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      存儲器及其制作方法

      文檔序號:6930839閱讀:170來源:國知局
      專利名稱:存儲器及其制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘 獲型浮柵非易失存儲器及其制作方法。
      背景技術(shù)
      浮柵結(jié)構(gòu)存儲器是目前被大量使用和普遍認可的主流類型存儲器,是 一種十分重要的半導(dǎo)體元器件,被廣泛應(yīng)用于電子和計算機行業(yè)。傳統(tǒng)的 浮柵結(jié)構(gòu)存儲器由于其自身結(jié)構(gòu)與材料的選擇導(dǎo)致了要求快速寫入/擦除 操作和長時間高穩(wěn)定性存儲相沖突的局限性,而且,隨著技術(shù)節(jié)點的縮小, 這一矛盾并沒有得到明顯改善,從而限制了浮柵存儲器的發(fā)展。
      隨著特征尺寸進入到納米級,如何適應(yīng)工藝的發(fā)展并在減小存儲單元 尺寸的同時提高存儲數(shù)據(jù)寫入、讀取、擦除和保持性能,已成為目前浮柵 存儲器發(fā)展面臨的關(guān)鍵問題,這就要求從材料或結(jié)構(gòu)上對傳統(tǒng)浮柵存儲器
      進一步改進。類似于SONOS (Poly-Si/Si02/Si3N4/Si02/Si)結(jié)構(gòu)的非易失 存儲器利用浮柵的空隙進行俘獲電荷。
      進一步改善現(xiàn)有傳統(tǒng)浮柵結(jié)構(gòu)存儲器所固有的編程效率和數(shù)據(jù)保持 率之間的矛盾,并同時提高存儲器性能,對浮柵結(jié)構(gòu)存儲器的隧穿介質(zhì)層 的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選擇,已成為眾多以改進存儲器綜合性能和提高半導(dǎo)體 存儲器件集成度為目的的研究的方向和重點。近年來,高介電常數(shù)(k) 材料由于可以綜合性提高存儲器性能和穩(wěn)定性,因而已經(jīng)引起業(yè)界大量關(guān) 注。
      高k材料介質(zhì)可提供數(shù)倍于Si02介質(zhì)的物理厚度,即,與具有相同
      7EOT (Equivalent Oxide Thickness,等效氧化層厚度)的Si02介質(zhì)相比, 高k介質(zhì)的物理厚度要大得多,這有利于延長數(shù)據(jù)保存的時間,增強存儲 器的數(shù)據(jù)保持特性;同時這也為解決傳統(tǒng)的浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器所固有 的柵介質(zhì)層厚度的限制問題提供了 一個可行的研究方向,并為減小存儲器 尺寸和提高存儲器集成密度帶來了希望,有助于解決存儲器的尺寸和集成 密度相對于目前半導(dǎo)體工藝技術(shù)節(jié)點縮小而滯后的問題。
      基于高k材料在浮柵結(jié)構(gòu)非易失性存儲器中作為隧穿層介質(zhì)的應(yīng)用, 在對浮柵結(jié)構(gòu)非易失性存儲器中隧穿介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的研究方面,使用單一的
      高k材料層替代傳統(tǒng)Si02材料隧穿介質(zhì)層的方法正逐步擴展,目前,很多
      研究試圖使用具有對稱勢壘結(jié)構(gòu)的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層結(jié)構(gòu),以期在傳統(tǒng) 單一Si02材料隧穿介質(zhì)層結(jié)構(gòu)和單一的高k材料隧穿介質(zhì)層結(jié)構(gòu)之間實現(xiàn) 折衷,以求對隧穿層的勢壘結(jié)構(gòu)和高度、物理厚度和等效厚度進行進一步 優(yōu)化,綜合提高浮柵結(jié)構(gòu)非易失性存儲器的寫入/擦除速度、編程操作工作 時間等存儲性能和數(shù)據(jù)保持特性。
      不過,現(xiàn)有技術(shù)中的問題在于,難以通過單一的高k材料來實現(xiàn)隧穿 介質(zhì)層結(jié)構(gòu),因而不能滿足非易失性存儲器的性能要求。

      發(fā)明內(nèi)容
      有鑒于此,本發(fā)明提供一種俘獲型浮柵非易失存儲器,其中能夠采用 高k/低k/高k的冠狀勢壘結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)隧穿介質(zhì)層,這種冠狀勢壘隧穿層結(jié) 構(gòu)不僅能提高非易失性存儲器的寫入/擦除速度和還能滿足非易失性存儲 器數(shù)據(jù)保持特性的要求。具體而言,這種結(jié)構(gòu)能夠減小浮柵結(jié)構(gòu)非易失存 儲器的編程/擦除(P/E)電壓,降低浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器的操作時間和 操作功耗,提高浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器的編程/擦除(P/E)速度、數(shù)據(jù)保 持特性(retention )、編程/擦除(P/E)耐受性等存儲性能,同時折衷考慮 浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器中編程/擦除效率和數(shù)據(jù)保持特性,以適應(yīng)半導(dǎo)體存儲器件尺寸縮小的需要,提高了器件的集成度。本發(fā)明的另一個目的在于 提供一種制作冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的方法,基
      于傳統(tǒng)的CMOS工藝,以簡化制作工藝,降低制作成本,提高制作效率, 提高兼容性。
      根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供一種冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵 非易失存儲器,該存儲器包括 硅襯底(1);
      在所述硅襯底上重摻雜的源導(dǎo)電區(qū)(8)和漏導(dǎo)電區(qū)(9);
      在所述源、漏導(dǎo)電區(qū)之間的載流子溝道上覆蓋的復(fù)合隧穿層,其中, 所述復(fù)合隧穿層包括第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(2),第二SK)2材料 介質(zhì)層(3),和第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(4);
