專(zhuān)利名稱(chēng)：一種適合于半導(dǎo)體閃存器件的柵疊層結(jié)構(gòu)及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快閃存儲(chǔ)器的電容結(jié)構(gòu)和制備方法，尤其涉及一種基于金屬納米晶和高介電常數(shù)介質(zhì)構(gòu)成其中新型異質(zhì)電荷俘獲層的柵疊層結(jié)構(gòu)及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，非揮發(fā)性快閃存儲(chǔ)器集成密度越來(lái)越高、操作電壓越來(lái)越低，這就驅(qū)使器件特征尺寸持續(xù)減小，在65 nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)之后傳統(tǒng)的多晶硅浮柵結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一系列的問(wèn)題，極大地影響了器件存儲(chǔ)的性能，諸如擦寫(xiě)速度慢，工作電壓高寸?；诜沁B續(xù)電荷俘獲機(jī)理(如納米晶、SONOS存儲(chǔ)器等)的新一代非揮發(fā)性存儲(chǔ)器最近引起了廣泛關(guān)注，它們采用分離的電荷陷阱代替連續(xù)的多晶硅浮柵存儲(chǔ)電荷，使得隧穿層中存在的局部缺陷不會(huì)引起電荷俘獲層中大量的電荷流失，從而有效地提高了存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)保存能力，并且可以獲得更低的操作電壓，實(shí)現(xiàn)更快的擦寫(xiě)速度等。與半導(dǎo)體納米晶相比，金屬納米晶在費(fèi)米能級(jí)附近有更高的態(tài)密度，功函數(shù)的選擇范圍更廣，與襯底溝道有較強(qiáng)的耦合等，故其能夠?qū)崿F(xiàn)較低的操作電壓、較高密度的電荷存儲(chǔ)和較長(zhǎng)時(shí)間的電荷保留。研究表明，通過(guò)選擇具有較大功函數(shù)的金屬納米晶，可以形成較深的勢(shì)阱，從而有效地俘獲電荷并能提供更好的數(shù)據(jù)保存特性。另一方面，隨著SONOS存儲(chǔ)器的發(fā)展，采用高介電常數(shù)材料(High-k)代替SONOS中的氮化硅電荷俘獲層，能夠相應(yīng)地增加降落在隧穿層上的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而提高編程和擦除速度。但是這種結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的缺點(diǎn)是其操作電壓較高，并且操作速度較慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種存儲(chǔ)電荷密度高、操作電壓低、擦寫(xiě)速度快且電荷保持特性好的適合于半導(dǎo)體閃存器件的柵疊層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的再一目的是提供上述柵疊層結(jié)構(gòu)的制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種適合于半導(dǎo)體閃存器件的柵疊層結(jié)構(gòu)及制備方法。其中所述柵疊層結(jié)構(gòu)，包含有基于金屬納米晶和高介電常數(shù)薄膜的異質(zhì)電荷俘獲層；所述柵疊層結(jié)構(gòu)中，由下至上依次設(shè)置有
晶向?yàn)?00的P型單晶硅片，作為襯底；
原子層淀積的Al2O3薄膜，作為電荷隧穿層，厚度為5 15納米； 所述異質(zhì)電荷俘獲層，其進(jìn)一步包含有
所述金屬納米晶作為第一電荷俘獲層，該納米晶為釕和氧化釕的復(fù)合物，記為釕基 RuOx納米晶；
原子層淀積的所述高介電常數(shù)薄膜作為第二電荷俘獲層，厚度為3 20納米；所述高介電常數(shù)介質(zhì)為HfxAlyOz，其中x>0，z>0且y=0或y>0 ；
