传统闪存的发展。目前，电荷捕获型存储器作为一种新型闪存而被广泛研究。在电荷捕获型存储器中，采用绝缘材料例如氮化硅代替传统闪存中的浮置栅极以作为电荷存储层。由于绝缘材料例如氮化硅用作电荷存储层，因此电荷捕获型存储器可以克服如上所述的传统闪存中存在的诸多问题。另外，电荷捕获型存储器还具有稳定性高、功耗低、抗辐照能力强以及与标准CMOS工艺兼容等优点。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，提供一种电荷捕获型存储器。该电荷捕获型存储器包括衬底，以及依次堆叠在所述衬底上的电荷隧穿层、电荷存储层、电荷阻挡层和控制栅极。所述电荷存储层包括设置在所述电荷存储层中的电荷存储层夹层;并且在所述电荷存储层与所述电荷存储层夹层之间的界面处具有电荷捕获陷阱。例如，所述电荷存储层夹层和所述电荷存储层由不同的材料形成。例如，所述电荷存储层夹层由绝缘材料形成。例如，所述电荷存储层夹层与所述电荷隧穿层和所述电荷阻挡层中的至少一方由相同的材料形成。例如，所述电荷存储层夹层为一层，该一层电荷存储层夹层距所述电荷存储层的上表面的距离与该一层电荷存储层夹层距所述电荷存储层的下表面的距离相同。例如，所述电荷存储层夹层为多层，该多层电荷存储层夹层彼此隔开并均匀分布在所述电荷存储层中。例如，所述电荷存储层夹层为连续的薄膜。例如，所述电荷存储层夹层包括多个分离的岛。例如，所述电荷存储层由绝缘材料形成。例如，所述电荷存储层由氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化铪或氧化铝铪形成。例如，所述电荷存储层由氮化硅形成，并且所述电荷存储层夹层由氧化硅形成。根据本专利技术的实施例，提供一种电荷捕获型存储器的制备方法。该方法包括:提供衬底;在所述衬底上形成电荷隧穿层;在所述电荷隧穿层上形成电荷存储层;在所述电荷存储层上形成电荷阻挡层;并且在所述电荷阻挡层上形成控制栅极。所述方法还包括:在所述电荷存储层中形成电荷存储层夹层。在所述电荷存储层与所述电荷存储层夹层之间的界面处具有电荷捕获陷阱。例如，在所述电荷存储层中形成所述电荷存储层夹层包括:在所述电荷隧穿层上形成所述电荷存储层的一部分;在所述电荷存储层的一部分上形成所述电荷存储层夹层；并且在所述电荷存储层夹层上形成所述电荷存储层的另一部分。例如，所述电荷存储层夹层通过原子层沉积方法形成。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。图1是根据一种技术的电荷捕获型存储器的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例的电荷捕获型存储器的结构示意图；图3是根据本专利技术实施例的电荷捕获型存储器的变形一；图4是根据本专利技术实施例的电荷捕获型存储器的变形二；以及图5(a)至(g)是根据本专利技术实施例的电荷捕获型存储器的制备方法的示意图。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。图1为根据一种技术的电荷捕获型存储器。该电荷捕获型存储器包括衬底10、以及依次堆叠在衬底10上的电荷隧穿层20、电荷存储层30、电荷阻挡层40和控制栅极50。电荷存储层30为例如氮化硅的绝缘材料。本专利技术的专利技术人发现，对于图1所示的电荷捕获型存储器，当电荷存储层30存储电荷时，存储的电荷100基本集中在电荷存储层30与电荷隧穿层20的界面处以及电荷存储层30与电荷阻挡层40的界面处。由于存储的电荷100基本集中在上述两个界面处，因此存储的电荷数量是非常有限的，并且即使增大电荷存储层30的厚度也不能提高电荷存储量。根据本专利技术的实施例，提供一种电荷捕获型存储器。图2是根据本专利技术实施例的电荷捕获型存储器的结构示意图。如图2所示，该电荷捕获型存储器包括衬底10，以及依次堆叠在所述衬底10上的电荷隧穿层20、电荷存储层30、电荷阻挡层40和控制栅极50。所述电荷存储层30包括设置在所述电荷存储层30中的电荷存储层夹层33，并在所述电荷存储层30与所述电荷存储层夹层33之间的界面处具有电荷捕获陷阱T。例如，当根据本专利技术实施例的电荷捕获型存储器存储电荷100时，所述电荷存储层30与所述电荷存储层夹层33之间的界面处的电荷捕获陷阱T能够保持存储的电荷100。在根据本专利技术实施例的电荷捕获型存储器中，如图2所示，由于设置了所述电荷存储层夹层33且在所述电荷存储层30和所述电荷存储层夹层33之间的界面处具有电荷捕获陷阱，所以存储的电荷100可以进一步保持在所述电荷存储层30和所述电荷存储层夹层33之间的界面处。这样的话，存储的电荷100既可以保持在电荷存储层30与电荷隧穿层20的界面处以及电荷存储层30与电荷阻挡层40的界面处，又可以保持在电荷存储层30与电荷存储层夹层33之间的界面处。从而，根据本专利技术实施例的电荷捕获型存储器可以在不增大器件特征尺寸的情况下增大电荷存储量，增大了存储器的存储窗口值并提高了存储器的可靠性;与此同时，在初始窗口值保持不变的情况下实现了更优的数据保持能力。例如，所述电荷存储层30与所述电荷存储层夹层33之间的界面可以是同质界面；即，所述电荷存储层30与所述电荷存储层夹层33可以由相同的材料形成，在此情形下可以采用不同的形成条件来分别形成电荷存储层30和电荷存储层夹层33。例如，所述电荷存储层30与所述电荷存储层夹层33之间的界面可以是异质界面；S卩，所述电荷存储层夹层33和所述电荷存储层30由不同的材料形成，以便在所述电荷存储层夹层33和所述电荷存储层30之间的界面处具有更多的能够保持存储电荷的电荷捕获陷阱。进一步地，例如当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电荷捕获型存储器，包括衬底，以及依次堆叠在所述衬底上的电荷隧穿层、电荷存储层、电荷阻挡层和控制栅极，其中所述电荷存储层包括设置在所述电荷存储层中的电荷存储层夹层；并且在所述电荷存储层与所述电荷存储层夹层之间的界面处具有电荷捕获陷阱。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，吴华强，钱鹤，伍冬，曹堪宇，朱一明，
申请(专利权)人：清华大学，北京兆易创新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11