      在所述復(fù)合隧穿層上覆蓋的俘獲型浮柵層(5);
      在所述俘獲型浮柵層上覆蓋的控制柵介質(zhì)層(6);和
      在所述控制柵介質(zhì)層上覆蓋的柵材料層(7)。
      根據(jù)一個實施例,所述復(fù)合隧穿層通過所述第一高介電常數(shù)材料介質(zhì) 層(2)、第二Si02材料介質(zhì)層(3)和第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(4) 按一定厚度比例組成;優(yōu)選地,所述厚度比例為4:1:4。
      根據(jù)一個實施例,所述第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(2)和/或所述第 三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(4)由以下材料中的至少一種制成Hf02、 A1203、 Zr02、 Ta205、 La203、 HfAlO、 HfTaON、和它們的組合;
      和/或,所述俘獲型浮柵層(5 )通過以下材料中的至少一種制成Si3N4、 SiON、 Ru02、 Ni02、 HfSiOx、 HfSiON、 HfA10x、 A120》A1N;
      和/或,所述控制柵介質(zhì)層(6)由高介電常數(shù)材料或Si02材料制作而 成,其中,所述高介電常數(shù)材料包括HfQ2、 A1203、 Zr02、 Ta205、 La203、 HfAlO、 HfTaON中的至少一種;
      和/或,所述柵材料層(7)是多晶硅柵;或者所述的柵材料層(7)是
      9金屬柵,所述金屬柵包括TaN、 M)2或金屬硅化物。
      才艮據(jù)一個實施例,所述第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(2)和/或所述第 三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(4)的厚度為lnm至20nm;
      和/或,所述第二Si02材料介質(zhì)層(3)的厚度為1nm至5nm;
      和/或,所述復(fù)合隧穿層的總厚度為3nm至30nm;
      和/或,所述俘獲型浮柵層(5)的厚度為1nm至5nm;
      和/或,所述控制4冊介質(zhì)層(6)的厚度為10nm至50nm;
      根據(jù)本發(fā)明的另 一發(fā)明,提供一種冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵 非易失存儲器的制作方法,該方法包括
      A、 在硅襯底上生長包含高介電常數(shù)材料介質(zhì)層的復(fù)合隧穿層;
      B、 在所述復(fù)合隧穿層上生長俘獲型浮柵層;
      C、 在所述俘獲型浮柵層上沉積高介電常數(shù)材料或Si02材料的控制柵 介質(zhì)層;
      D、 在所述控制柵介質(zhì)層上沉積多晶硅材料或金屬材料的柵材料層;
      E、 在所述柵材料層上的抗蝕劑上光刻以形成;f冊線條圖形;
      F、 以所述柵線條圖形為掩模來蝕刻所述柵材料層、控制柵介質(zhì)層、 俘獲型浮柵層、復(fù)合隧穿層,從而形成柵堆結(jié)構(gòu);
      G、 在所述柵線條兩側(cè)硅村底中光刻和離子注入以形成源導(dǎo)電區(qū)和漏 導(dǎo)電區(qū);
      H、 生長絕緣介質(zhì),光刻,腐蝕,蒸發(fā)金屬,剝離,退火,形成源電 極、漏電極和柵電極,并封裝。
      根據(jù)一個實施例,所述復(fù)合隧穿層由第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層、第 二Si02材料介質(zhì)層和第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層按一定厚度比例組成; 步驟A包括
      Al、在硅襯底上生長第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層;
      A2、在所述第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層上生長第二 Si02材料介質(zhì)層;A3、在所述第二 Si02材料介質(zhì)層上生長第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層;
      步驟B為在所述第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層上生長俘獲型浮柵層。
      根據(jù)一個實施例,步驟A中采用化學(xué)氣相沉積CVD、原子層沉積 ALD、電子束蒸發(fā)或者磁控濺射;
      和/或,步驟B中采用化學(xué)氣相沉積LPCVD 、 PECVD或ALD ,通過 對制程的控制來形成俘獲結(jié)構(gòu);
      和/或,步驟C中采用化學(xué)氣相沉積CVD、原子層沉積ALD、電子束 蒸發(fā)或者磁控'減射;
      和/或,步驟D中采用化學(xué)氣相沉積CVD、原子層沉積ALD、電子束 蒸發(fā)或者磁控濺射
      和/或,步驟E中所述光刻為光學(xué)光刻或電子束光刻。
      根據(jù)一個實施例,步驟A中所述第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層和/或第 三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層的厚度為lnm至20nm;
      和/或,步驟A中所述第二 Si02材料介質(zhì)層的厚度為lnm至5nm;
      和/或,步驟A中所述復(fù)合隧穿層的總厚度為3nm至30nm;
      和/或,步驟B中所述俘獲型浮柵層的厚度為10nm至50nm;
      和/或,步驟C中所述控制柵介質(zhì)層的厚度為10nm至50nm;
      和/或,步驟D中所述柵材料層的厚度至少為100nm;
      和/或,步驟E中所述柵線條圖形的寬度為20nm至2000nm。
      根據(jù)一個實施例,步驟F包括以柵表面上覆蓋的AZ5214負性光學(xué) 抗蝕劑或者SAL601負性電子抗蝕劑柵線條圖形作為掩才莫,采用高密度電 感耦合等離子ICP蝕刻方法或者反應(yīng)離子蝕刻RIE方法依次蝕刻所述柵材 料層、控制柵介質(zhì)層、俘獲型浮柵層、和復(fù)合隧穿層;去膠以形成柵堆結(jié) 構(gòu),其中優(yōu)選地采用濕法去膠,更優(yōu)選地采用濃H2S04+H202煮膠去膠。