原子層淀積的Al2O3薄膜，作為電荷阻擋層，厚度為15 40納米； 上電極層。所述高介電常數(shù)薄膜是HfAW薄膜，其中包含淀積循環(huán)數(shù)之比為1:1的HfO2* Al2O3 ；或者，所述高介電常數(shù)薄膜是HfO2薄膜。所述上電極層包含以金屬鈀形成的柵電極。上述柵疊層結(jié)構(gòu)的制備方法，具體包含以下步驟 步驟1、采用晶向?yàn)?00的P型單晶硅片作為襯底；
步驟2、采用原子層淀積的方法生長(zhǎng)5 15納米厚的Al2O3薄膜作為電荷隧穿層； 步驟3. 1、采用磁控濺射淀積的方法，在A(yíng)l2O3隧穿層上淀積厚度為2 4納米的金屬釕層，然后在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行快速熱退火處理，形成釕基RuOx納米晶作為異質(zhì)電荷俘獲層的第一電荷俘獲層；所述釕基RuOx納米晶為釕和氧化釕的復(fù)合物；
步驟3. 2、采用原子層淀積的方法生長(zhǎng)3 20納米厚的高介電常數(shù)HfxAlyOz薄膜作為異質(zhì)電荷俘獲層的第二電荷俘獲層所述高介電常數(shù)HfxAlyOz薄膜中x>0，z>0,同時(shí)y=0或 y>0 ；其中Hf與Al的組成通過(guò)原子層淀積HfO2和Al2O3的循環(huán)數(shù)來(lái)確定；
步驟4、采用原子層淀積的方法生長(zhǎng)15 40納米厚的Al2O3薄膜作為電荷阻擋層，然后進(jìn)行快速熱退火處理；
步驟5、用光刻工藝，采用剝離方法形成50 200納米厚的柵電極作為上電極層。所述步驟3. 2中所述高介電常數(shù)HfxAlyOz薄膜是HfAW薄膜，其中包含淀積循環(huán)數(shù)之比為1:1的HfO2和Al2O3 ；或者，所述高介電常數(shù)HfxAlyOz薄膜是HfO2薄膜。所述步驟3. 2中原子層淀積生長(zhǎng)HfO2的條件是襯底溫度在250 350°C，反應(yīng)前軀體為四(乙基甲胺基)鉿和水蒸汽。所述步驟2、步驟3. 2或步驟4中原子層淀積生成所述Al2O3薄膜的條件是襯底溫度在250 350°C，反應(yīng)前軀體為三甲基鋁和水蒸汽。所述步驟3. 1中形成釕基RuOx納米晶時(shí)的退火溫度為700 900°C，退火時(shí)間為 10 30秒；步驟4中形成電荷阻擋層Al2O3薄膜時(shí)的退火溫度為500 800 °C，退火時(shí)間為10 30秒。所述步驟5中形成所述柵電極的材料為金屬鈀。所述制備方法還包含
步驟6、先用氫氟酸去除襯底背面的自然氧化層，然后淀積一層金屬鋁層作為下電極， 以形成良好的歐姆接觸。本發(fā)明所述適合于半導(dǎo)體閃存器件的柵疊層結(jié)構(gòu)及制備方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、采用磁控濺射淀積形成超薄金屬釕膜，通過(guò)調(diào)節(jié)淀積功率、時(shí)間、襯底溫度等，能夠在高真空度下比較精確地控制薄膜的厚度和淀積速率，以形成超薄且均勻的金屬膜，這使得退火后更易形成直徑小、分布均勻且密度高的納米晶顆粒。2、第一電荷俘獲層采用釕基RuOx納米晶作為電荷存儲(chǔ)中心，由于它們的功函數(shù)較高(4. 7 5. 2 eV)，所以能提供較大的勢(shì)阱深度，有利于提高電荷的存儲(chǔ)能力。本發(fā)明中該金屬納米晶的形成溫度與存儲(chǔ)器的制作工藝溫度相兼容，沒(méi)有超過(guò)器件制作中源、漏離子注入后的激活退火溫度。
