專利名稱：存儲(chǔ)器電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中的吸氣劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，且特定來(lái)說(shuō)，在一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例中，本發(fā)明涉及用于非易失性存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器單元，所述存儲(chǔ)器單元具有在其中并入吸氣劑的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
通常提供存儲(chǔ)器裝置作為計(jì)算機(jī)或其它電子裝置中的內(nèi)部半導(dǎo)體集成電路。存在許多不同類型的存儲(chǔ)器，包含隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SDRAM)，以及快閃存儲(chǔ)器?？扉W存儲(chǔ)器裝置已發(fā)展成用于寬廣范圍的電子應(yīng)用的非易失性存儲(chǔ)器的普遍來(lái)源?？扉W存儲(chǔ)器裝置通常使用允許高存儲(chǔ)器密度、高可靠性及低功率消耗的單晶體管式存儲(chǔ)器單元。通過(guò)電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(例如浮動(dòng)?xùn)艠O或電荷陷阱)的編程(其有時(shí)稱為寫(xiě)入)，所述單元的閾值電壓的變化或其它物理現(xiàn)象(例如，相位變化或極化)確定各單元的數(shù)據(jù)值?？扉W存儲(chǔ)器的一般用途包含個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字媒體播放器、蜂窩式電話，以及可移除式存儲(chǔ)器模塊。NAND快閃存儲(chǔ)器裝置為所謂用于布置基本存儲(chǔ)器單元配置的邏輯形式的常見(jiàn)類型的快閃存儲(chǔ)器裝置。通常，用于NAND快閃存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器單元的陣列經(jīng)布置使得所述陣列的一行中的各個(gè)存儲(chǔ)器單元的控制柵極連接在一起以形成存取線，例如字線。所述陣列的列包含在一對(duì)選擇線(源極選擇線及漏極選擇線)之間源極到漏極串聯(lián)連接在一起的存儲(chǔ)器單元串(通常稱為NAND串)。一“列”指代共同耦合到本地?cái)?shù)據(jù)線(例如本地位線)的存儲(chǔ)器單元的群組。存儲(chǔ)器單元與數(shù)據(jù)線之間并不需要任何特定定向或線性關(guān)系，而是替代地指代邏輯關(guān)系。源極選擇線在NAND串與所述源極選擇線之間的各交叉點(diǎn)處包含源極選擇柵極，且漏極選擇線在NAND串與所述漏極選擇線之間的各交叉點(diǎn)處包含漏極選擇柵極。各個(gè)源極選擇柵極連接到源極線，同時(shí)各個(gè)漏極選擇柵極連接到數(shù)據(jù)線，例如列位線。隨著存儲(chǔ)器密度增加，數(shù)據(jù)保持、編程飽和度和中斷(trap-up)的問(wèn)題趨于惡化。舉例來(lái)說(shuō)，雖然已普遍使用多晶硅(有時(shí)稱為多結(jié)晶硅)電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)多年，但是其由于其厚度變得過(guò)薄(例如，約60 A (6nm)或更少)而趨于變得不切實(shí)際。出于上述原因，并且出于下文所述在閱讀且理解本說(shuō)明書(shū)后所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白的其它原因，此項(xiàng)技術(shù)需要替代型存儲(chǔ)器電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
發(fā)明內(nèi)容


圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的耦合到處理器作為電子系統(tǒng)的部分的存儲(chǔ)器裝置的簡(jiǎn)化框圖。