      根據(jù)一個實施例,步驟G包括在表面涂敷一層厚度為1.5nm的 AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑,采用熱^反在100。C下前烘100秒,在光刻^U上采
      ii用光刻掩模版掩蔽在柵線條兩側(cè)的源、漏區(qū)域進行曝光,然后用AZ9912專用顯影液在室溫下顯影50秒,最后用去離子水在室溫下定影30秒,完成在AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑中形成源、漏區(qū)域圖形;再向所形成的源、漏區(qū)域的硅村底中注入P"+離子,注入能量為50keV,注入劑量為lxl018cm—2,再在濃H2S04+H202中煮膠去膠;然后在1100。C溫度下在N2氣氛中快速退火10秒,從而在柵線條兩側(cè)硅襯底中形成源導(dǎo)電區(qū)和漏導(dǎo)電區(qū)。
      根據(jù)一個實施例,步驟H包括
      Hl、在表面沉積絕緣介質(zhì),所述絕緣介質(zhì)優(yōu)選地包括Si02、磷硅玻璃PSG或硼磷硅玻璃BPSG;在該絕緣介質(zhì)層上涂敷厚度為1.5拜的AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑,采用熱板在100。C下前烘100秒,在光刻機上采用光刻掩模版掩蔽進行曝光;用AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑的專用顯影液在室溫下顯影50秒;用去離子水在室溫下定影30秒,在源、漏、柵上方形成接觸孔圖形;
      H2、利用AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑圖形作為掩模,采用氫氟酸緩沖液HF+NH4F+H20在常溫下腐蝕絕緣介質(zhì)層;
      H3、在露出的源、漏、柵材料表面及未去除的AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑上蒸發(fā)以厚度小于AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑厚度的Al-l%Si薄膜作為金屬電極材料,優(yōu)選地,所述Al-l。/。Si薄膜的厚度為lpm;
      H4、釆用丙酮超聲剝離AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑及其上方蒸發(fā)的金屬電極材料;
      H5、對剝離后剩余的金屬電極材料進行退火以形成源、漏、柵電極;優(yōu)選地,所述退火包括在400。C溫度下在N2氣氛中退火處理5分鐘;然后在400。C溫度下在N2/H2混合氣體中退火20分鐘;最后在400。C溫度下在N2氣氛中退火5分鐘。
      由上可知,根據(jù)本發(fā)明提供的技術(shù)方案,提供一種冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器,其能夠減小浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器的編程
      /擦除(P/E)電壓,降低浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器的操作時間和操作功耗,提高浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器的編程/擦除(P/E)速度、數(shù)據(jù)保持特性(retention )、編程/擦除(P/E)耐受性等存儲性能,同時折衷考慮浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器中編程/擦除效率和數(shù)據(jù)保持特性,以適應(yīng)半導(dǎo)體存儲器件尺寸縮小的需要,提高了器件的集成度。而且,根據(jù)本發(fā)明提供的技術(shù)方案,還提供一種制作冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的方法,該方法基于傳統(tǒng)的CMOS工藝,能夠簡化制作工藝,降低制作成本,提高制作效率,提高兼容性。
      綜上所述,通過本發(fā)明提供的技術(shù)方案,能夠?qū)崿F(xiàn)以下有益效果
      (1) 本發(fā)明提供的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器,在體硅襯底上制作,不需要昂貴的襯底材料,因而既節(jié)約成本,同時又有利于散熱。
      (2) 本發(fā)明提供的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器,其結(jié)構(gòu)和制作工藝十分簡單,其中,在硅襯底上依次生長高k材料的隧穿介質(zhì)薄膜、Si02材料的隧穿介質(zhì)薄膜、高k材料的隧穿介質(zhì)薄膜、俘獲型浮柵層、高k材料或Si02材料的控制柵介質(zhì)薄膜、多晶硅或金屬柵材料薄膜后,利用光刻、蝕刻、源漏離子注入、退火等工藝即可制備出本發(fā)明所述的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器。
      (3) 由于采用了冠狀勢壘復(fù)合隧穿層結(jié)構(gòu)和高k介質(zhì)材料,因而可使器件的集成密度和穩(wěn)定性得到提高,同時,存儲器的存儲性能,特別是存儲窗口、編程/〗察除(P/E)速度、編程/擦除(P/E)工作電壓、操作時間、操作功耗、數(shù)據(jù)保持特性、編程/擦除(P/E)耐受性等性能指標(biāo),能夠獲得綜合提高。
      (4) 各種俘獲型浮柵材料、介質(zhì)層材料、柵材料均可采用磁控'減射、電子束蒸發(fā)或化學(xué)氣相沉積(CVD)這些傳統(tǒng)方法制備,因此所需材料的制備工藝和制作存儲器的完整工藝過程均與傳統(tǒng)CMOS工藝完全兼容。
      (5)采用本發(fā)明提供的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的技術(shù)方案,制作工藝簡單,制作效率高和工藝穩(wěn)定性高,制作成本低,有利于本發(fā)明的應(yīng)用。


      圖1為本發(fā)明提供的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的結(jié)構(gòu)示意圖。
      圖2為本發(fā)明提供的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的制作方法的工藝流程圖。
      圖3-1至3-20是本發(fā)明提供的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的制作工藝示意圖。