3、第二電荷俘獲層采用高介電常數(shù)介質(zhì)HfxAlyOz作為存儲(chǔ)中心，由于HfxAlyOz的介電常數(shù)高(10 25)，能夠有效地增加了降落在隧穿層上的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而提高了存儲(chǔ)器的編程和擦除速度，并且降低了操作電壓。同時(shí)，HfxAlyOz材料能提供足夠多的電荷陷阱，用來(lái)存儲(chǔ)電荷。4、由高介電常數(shù)HfxAlyOz與高密度的釕基RuOx納米晶組成的異質(zhì)電荷俘獲層，可以共同俘獲來(lái)自襯底的電荷注入，大大提高了電荷的存儲(chǔ)密度。此外，高密度釕基RuOx納米晶嵌入到HfxAlyOz薄膜中，有效地抑制了 HfxAlyOz介質(zhì)在高溫退火后發(fā)生結(jié)晶，因此減小了沿著晶粒間界的電荷泄漏，提高了存儲(chǔ)器的電荷保持特性。5、采用原子層淀積的方法制備HfxAlyOz薄膜，不僅可以精確地控制薄膜的組成和厚度，還能有效填充間距在納米量級(jí)的縫隙，從而使得RuOx納米晶能被HfxAlyOz完全隔離開(kāi)。6、采用金屬鈀作為電極，不僅可以和阻擋層的氧化鋁介質(zhì)形成利于擦寫(xiě)的墊壘， 且鈀不易被氧化，具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。利用電子束蒸發(fā)設(shè)備在高真空下生長(zhǎng)鈀薄膜，此方面生長(zhǎng)的鈀膜與氧化鋁介質(zhì)能形成很好的接觸界面，從而提高了電容存儲(chǔ)器的性能。因此，本發(fā)明所提出的柵疊層結(jié)構(gòu)將在下一代快閃存儲(chǔ)器上具有很好的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明中基于釕基RuOx納米晶和高介電常數(shù)HfxAlyOz薄膜的異質(zhì)電荷俘獲層構(gòu)成柵疊層結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)電容器的剖面結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明所述柵疊層結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)電容器在不同電壓下編程/擦除0. 1毫秒后的平帶電壓變化圖3是本發(fā)明所述柵疊層結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)電容器在+/-9 V編程/擦除不同時(shí)間后的平帶電壓變化圖4是本發(fā)明所述柵疊層結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)電容器在+9 V編程、-9 V擦除1毫秒后的電荷保持特性。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明所述適合于半導(dǎo)體閃存器件的柵疊層結(jié)構(gòu)，特別是包含有基于金屬納米晶和高介電常數(shù)薄膜的異質(zhì)電荷俘獲層，以此構(gòu)成的所述快閃存儲(chǔ)電容中， 由下至上依次設(shè)置有
1)晶向?yàn)?00的P型單晶硅片作為襯底；
2)原子層淀積的Al2O3薄膜，作為電荷隧穿層，厚度為5 15納米；
3)所述異質(zhì)電荷俘獲層，其進(jìn)一步包含有
金屬納米晶作為第一電荷俘獲層，該納米晶為釕和氧化釕的復(fù)合物(記為釕基RuOx納米晶)；
原子層淀積的高介電常數(shù)薄膜作為第二電荷俘獲層，厚度為3 20納米(優(yōu)選的厚度范圍在5 10納米)；所述高介電常數(shù)介質(zhì)為HfxAlyOz (x>0, z>0, y=0或y>0)，它的介電常數(shù)在10 25之間；
4)原子層淀積的Al2O3薄膜，充當(dāng)電荷阻擋層，厚度為15 40納米；
5)上電極層，包含以金屬鈀(Pd)形成的柵電極。