圖2為圖1的存儲(chǔ)器裝置中可能發(fā)現(xiàn)的實(shí)例NAND存儲(chǔ)器陣列的一部分的示意圖。圖3A到3E描繪在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造的各個(gè)階段期間存儲(chǔ)器陣列的一部分。圖4A到4B描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的制造的各個(gè)階段期間的存儲(chǔ)器單元的一部分。圖5A到5B概念性展示跨越根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電荷存儲(chǔ)材料的金屬濃度。圖6A到6B描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的制造的各個(gè)階段期間的存儲(chǔ)器單元的一部分。圖7A到7B描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的制造的各個(gè)階段期間的存儲(chǔ)器單元的一部分。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)描述中，參考形成此文的一部分且其中作為說(shuō)明展示特定實(shí)施例的附圖。在所述圖式中，相同數(shù)字大體上描述若干圖各處的類似組件。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可利用其它實(shí)施例并且可做出結(jié)構(gòu)、邏輯及電變化。術(shù)語(yǔ)半導(dǎo)體可指代例如一層材料、晶片或襯底，并且包含任何基底半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)?！鞍雽?dǎo)體”應(yīng)理解為包含藍(lán)寶石上硅(SOS)技術(shù)、絕緣體上硅(SOI)技術(shù)、薄膜晶體管(TFT)技術(shù)、摻雜及不摻雜半導(dǎo)體、由基底半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)支撐的硅外延層，以及所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的其它半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。此外，當(dāng)在以下描述中參考半導(dǎo)體時(shí)，可能已利用前述工藝步驟在基底半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中形成若干區(qū)/結(jié)。因此，不應(yīng)以限制意義理解以下詳細(xì)描述。傳統(tǒng)浮動(dòng)?xùn)艠ONAND快閃結(jié)構(gòu)常常使用可在其周圍包覆控制柵極的厚多晶硅(有時(shí)稱為多結(jié)晶硅)浮動(dòng)?xùn)艠O，從而允許其利用多晶硅上的二氧化硅柵極間電介質(zhì)來(lái)編程及擦除。然而，因?yàn)榭赡懿淮嬖谧銐蚩臻g以在多晶硅浮動(dòng)?xùn)艠O周圍包覆柵極間電介質(zhì)及控制柵極，所以此幾何結(jié)構(gòu)可能將無(wú)法維持在較小裝置中。以平坦幾何結(jié)構(gòu)使用此相同材料堆疊通常不令人滿意且甚至可能無(wú)法編程。為解決此問(wèn)題，可能需要使用高k電介質(zhì)的柵極間電介質(zhì)。這些高k電介質(zhì)主要為氧化物，在多晶硅上沉積這些氧化物可氧化多晶硅，從而減弱其用作電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的能力。各個(gè)實(shí)施例包含在第一電介質(zhì)(例如穿隧電介質(zhì))與第二電介質(zhì)(例如柵極間電介質(zhì))之間具有電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器單元，以及包含此類存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)器裝置及系統(tǒng)。此類型的存儲(chǔ)器單元常常稱為浮動(dòng)?xùn)艠O存儲(chǔ)器單元或電荷捕獲存儲(chǔ)器單元。各個(gè)實(shí)施例的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)包含電荷存儲(chǔ)材料及吸氣劑。如本文所使用，吸氣劑為在未反應(yīng)的氧的情形中在電荷存儲(chǔ)材料所經(jīng)歷的工藝條件下預(yù)期在所述電荷存儲(chǔ)材料上與所述氧優(yōu)先反應(yīng)的元素或化合物；或者在已氧化電荷存儲(chǔ)材料的情形中預(yù)期拉引已反應(yīng)的氧遠(yuǎn)離已氧化的電荷存儲(chǔ)材料，或者與所述已氧化電荷存儲(chǔ)材料進(jìn)一步反應(yīng)以產(chǎn)生導(dǎo)電或?yàn)榫哂斜人鲆蜒趸姾纱鎯?chǔ)材料更高的k值的介電化合物的化合物的元素或化合物。一些吸氣劑可能僅滿足這些準(zhǔn)則的一者，而其它者可能滿足一個(gè)以上的這些準(zhǔn)則。在非易失性存儲(chǔ)器裝置中此類存儲(chǔ)器單元是有用的。