      具體實施例方式
      為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合具體實施例,并參照附圖,對本發(fā)明進一步詳細說明。
      圖1為本發(fā)明提供的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的結(jié)構(gòu)示意圖。
      如圖1所示,該冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器包括硅村底1,硅襯底1上重摻雜的源導(dǎo)電區(qū)8和漏導(dǎo)電區(qū)9,在源、漏導(dǎo)電區(qū)之間的載流子溝道上覆蓋的由高k材料介質(zhì)2 / SK)2材料介質(zhì)3 /高k材料介質(zhì)4形成的復(fù)合隧穿層,在復(fù)合隧穿層上覆蓋的俘獲型浮柵層5,在俘獲型浮柵層上覆蓋的高k材料或SK)2材料控制柵介質(zhì)層6,和在控制柵介質(zhì)層上覆蓋的柵材料層7。其中,硅村底1、復(fù)合隧穿層(高k材料介質(zhì)2 / Si02材料介質(zhì)3 /高k材料介質(zhì)4)、俘獲型浮柵層5、控制柵介質(zhì)層6、柵材料層7構(gòu)成柵堆結(jié)構(gòu),而源導(dǎo)電區(qū)8和漏導(dǎo)電區(qū)9位于柵堆結(jié)構(gòu)兩側(cè)的硅襯底1中。
      14其中,硅襯底l為p型,用于支撐整個冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器。
      所述復(fù)合隧穿層(高k材料介質(zhì)2 / Si02材料介質(zhì)3 /高k材料介質(zhì)4 )通過第一層高k材料的隧穿介質(zhì)2、第二層Si02材料的隧穿介質(zhì)3和第三層高k材料的隧穿介質(zhì)4按一定厚度比例組合而成,例如,所述厚度比例可為4 : 1 : 4。所述復(fù)合隧穿層(高k材料介質(zhì)/ Si02材料介質(zhì)/高k材料介質(zhì))的總厚度為3nm至30nm。
      在所述復(fù)合隧穿層中,第一層高k材料的隧穿介質(zhì)2由高k材料制成,其厚度為lnm至20nm,所述高k材料包括Hf02、 A1203、 Zr02、 Ta205、La203、 HfAlO和HfTaON中的任意一種或幾種的組合;第二層Si02材料的隧穿介質(zhì)3由Si02材料制成,其厚度為lnm至5nm;第三層高k材料的隧穿介質(zhì)4由高k材料制成,其厚度為lnm至20nm,所述高k材料包括Hf02、 A1203、 Zr02、 Ta2Os、 La203、 HfAlO和HfTaON中的任意一種或幾種的組合。
      俘獲型浮柵層5用作電荷存儲介質(zhì),其材料可選用Si3N4、SiON、Ru02、Ni02、 HfSiOx、 HfSiON、 HfA10x、 A1203或A1N中的至少一種。
      控制柵介質(zhì)層6可由高k材料制成,所述高k材料可包括HfD2、Al203、Zr02、 Ta205、 La203、 HfAlO、 HfTaON中的至少一種;或可由Si02材料制成??刂茤沤橘|(zhì)層6的厚度為10nm至50nm。
      柵材料層7可采用多晶硅柵或金屬柵,其中金屬柵材料可包括TaN、Ir02或金屬硅化物。柵材料層7的厚度至少為lOOnm。
      基于圖1中所示的根據(jù)本發(fā)明的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的結(jié)構(gòu),圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案制作這種存儲器的工藝流程,而圖3-1至3-20是根據(jù)本發(fā)明提供的技術(shù)方案制作這種存儲器的工藝示意圖。以下將結(jié)合圖2和圖3-1至3-20對制作這種存儲器的工藝進行說明,具體如下歩驟201:在硅襯底上生長一層高k材料的隧穿介質(zhì)。如圖3-l所示,在硅襯底301上生長一層高k材料的隧穿介質(zhì)302。其中,硅襯底301可為p型硅襯底;實現(xiàn)本步驟的方法可為磁控濺射、電子束蒸發(fā)、化學(xué)氣相沉積CVD或原子層沉積ALD;所述高k材料的隧穿介質(zhì)的厚度可為lnm至20nm。
      步驟202:在高k材料的隧穿介質(zhì)上生長一層Si02材料的隧穿介質(zhì)。如圖3-2所示,在高k材料的隧穿介質(zhì)302上生長一層Si02材料隧穿介質(zhì)303。其中,實現(xiàn)本步驟的方法可為原子層沉積ALD、化學(xué)氣相沉積CVD、電子束蒸發(fā)或磁控濺射;所述Si02材料的隧穿介質(zhì)的厚度可為lnm至5nm。
      歩驟203:在Si02材料的隧穿介質(zhì)上再生長一層高k材料的隧穿介質(zhì)。如圖3-3所示,在Si02材料的隧穿介質(zhì)303上再生長一層高k材料的隧穿介質(zhì)304。其中,實現(xiàn)本步驟的方法可為》茲控濺射、電子束蒸發(fā)、化學(xué)氣相沉積CVD或原子層沉積ALD;所述高k材料的隧穿介質(zhì)的厚度可為lnm至20nm。這樣,通過步驟201 -203在硅襯底301上依次生長高k材料的隧穿介質(zhì)302、 Si02材料的隧穿介質(zhì)303和高k材料的隧穿介質(zhì)304,以形成復(fù)合隧穿層,用于隔離硅村底和用作電荷存儲層的浮柵層,同時綜合提高存儲器的寫入/搭V除速度、寫入/擦除電壓、保持時間、穩(wěn)定性、集成密度等存儲性能指標(biāo)。其中,生長的第一層高k材料的隧穿介質(zhì)2、第二層Si02材料的隧穿介質(zhì)3和第三層高k材料的隧穿介質(zhì)4按一定厚度比例構(gòu)成所述復(fù)合隧穿層,所述復(fù)合隧穿層(高k材料介質(zhì)2 / Si02材料介質(zhì)3/高k材料介質(zhì)4 )的總厚度可為3nm至30nm。
      歩驟204:在高k材料的隧穿介質(zhì)上生長俘獲型浮柵層。如圖3-4中所示,在高k材料的隧穿介質(zhì)304上生長一層俘獲型浮柵305。其中,本步驟通過對制程的控制來形成俘獲結(jié)構(gòu),從而形成浮柵層以用作電荷存儲介質(zhì);實現(xiàn)本步驟的方法可為LPCVD、 PECVD或ALD等。歩驟205:在俘獲型浮柵層上沉積高k材料或Si02材料的控制柵介質(zhì)層。如圖3-5中所示,在俘獲型浮柵305上沉積一層控制柵介質(zhì)層306。其中,實現(xiàn)本步驟的方法可為化學(xué)氣相沉積CVD、原子層沉積ALD、電子束蒸發(fā)或磁控濺射;所述沉積的高k材料或Si02材料控制柵介質(zhì)層的厚度可為10nm至50nm。