上述柵疊層結(jié)構(gòu)中包含異質(zhì)電荷俘獲層構(gòu)成的存儲(chǔ)電容，其制備方法如下 步驟1、采用晶向?yàn)?00的P型單晶硅片作為襯底，硅片的電阻率為8 12歐姆 厘米。首先對(duì)硅片進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗，并利用稀氫氟酸去除殘留的自然氧化層。步驟2、電荷隧穿層Al2O3的形成以三甲基鋁和水蒸汽為反應(yīng)源，采用原子層淀積的方法生長(zhǎng)Al2O3薄膜，襯底溫度控制在250 350°C范圍內(nèi)。Al2O3隧穿層厚度控制在5 15納米范圍內(nèi)。步驟3. 1、異質(zhì)電荷俘獲層中釕基RuOx納米晶的形成采用磁控濺射淀積的方法， 在A(yíng)l2O3隧穿層上淀積超薄金屬釕層，釕層的厚度為2 4納米，然后在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行快速快速熱退火，即可形成釕基RuOx納米晶作為第一電荷俘獲層。退火溫度為700 900°C， 退火時(shí)間為10 30秒。步驟3. 2、異質(zhì)電荷俘獲層中高介電常數(shù)介質(zhì)HfxAlyOz薄膜的形成采用原子層淀積的方法生長(zhǎng)HfxAlyOz薄膜作為第二電荷俘獲層
所述HfxAlyOz薄膜的一種組成包含HfO2和Al2O3，兩者的淀積循環(huán)數(shù)之比為1 1，記為 HfTUO。所述HfxAlyOz薄膜的另一種組成中不含Al2O3，即為純?chǔ)? 2。上述兩種組成中，襯底溫度控制在250 350°C范圍內(nèi)，HfO2的反應(yīng)源為四(乙基甲胺基)鉿(TEMAH)和水蒸汽。Al2O3的制備條件如步驟(2)所述。HfAlO或HfO2薄膜的厚度均為3 20納米(優(yōu)選的厚度范圍在5 10納米)。根據(jù)所述HfxAlyOz薄膜的厚度不同，如果其厚度較小時(shí)，該HfxAlyOz薄膜會(huì)填到所述釕基RuOx納米晶之間，但不會(huì)填滿(mǎn)該納米晶之間的間隙；如果其厚度較大時(shí)，所述HfxAlyOz薄膜則會(huì)填滿(mǎn)所述釕基RuOx納米晶之間的間隙，圖1中僅示出了后一種情況。步驟4、電荷阻擋層Al2O3薄膜的形成采用步驟(2)中所述的方法淀積15 40 納米厚的Al2O3薄膜。然后，將所得樣品在氮?dú)庵羞M(jìn)行快速熱退火處理，快速熱退火溫度為 500 800 °C，時(shí)間為10 30秒。目的是獲得高質(zhì)量的Al2O3阻擋層，抑制電荷的泄漏。步驟5、上電極層的形成采用剝離(lift-off)方法形成柵電極，即首先通過(guò)光刻形成圖形，接著利用電子束蒸發(fā)設(shè)備生長(zhǎng)鈀金屬薄膜，膜厚為50 200納米。最后，利用丙酮清洗剩余的光刻膠。步驟6、為了方便器件性能的測(cè)量，先用氫氟酸去除襯底背面的自然氧化層，然后淀積一層金屬鋁層作為下電極，以形成良好的歐姆接觸，至此完成本發(fā)明所述柵疊層結(jié)構(gòu)包含異質(zhì)電荷俘獲層的存儲(chǔ)電容的制作工藝。圖2為本實(shí)例中所述柵疊層結(jié)構(gòu)中包含異質(zhì)電荷俘獲層構(gòu)成的存儲(chǔ)電容，在不同電壓下編程和擦除0. 1毫秒后的平帶電壓變化圖。由圖可知，隨著正向偏壓的增大，所得平帶電壓均向正方向漂移，這是由于電子注入導(dǎo)致負(fù)電荷的俘獲造成的。隨著負(fù)向偏壓的增大，所得的平帶電壓均向負(fù)方向漂移，這是由于電荷俘獲層中被俘獲的電荷發(fā)生釋放或來(lái)自襯底的空穴注入所造成的。此外，可以觀(guān)察到在相同操作電壓下，Ru0x/Hf02異質(zhì)電荷俘獲層比RuOx/HfAW異質(zhì)電荷俘獲層能提供更大的存儲(chǔ)窗口，例如，在6 V的操作電壓下，前者的存儲(chǔ)窗口為2. 6 V，后者則為1. 4 V。圖3為本實(shí)例中所述存儲(chǔ)電容在+9V編程/-9V擦除不同時(shí)間后的平帶電壓變化圖。由圖可知，兩個(gè)電容在編程/擦除狀態(tài)下的平帶電壓均隨著脈沖時(shí)間的增加而增大，并最終趨向飽和。對(duì)于0. 1毫秒的編程/擦除，基于RuOx/HfAW電荷俘獲層的器件所得到的存儲(chǔ)窗口接近2V，基于RuOx/HfO2電荷俘獲層的器件所得到的存儲(chǔ)窗口達(dá)到3. 5V。二者均表現(xiàn)出了低壓下快速編程和擦除的功能。