      歩驟206:在控制柵介質(zhì)層上沉積多晶硅材料或金屬材料的柵材料層。如圖3-6中所示,在控制柵介質(zhì)層306上沉積一層?xùn)挪牧蠈?07。其中,實現(xiàn)本步驟的方法可為化學(xué)氣相沉積CVD、原子層沉積ALD、電子束蒸發(fā)或磁控濺射;所述柵材料層可為多晶硅或金屬薄膜;所述柵材料層的厚度至少為100nm。
      步驟207:光刻,在柵材料層上的抗蝕劑中形成柵線條圖形。本步驟還可以進一步包括在柵材料表面涂敷一層抗蝕劑并前烘;對所涂敷的抗蝕劑進行曝光、顯影和定影以形成柵線條圖形。其中
      如圖3-7所示,在柵材料307表面涂敷一層抗蝕劑308并前烘,抗蝕劑308可為AZ5214負性光學(xué)抗蝕劑或SAL601負性電子抗蝕劑,所述AZ5214負性光學(xué)抗蝕劑的厚度可為1.5拜,對應(yīng)的前烘條件為采用熱板在IOO'C下烘烤100秒;所述SAL601負性電子抗蝕劑的厚度可為500nm,對應(yīng)的前烘條件為采用熱板在105。C溫度下烘烤2分鐘。
      如圖3-8所示,對所涂敷的抗蝕劑308進行曝光、顯影和定影以形成柵線條圖形309。
      然后,進行所述光刻。光刻后形成的柵結(jié)構(gòu)的線條寬度即柵長可為20nm至2000nm。
      所述光刻可以是光學(xué)光刻或電子束光刻,而抗蝕劑308相應(yīng)地可為AZ5214負性光學(xué)抗蝕劑或SAL601負性電子抗蝕劑
      如果采用光學(xué)光刻,則涂敷AZ5214負性光學(xué)抗蝕劑308,光刻工藝步驟包括在柵材料層表面涂敷一層厚度1.5|am的AZ5214負性光學(xué)抗蝕劑308,對AZ5214負性光學(xué)抗蝕劑308采用熱板在IO(TC下前烘100秒, 如前所述;然后,對AZ5214負性光學(xué)抗蝕劑308利用光掩模版用光刻機 按所設(shè)計的柵線條圖形曝光30秒,然后用熱板在115。C下烘烤70秒,再 泛曝(即不用光掩4莫版而直接棵曝)60秒,最后用AZ5214專用顯影液 (1Microposit351: 5H20或1AZ400K: 4H20)在室溫下顯影50秒,只在 待形成的柵堆上方留下AZ5214光學(xué)抗蝕劑,最后采用去離子水在室溫下 定影30秒,完成在AZ5214光學(xué)抗蝕劑中形成柵線條圖形309。采用光學(xué) 光刻形成的AZ5214光學(xué)抗蝕劑柵線條圖形309的寬度為500nm至 2000nm。
      如果采用電子束光刻,則涂敷SAL601負性電子抗蝕劑308,且光刻 工藝步驟包括在柵材料表面涂敷一層厚度為500nm的SAL601負性電子 抗蝕劑308,對SAL601負性電子抗蝕劑308采用熱;〖反在105。C下前烘2 分鐘,如前所述;然后,對SAL601負性電子抗蝕劑308釆用電子束直寫 光刻系統(tǒng)按所設(shè)計的柵線條圖形進行曝光,然后對曝光后的SAL601負性 電子抗蝕劑用熱板在105。C下后烘2分鐘,接著采用MF CD-26顯影液在 室溫下顯影1至10分鐘,最后采用去離子水在室溫下定影30秒,完成在 SAL601電子抗蝕劑中形成柵線條圖形309。采用電子束光刻形成的 SAL601電子抗蝕劑柵線條圖形309的寬度為20nm至500nm。
      歩驟208:以抗蝕劑上的柵線條圖形為掩模來蝕刻柵材料層、控制柵 介質(zhì)層、俘獲型浮柵層、復(fù)合隧穿層(高k材料介質(zhì)/ Si02材料介質(zhì)/高k 材料介質(zhì)),以形成柵堆結(jié)構(gòu)。本步驟還可以進一步包括利用抗蝕劑圖 形為掩模來蝕刻柵材料層、控制柵介質(zhì)層、俘獲型浮柵層、復(fù)合隧穿層(高 k材料介質(zhì)/ Si02材料介質(zhì)/高k材料介質(zhì)),去膠形成柵堆結(jié)構(gòu)。其中
      如圖3-9中所示,利用抗蝕劑圖形309為掩^f莫來蝕刻柵材料層307、 控制柵介質(zhì)層306、俘獲型浮柵層305、復(fù)合隧穿層(高k材料介質(zhì)304/ Si02 材料介質(zhì)303/高k材料介質(zhì)302),從而得到蝕刻后的柵材料層315、控制柵介質(zhì)層314、俘獲型浮槺層313、第三層高k材料的隧穿介質(zhì)312、第二 層SK)2材料的隧穿介質(zhì)311和第一層高k材料的隧穿介質(zhì)310。所述利用 抗蝕劑圖形309為掩模來蝕刻上述各層而形成柵堆結(jié)構(gòu)的工藝過程包括 將柵表面上覆蓋的AZ5214光學(xué)抗蝕劑或SAL601電子抗蝕劑柵線條圖形 309作為掩模,采用高密度電感耦合等離子ICP蝕刻方法或反應(yīng)離子蝕刻 RIE方法依次蝕刻多晶硅或金屬柵材料層、高k材料或Si02材料控制柵介 質(zhì)層、俘獲型浮柵層和復(fù)合隧穿層(高k材料介質(zhì)/ Si02材料介質(zhì)/高k 材料介質(zhì))。
      如圖3-10所示為去膠形成柵堆結(jié)構(gòu)的工藝流程,即,去除抗蝕劑309 形成柵堆結(jié)構(gòu)。所述去膠的方法包括濕法去膠,采用濃H2S04+H202煮 膠去膠。
      步驟209:光刻,離子注入,在柵線條兩側(cè)珪襯底中形成源導(dǎo)電區(qū)和 漏導(dǎo)電區(qū)。本步驟還可以進一步包括在表面涂敷一層AZ9912正性光學(xué) 抗蝕劑并前烘;對所涂敷的AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑進行光學(xué)曝光、顯影 和定影形成源、漏區(qū)域圖形;對源、漏區(qū)域的硅襯底離子注入形成源、漏 導(dǎo)電區(qū);去月交,并快速退火。其中
      如圖3-11中所示,涂敷一層AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑316并前烘。所 涂敷AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑316的厚度為1.5^im;所述前烘的條件為 采用熱;tl在10(TC下前烘100秒。
      如圖3-12中所示,對所涂敷的AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑316進行光學(xué) 曝光、顯影和定影形成源、漏區(qū)域圖形,從而形成曝光后的AZ9912正性 光學(xué)抗蝕劑317以及曝光形成的源、漏區(qū)域圖形318、 319。所述對所涂敷 的AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑進行光學(xué)曝光、顯影和定影的方法為在光刻 機上釆用光刻掩模版掩蔽按所設(shè)計的在柵線條兩側(cè)的源、漏區(qū)域圖形進行 曝光,然后用AZ9912的專用顯影液在室溫下顯影50秒,最后用去離子水 在室溫下定影30秒,從而完成在AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑中形成源、漏區(qū)域圖形。
      如圖3-13所示,通過離子注入在所形成的源、漏區(qū)域的硅村底中形成 源、漏導(dǎo)電區(qū)320、 321。所述離子注入具體為向所形成的源、漏區(qū)域的 硅襯底中注入P"+離子,注入能量為50keV,注入劑量為lxl0"cm一2。
      如圖3-14所示為去膠、并快速退火的工藝流程,其中去除抗蝕劑317 并快速退火。所述去膠的方法為濕法去膠,即采用濃H2S04+H202煮膠; 所述快速退火的目的是激活雜質(zhì)、減少缺陷,從而在柵線條兩側(cè)硅襯底中 形成源、漏導(dǎo)電區(qū);所述快速退火的具體條件為在N2氣氛中在IIO(TC 溫度下快速退火10秒。這樣,則柵線條兩側(cè)硅襯底中形成源導(dǎo)電區(qū)和漏 導(dǎo)電區(qū)。
      步驟210:生長絕緣介質(zhì)、光刻、腐蝕、蒸發(fā)金屬、剝離、退火,形 成源電極、漏電極和片冊電極,并封裝。本步驟還可以具體包括
      (1 )沉積一層絕緣介質(zhì)。如圖3-15所示,沉積一層絕緣介質(zhì)層322。 所述絕緣介質(zhì)材料包括Si02、磷硅玻璃PSG、硼磷硅玻璃BPSG等,所述 沉積方法為化學(xué)氣相沉積CVD、電子束蒸發(fā)或磁控濺射。
      (2 )在絕緣介質(zhì)層上涂敷一層AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑并前烘。如圖 3-16所示,涂敷AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑323并前烘。所述AZ9912正性 光學(xué)抗蝕劑的厚度為1.5nin,對所涂敷的AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑進行前 烘的條件為采用熱板在10(TC下前烘100秒。
      (3 )對所涂敷的AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑進行光學(xué)曝光、顯影和定影, 在源、漏、柵區(qū)域上方形成接觸孔圖形。如圖3-17所示,分別為在柵、源、 漏上方形成接觸孔圖形324、 325、 326。具體而言,在光刻才幾上采用光刻 掩模版掩蔽進行曝光,然后用AZ9912的專用顯影液在室溫下顯影50秒, 最后用去離子水在室溫下定影30秒,完成在源、漏、柵上方形成接觸孔 圖形。
      (4 )利用AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑圖形作為掩模在常溫下腐蝕絕緣介質(zhì)薄膜露出源、漏、柵材料。如圖3-18所示,形成被腐蝕后的絕緣介質(zhì)層 薄膜327,并形成腐蝕絕緣介質(zhì)層薄膜后露出的柵、源、漏材料328、 329、 330。所述腐蝕方法為利用AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑圖形作為掩^t,釆用 氫氟酸緩沖液(HF+NH4F+H20)在常溫下腐蝕絕緣層薄膜。
      (5)在露出的源、漏、柵材料表面及未去除的AZ9912正性光學(xué)抗蝕 劑上蒸發(fā)一層Al-l。/。Si薄膜作為金屬電極材料。如圖3-19所示,在露出的 源、漏、柵材料表面及未去除的AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑上蒸發(fā)一層 Al-l。/。Si薄膜331作為金屬電極材料。所述Al-l。/。Si薄膜的厚度為lnm, 該厚度應(yīng)小于AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑的厚度。
      (6 )剝離AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑及其上方蒸發(fā)的金屬電極材料。如 圖3-20所示,剝離后形成柵、源、漏電極332、 333、 334。所述剝離方法 為釆用丙酮超聲剝離AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑及其上方蒸發(fā)的金屬電極 材料。
      (7)對剝離后剩余的金屬電極材料進行退火處理以形成源、漏、柵 電極。所述退火處理具體可為在400。C下在N2氣氛中退火處理5分鐘; 然后在400。C下在N2/H2混合氣體中退火20分鐘;最后在400。C下在N2 氣氛中退火5分鐘。
      由上可知,根據(jù)本發(fā)明提供的技術(shù)方案,提供一種冠狀勢壘復(fù)合隧穿 層的俘獲型浮柵非易失存儲器,其能夠減小浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器的編程 /擦除(P/E)電壓,降低浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器的操作時間和操作功耗, 提高浮柵結(jié)構(gòu)非易失存儲器的編程/擦除(P/E)速度、數(shù)據(jù)保持特性 (retention),編程/擦除(P/E )耐受性等存儲性能,同時折衷考慮浮柵結(jié) 構(gòu)非易失存儲器中編程/擦除效率和數(shù)據(jù)保持特性,以適應(yīng)半導(dǎo)體存儲器件 尺寸縮小的需要,提高了器件的集成度。而且,根據(jù)本發(fā)明提供的技術(shù)方 案,還提供一種制作冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的方 法,該方法基于傳統(tǒng)的CMOS工藝,能夠簡化制作工藝,降低制作成本,
      21提高制作效率,提高兼容性。
      綜上所述,通過本發(fā)明提供的技術(shù)方案,能夠?qū)崿F(xiàn)以下有益效果 (1 )本發(fā)明提供的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器, 在體硅襯底上制作,不需要昂貴的襯底材料,因而既節(jié)約成本,同時又有 利于散熱。
      (2 )本發(fā)明提供的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器,
      其結(jié)構(gòu)和制作工藝十分筒單,其中,在硅襯底上依次生長高k材料的隧穿
      介質(zhì)薄膜、Si02材料的隧穿介質(zhì)薄膜、高k材料的隧穿介質(zhì)薄膜、俘獲型 浮柵層、高k材料或Si02材料的控制柵介質(zhì)薄膜、多晶硅或金屬柵材料薄
      膜后,利用光刻、蝕刻、源漏離子注入、退火等工藝即可制備出本發(fā)明所 述的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器。