圖4為本實(shí)例中所述存儲(chǔ)電容在+9 V、1毫秒編程和-9 V、1毫秒擦除后的保持特性。當(dāng)異質(zhì)電荷俘獲層中的介質(zhì)為HfO2時(shí)，外推至十年后該存儲(chǔ)電容器的存儲(chǔ)窗口約為3. 4 V，顯示出了優(yōu)良的保持特性；當(dāng)異質(zhì)電荷俘獲層中的介質(zhì)為HfAW時(shí)，其相應(yīng)的存儲(chǔ)窗口約為1. 6 V。上述結(jié)果表明，基于RuOx和HfxAlyOz的異質(zhì)電荷俘獲層的存儲(chǔ)電容均表現(xiàn)出了低壓下快速擦寫(xiě)的功能，以及良好的電荷保存特性。綜上所述，本發(fā)明充分結(jié)合了金屬納米晶和高介電常數(shù)介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，并以此構(gòu)成了柵疊層結(jié)構(gòu)中的異質(zhì)電荷俘獲層這種新型異質(zhì)電荷俘獲層中由于引入了高介電常數(shù)介質(zhì)，所以可以增加降落在電荷隧穿層上的電場(chǎng)強(qiáng)度，達(dá)到降低電荷注入的勢(shì)壘，從而提高存儲(chǔ)器的編程和擦除速度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)器件在較低的電壓下操作。同時(shí)，擁有較大功函數(shù)的金屬納米晶可以形成較深的勢(shì)阱，從而在俘獲電荷后有較好的數(shù)據(jù)保存特性。本發(fā)明中所述金屬納米晶為釕和氧化釕的復(fù)合物(記為釕基RuOx納米晶)，它具有很好的熱穩(wěn)定性，既使被氧化，也是一種良好的導(dǎo)體。此外，它在高溫下不容易擴(kuò)散，易于干法刻蝕。本發(fā)明中所述高介電常數(shù)介質(zhì)為HfxAlyOz (y=0或>0)，它的介電常數(shù)在10 25 之間，具有較高的電荷陷阱密度，這就使得HfxAlyOz材料可以作為理想的電荷俘獲層代替氮化硅。本發(fā)明中的上電極采用金屬鈀(Pd)材料，它擁有較大的功函數(shù)(5. 22 eV)，能與電荷阻擋層介質(zhì)形成有利于電荷擦寫(xiě)的墊壘高度，且鈀具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明所提出的柵疊層結(jié)構(gòu)將在下一代快閃存儲(chǔ)器上具有很好的應(yīng)用前景。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種適合于半導(dǎo)體閃存器件的柵疊層結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含有基于金屬納米晶和高介電常數(shù)薄膜的異質(zhì)電荷俘獲層；所述柵疊層結(jié)構(gòu)中，由下至上依次設(shè)置有晶向?yàn)?00的P型單晶硅片，作為襯底；原子層淀積的Al2O3薄膜，作為電荷隧穿層，厚度為5 15納米； 所述異質(zhì)電荷俘獲層，其進(jìn)一步包含有所述金屬納米晶作為第一電荷俘獲層，該納米晶為釕和氧化釕的復(fù)合物，記為釕基 RuOx納米晶；原子層淀積的所述高介電常數(shù)薄膜作為第二電荷俘獲層，厚度為3 20納米；所述高介電常數(shù)介質(zhì)為HfxAlyOz，其中x>0，z>0且y=0或y>0 ；原子層淀積的Al2O3薄膜，作為電荷阻擋層，厚度為15 40納米； 上電極層。
2.如權(quán)利要求1所述柵疊層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述高介電常數(shù)薄膜是HfTUO薄膜，其中包含淀積循環(huán)數(shù)之比為1:1的HfO2和Al2O3 ；或者，所述高介電常數(shù)薄膜是HfO2薄膜。
3.如權(quán)利要求1所述柵疊層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上電極層包含以金屬鈀形成的柵電極。