      (3) 由于采用了冠狀勢壘復(fù)合隧穿層結(jié)構(gòu)和高k介質(zhì)材料,因而可
      使器件的集成密度和穩(wěn)定性得到提高,同時,存儲器的存儲性能,特別是
      存儲窗口、編程/擦除(P/E)速度、編程/擦除(P/E)工作電壓、操作時 間、操作功耗、數(shù)據(jù)保持特性、編程/擦除(P/E)耐受性等性能指標(biāo),能 夠獲得綜合提高。
      (4) 各種俘獲型浮柵材料、介質(zhì)層材料、柵材料均可采用磁控濺射、 電子束蒸發(fā)或化學(xué)氣相沉積(CVD)這些傳統(tǒng)方法制備,因此所需材料的 制備工藝和制作存儲器的完整工藝過程均與傳統(tǒng)CMOS工藝完全兼容。
      (5) 采用本發(fā)明提供的冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存 儲器的技術(shù)方案,制作工藝簡單,制作效率高和工藝穩(wěn)定性高,制作成本 低,有利于本發(fā)明的應(yīng)用。
      以上所述的具體實施例,對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行 了進一步詳細說明,所應(yīng)理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而 已,并不用于限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修 改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
      權(quán)利要求
      1、一種冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器,其特征在于,該存儲器包括硅襯底(1);在所述硅襯底上重摻雜的源導(dǎo)電區(qū)(8)和漏導(dǎo)電區(qū)(9);在所述源、漏導(dǎo)電區(qū)之間的載流子溝道上覆蓋的復(fù)合隧穿層,其中,所述復(fù)合隧穿層包括第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(2),第二SiO2材料介質(zhì)層(3),和第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(4);在所述復(fù)合隧穿層上覆蓋的俘獲型浮柵層(5);在所述俘獲型浮柵層上覆蓋的控制柵介質(zhì)層(6);和在所述控制柵介質(zhì)層上覆蓋的柵材料層(7)。
      2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲器,其特征在于,所述復(fù)合隧穿層通過所述第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(2)、第二Si02材料 介質(zhì)層(3)和第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(4)按一定厚度比例組成;優(yōu)選地, 所述厚度比例為4:1:4。
      3、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的存儲器,其特征在于, 所述第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(2 )和/或所述第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(4)由以下材料中的至少一種制成Hf02、 A1203、 Zr02、 Ta205、 La203、 HfAlO、 HfTaON、和它們的組合;和/或,所述俘獲型浮柵層(5)通過以下材料中的至少一種制成Si3N4、 SiON、 Ru02、 Ni02、 HfSiOx、 HfSiON、 HfA10x、 Al2O^AlN;和/或,所述控制柵介質(zhì)層(6)由高介電常數(shù)材料或Si02材料制作而成, 其中,所述高介電常數(shù)材料包括Hf02、 A1203、 Zr02、 Ta2Os、 La203、 HfAlO、 HfTaON中的至少一種;和/或,所述柵材料層(7)是多晶硅柵;或者所述的柵材料層(7)是金屬柵,所述金屬柵包括TaN、 Ir02或金屬硅化物。
      4、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的存儲器,其特征在于, 所述第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(2)和/或所述第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層(4 )的厚度為lnm至20nm;和/或,所述第二Si02材料介質(zhì)層(3)的厚度為1nm至5nm; 和/或,所述復(fù)合隧穿層的總厚度為3nm至30nm; 和/或,所述俘獲型浮柵層(5)的厚度為1nm至5nm; 和/或,所述控制柵介質(zhì)層(6)的厚度為10nm至50nm;
      5、 一種冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的制作方法,其特 ;^正在于,該方法包4舌A、 在硅襯底上生長包含高介電常數(shù)材料介質(zhì)層的復(fù)合隧穿層;B、 在所述復(fù)合隧穿層上生長俘獲型浮柵層;C、 在所述俘獲型浮柵層上沉積高介電常數(shù)材料或Si02材料的控制柵介質(zhì)層;D、 在所述控制柵介質(zhì)層上沉積多晶硅材料或金屬材料的柵材料層;E、 在所述柵材料層上的抗蝕劑上光刻以形成柵線條圖形;F、 以所述柵線條圖形為掩模來蝕刻所述柵材料層、控制柵介質(zhì)層、俘獲型 浮柵層、復(fù)合隧穿層,從而形成柵堆結(jié)構(gòu);G 、在所述柵線條兩側(cè)硅村底中光刻和離子注入以形成源導(dǎo)電區(qū)和漏導(dǎo)電區(qū);H、生長絕緣介質(zhì),光刻,腐蝕,蒸發(fā)金屬,剝離,退火,形成源電極、漏 電極和柵電極,并封裝。
      6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法,其特征在于,所述復(fù)合隧穿層由第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層、第二 Si02材料介質(zhì)層和第 三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層按一定厚度比例組成; 步驟A包括Al、在硅襯底上生長第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層; A2、在所述第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層上生長第二 Si02材料介質(zhì)層; A3、在所述第二 Si02材料介質(zhì)層上生長第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層; 步驟B為在所述第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層上生長俘獲型浮柵層。
      7、 根據(jù)權(quán)利要求5-6中任一項所述的制作方法,其特征在于,步驟A中采用化學(xué)氣相沉積CVD、原子層沉積ALD、電子束蒸發(fā)或者磁控 濺射;和/或,步驟B中采用化學(xué)氣相沉積LPCVD、 PECVD或ALD,通過對制程 的控制來形成俘獲結(jié)構(gòu);和/或,步驟C中采用化學(xué)氣相沉積CVD、原子層沉積ALD、電子束蒸發(fā) 或者磁控賊射;和/或,步驟D中采用化學(xué)氣相沉積CVD、原子層沉積ALD、電子束蒸發(fā) 或者磁控賊射和/或,步驟E中所述光刻為光學(xué)光刻或電子束光刻。
      8、 根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項所述的制作方法,其特征在于,步驟A中所述第一高介電常數(shù)材料介質(zhì)層和/或第三高介電常數(shù)材料介質(zhì)層 的厚度為lnm至20nm;和/或,步驟A中所述第二 Si02材料介質(zhì)層的厚度為lnm至5nm; 和/或,步驟A中所述復(fù)合隧穿層的總厚度為3nm至30nm; 和/或,步驟B中所述俘獲型浮柵層的厚度為10nm至50nm; 和/或,步驟C中所述控制柵介質(zhì)層的厚度為10nm至50nm; 和/或,步驟D中所述柵材料層的厚度至少為100nm; 和/或,步驟E中所述柵線條圖形的寬度為20nm至2000nm。
      9、 根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項所述的制作方法,其特征在于,步驟F包括以柵表面上覆蓋的AZ5214負性光學(xué)抗蝕劑或者SAL601負性 電子抗蝕劑柵線條圖形作為掩才莫,采用高密度電感耦合等離子ICP蝕刻方法或者反應(yīng)離子蝕刻RIE方法依次蝕刻所述柵材料層、控制柵介質(zhì)層、俘獲型浮柵 層、和復(fù)合隧穿層;去膠以形成柵堆結(jié)構(gòu),其中優(yōu)選地采用濕法去膠,更優(yōu)選地采用濃H2S04+H202煮月交去月交。
      10、 根據(jù)權(quán)利要求5-9中任一項所述的制作方法,其特征在于,步驟G包括在表面涂#文一層厚度為1.5nm的AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑, 采用熱板在100。C下前烘100秒,在光刻機上釆用光刻掩模版掩蔽在柵線條兩側(cè) 的源、漏區(qū)域進行曝光,然后用AZ9912專用顯影液在室溫下顯影50秒,最后 用去離子水在室溫下定影30秒,完成在AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑中形成源、漏 區(qū)域圖形;再向所形成的源、漏區(qū)域的硅襯底中注入P"+離子,注入能量為 50keV,注入劑量為lxl018cm_2,再在濃H2S04+H202中煮膠去膠;然后在1100。C 溫度下在N2氣氛中快速退火10秒,從而在柵線條兩側(cè)硅襯底中形成源導(dǎo)電區(qū) 和漏導(dǎo)電區(qū)。
      11、 根據(jù)權(quán)利要求5-10中任一項所述的制作方法,其特征在于, 步驟H包括Hl、在表面沉積絕纟彖介質(zhì),所述絕緣介質(zhì)優(yōu)選地包括Si02、磷硅玻璃PSG 或硼磷硅玻璃BPSG;在該絕緣介質(zhì)層上涂敷厚度為1.5pim的AZ9912正性光學(xué) 抗蝕劑,采用熱板在IO(TC下前烘IOO秒,在光刻機上采用光刻掩模版掩蔽進行 曝光;用AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑的專用顯影液在室溫下顯影50秒;用去離子 水在室溫下定影30秒,在源、漏、柵上方形成接觸孔圖形;H2、利用AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑圖形作為掩模,采用氫氟酸緩沖液 HF+NH4F+H20在常溫下腐蝕絕緣介質(zhì)層;H3、在露出的源、漏、4冊材料表面及未去除的AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑上 蒸發(fā)以厚度小于AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑厚度的Al-l%Si薄膜作為金屬電極材 料,優(yōu)選地,所述Al-l。/。Si薄膜的厚度為lnm;H4、采用丙酮超聲剝離AZ9912正性光學(xué)抗蝕劑及其上方蒸發(fā)的金屬電極 材料;H5、對剝離后剩余的金屬電極材料進行退火以形成源、漏、柵電極;優(yōu)選 地,所述退火包括在400。C溫度下在N2氣氛中退火處理5分鐘;然后在400°C 溫度下在N2/H2混合氣體中退火20分鐘;最后在400。C溫度下在N2氣氛中退火 5分鐘。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域,公開了一種冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器,包括硅襯底,在硅襯底上重摻雜的源導(dǎo)電區(qū)和漏導(dǎo)電區(qū),在源、漏導(dǎo)電區(qū)之間的載流子溝道上覆蓋的由高k材料介質(zhì)/SiO<sub>2</sub>材料介質(zhì)/高k材料介質(zhì)組成的復(fù)合隧穿層,在復(fù)合隧穿層上覆蓋的俘獲型浮柵層、在俘獲型浮柵層上覆蓋的高k材料或SiO<sub>2</sub>材料控制柵介質(zhì)層,和在控制柵介質(zhì)層上覆蓋的柵材料層。同時公開了一種冠狀勢壘復(fù)合隧穿層的俘獲型浮柵非易失存儲器的制作方法。利用本發(fā)明,綜合改善了浮柵非易失存儲器的存儲性能,并且制作工藝簡單,降低了制作成本。
      文檔編號H01L27/105GK101494224SQ20091007824
      公開日2009年7月29日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
      發(fā)明者明 劉, 琴 王, 媛 胡, 郭婷婷 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所
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