4.一種適合于半導(dǎo)體閃存器件的柵疊層結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包含以下步驟步驟1、采用晶向?yàn)?00的P型單晶硅片作為襯底；步驟2、采用原子層淀積的方法生長(zhǎng)5 15納米厚的Al2O3薄膜作為電荷隧穿層； 步驟3. 1、采用磁控濺射淀積的方法，在A(yíng)l2O3隧穿層上淀積厚度為2 4納米的金屬釕層，然后在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行快速熱退火處理，形成釕基RuOx納米晶作為異質(zhì)電荷俘獲層的第一電荷俘獲層；所述釕基RuOx納米晶為釕和氧化釕的復(fù)合物；步驟3. 2、采用原子層淀積的方法生長(zhǎng)3 20納米厚的高介電常數(shù)HfxAlyOz薄膜作為異質(zhì)電荷俘獲層的第二電荷俘獲層所述高介電常數(shù)HfxAlyOz薄膜中x>0，z>0,同時(shí)y=0或 y>0 ；其中Hf與Al的組成通過(guò)原子層淀積HfO2和Al2O3的循環(huán)數(shù)來(lái)確定；步驟4、采用原子層淀積的方法生長(zhǎng)15 40納米厚的Al2O3薄膜作為電荷阻擋層，然后進(jìn)行快速熱退火處理；步驟5、用光刻工藝，采用剝離方法形成50 200納米厚的柵電極作為上電極層。
5.如權(quán)利要求4所述制備方法，其特征在于，所述步驟3.2中所述高介電常數(shù)HfxAlyOz 薄膜是HfAW薄膜，其中包含淀積循環(huán)數(shù)之比為1:1的Hf02*Al203 ；或者，所述高介電常數(shù) HfxAlyOz薄膜是HfO2薄膜。
6.如權(quán)利要求5所述制備方法，其特征在于，所述步驟3.2中原子層淀積生長(zhǎng)HfO2的條件是襯底溫度在250 350°C，反應(yīng)前軀體為四(乙基甲胺基)鉿和水蒸汽。
7.如權(quán)利要求4或5或6所述制備方法，其特征在于，所述步驟2、步驟3.2或步驟4 中原子層淀積生成所述Al2O3薄膜的條件是襯底溫度在250 350°C，反應(yīng)前軀體為三甲基鋁和水蒸汽。
8.如權(quán)利要求4所述制備方法，其特征在于，所述步驟3.1中形成釕基RuOx納米晶時(shí)的退火溫度為700 900°C，退火時(shí)間為10 30秒；步驟4中形成電荷阻擋層Al2O3薄膜時(shí)的退火溫度為500 800 °C，退火時(shí)間為10 30秒。
9.如權(quán)利要求4所述制備方法，其特征在于，所述步驟5中形成所述柵電極的材料為金ο
10.如權(quán)利要求4所述制備方法，其特征在于，還包含步驟6、先用氫氟酸去除襯底背面的自然氧化層，然后淀積一層金屬鋁層作為下電極， 以形成良好的歐姆接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適合于半導(dǎo)體閃存器件的柵疊層結(jié)構(gòu)及其制備方法。該柵疊層結(jié)構(gòu)以晶向?yàn)?00的P型單晶硅片為襯底，自下而上依次為Al2O3薄膜，作為電荷隧穿層；釕基RuOx納米晶，作為第一電荷俘獲層；高介電常數(shù)HfxAlyOz薄膜，作為第二電荷俘獲層；Al2O3薄膜，充當(dāng)電荷阻擋層；上電極層。本發(fā)明中，釕基RuOx納米晶具有很好的熱穩(wěn)定性，在高溫下不容易擴(kuò)散；高介電常數(shù)HfxAlyOz薄膜具有較高的電荷陷阱密度；上電極采用金屬鈀，擁有較大的功函數(shù)。因此該柵疊層結(jié)構(gòu)在納米晶存儲(chǔ)電容器中有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H01L21/28GK102208442SQ20111013048
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者丁士進(jìn), 張衛(wèi), 茍鴻雁 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)