各個(gè)實(shí)施例使用吸氣劑以減輕電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的電荷存儲(chǔ)材料的氧化風(fēng)險(xiǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，含娃電荷存儲(chǔ)材料的金屬摻雜及娃化提供此類吸氣劑，例如金屬娃化物。對(duì)于一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例，并入到電荷存儲(chǔ)材料中的金屬理論上與SiO2反應(yīng)以形成MSiOx (M =金屬)或M0x+Si。舉例來(lái)說(shuō)，用來(lái)從硅吸除氧的元素可從硅吸除氧是因?yàn)槠浞磻?yīng)產(chǎn)物將具有比SiO2更低的吉布斯自由能(Gibbs Free Energy),且柵極堆疊退火期間供應(yīng)的高溫(例如通常900°C以上)可克服將防止這些反應(yīng)發(fā)生的動(dòng)力勢(shì)壘。理論上已知有效的金屬的實(shí)例為鋯(Zr)、鈹(Be)和鎂(Mg)。預(yù)期有效的額外金屬為鈣(Ca)、銀(Sr)、鈧(SC)、釔(Y)、稀土金屬(例如鑭(La))、釷(TH)、鈾⑶、鉿(HF)和鋁(Al)。除這些理論性功能金屬之外，在文獻(xiàn)中存在例如鈦(Ti)等其它金屬將在熱動(dòng)力學(xué)上從硅中移除氧的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。通過(guò)充當(dāng)用于暴露給多晶硅的氧的原位吸氣劑，摻雜到薄多晶硅浮動(dòng)?xùn)艠O中的此類金屬可實(shí)現(xiàn)薄多晶硅浮動(dòng)?xùn)艠O與基于其它氧化物的材料的整合。在氧氣到達(dá)多晶硅時(shí)，其可優(yōu)先鍵結(jié)到摻雜金屬，或者如果其確實(shí)與硅反應(yīng)而形成SiO2，那么稍后在整合及高溫退火期間，金屬元素可擴(kuò)散至SiO2部位，并且拉引氧遠(yuǎn)離Si以形成MOx(金屬氧化物)或MSiOx (金屬硅氧化物)。使氧鍵結(jié)到金屬會(huì)產(chǎn)生多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。繼續(xù)多晶硅浮動(dòng)?xùn)艠O的實(shí)例，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其幫助確保存在足夠硅以用作電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。如果氧化過(guò)多的硅，那么硅可能不再有效用作浮動(dòng)?xùn)艠O。第二關(guān)注點(diǎn)在于SiO2為可將顯著等效氧化物厚度(EOT)添加到柵極堆疊的低k電介質(zhì)?？捎糜谶@些柵極堆疊的電壓可能嚴(yán)格受限，且此額外量的EOT可造成需要額外量的電壓來(lái)編程及擦除電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并且使這些裝置不適用于存儲(chǔ)器產(chǎn)品。上述金屬中的許多者具有介電常數(shù)為高的氧化物，例如HfO2具有k = 20且TiO2具有k = 80。通過(guò)將氧化物從SiO2 (其中k = 3.9)轉(zhuǎn)化成高k氧化物，堆疊的EOT將得以減小。多晶硅浮動(dòng)?xùn)艠O的金屬摻雜或硅化的額外優(yōu)點(diǎn)在于摻雜此類薄多晶硅材料可具相當(dāng)大的挑戰(zhàn)性。另外，即使待摻雜此類薄多晶硅材料，摻雜劑物質(zhì)可能在熱循環(huán)期間擴(kuò)散開(kāi)。本文所述的金屬通常將不會(huì)輕易擴(kuò)散，且可能仍可用于確保電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中有足夠量的電子用于適當(dāng)編程及擦除功能。各個(gè)實(shí)施例將固有地清除氧的組分并入到電荷存儲(chǔ)材料中或其頂部上(而先前策略依賴于勢(shì)壘層)以防止電荷存儲(chǔ)材料暴露給氧化劑。此種先前解決方案的問(wèn)題在于，典型柵極堆疊的層將在某種程度上氧化且對(duì)于氧來(lái)說(shuō)此類層通常在一定程度上是可滲透的，從而增加電荷存儲(chǔ)材料最終將變得從柵極堆疊內(nèi)的可用氧處氧化，因此使單元堆疊EOT降級(jí)且使電荷存儲(chǔ)材料本身的電性質(zhì)降級(jí)。通過(guò)接受氧到達(dá)電荷存儲(chǔ)材料的可能的必然性，且通過(guò)在電荷存儲(chǔ)材料中并入將與氧反應(yīng)且從含硅電荷存儲(chǔ)材料中原位移除或抑制形成非所要的氧化產(chǎn)物(例如SiO2)的元素，可促進(jìn)對(duì)現(xiàn)有解決方案的改進(jìn)。圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例作為與處理器130通信(例如，耦合到所述處理器130)而作為電子系統(tǒng)的部分的集成電路裝置的一個(gè)實(shí)例的存儲(chǔ)器裝置100的簡(jiǎn)化框圖。電子系統(tǒng)的一些實(shí)例包含個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字媒體播放器、數(shù)字記錄器、游戲機(jī)、電氣設(shè)備、車輛、無(wú)線裝置、蜂窩式電話及類似物。處理器130可為例如在控制與存取存儲(chǔ)器裝置100時(shí)使用的存儲(chǔ)器控制器或其它外部處理器。存儲(chǔ)器裝置100包含邏輯上布置成行與列的存儲(chǔ)器單元陣列104。存儲(chǔ)器單元陣列104的至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元包含根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。盡管將主要參考NAND存儲(chǔ)器陣列來(lái)描述各個(gè)實(shí)施例，但各個(gè)實(shí)施例不限于存儲(chǔ)器陣列104的特定架構(gòu)。適用于當(dāng)前實(shí)施例的其它陣列架構(gòu)的一些實(shí)例包含NOR陣列、AND陣列或其它陣列。
提供行解碼電路108及列解碼電路110以解碼地址信號(hào)。接收并且解碼地址信號(hào)以存取存儲(chǔ)器陣列104。存儲(chǔ)器裝置100還包含輸入/輸出(I/O)控制電路112以管理命令、地址及數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器裝置100的輸入以及從存儲(chǔ)器裝置100的數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息輸出。地址寄存器114耦合于I/O控制電路112與行解碼電路108及列解碼電路110之間以在解碼之前鎖存地址信號(hào)。命令寄存器124耦合于I/O控制電路112與控制邏輯116之間以鎖存?zhèn)魅氲拿?。控制邏?16響應(yīng)于所述命令而控制對(duì)存儲(chǔ)器陣列104的存取并且產(chǎn)生用于外部處理器130的狀態(tài)信息。所述控制邏輯116耦合到列解碼電路108與行解碼電路110以響應(yīng)于地址而控制行解碼電路108及列解碼電路110?？刂七壿?16還耦合到高速緩沖寄存器118。高速緩沖寄存器118鎖存如由控制邏輯116導(dǎo)引的傳入或傳出的數(shù)據(jù)，以在存儲(chǔ)器陣列104正分別忙于寫(xiě)入或讀取其它數(shù)據(jù)時(shí)暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在寫(xiě)入操作期間，數(shù)據(jù)從高速緩沖寄存器118傳遞到數(shù)據(jù)寄存器120以傳送到存儲(chǔ)器陣列104 ;接著新數(shù)據(jù)從I/O控制電路112鎖存到高速緩沖寄存器118中。在讀取操作期間，數(shù)據(jù)從高速緩沖寄存器118傳遞到I/O控制電路112以輸出到外部處理器130 ;接著新數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)寄存器120傳遞到高速緩沖寄存器118。狀態(tài)寄存器122耦合在I/O控制電路112與控制邏輯116之間以鎖存用于輸出到處理器130的狀態(tài)信息。存儲(chǔ)器裝置100在控制邏輯116處經(jīng)由控制鏈路132從處理器130接收控制信號(hào)。所述控制信號(hào)可包含芯片啟用CE#、命令鎖存啟用CLE、地址鎖存啟用ALE，以及寫(xiě)入啟用WE#。存儲(chǔ)器裝置100經(jīng)由多路復(fù)用輸入/輸出(I/O)總線134從處理器130接收命令信號(hào)(其表示命令)、地址信號(hào)(其表示地址)，以及數(shù)據(jù)信號(hào)(其表示數(shù)據(jù))，并且經(jīng)由I/O總線134輸出數(shù)據(jù)到處理器130。明確來(lái)說(shuō)，命令在I/O控制電路112處的I/O總線134的輸入/輸出(I/O)引腳[7:0]上接收且被寫(xiě)入到命令寄存器124中。地址在I/O控制電路112處的總線134的輸入/輸出(I/O)引腳[7:0]上接收且被寫(xiě)入到地址寄存器114。數(shù)據(jù)在I/O控制電路112處用于8位裝置的輸入/輸出(I/O)引腳[7:0]或用于16位裝置的輸入/輸出(I/O)引腳[15:0]上接收且被寫(xiě)入到高速緩沖寄存器118。隨后將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到數(shù)據(jù)寄存器120中用于編程存儲(chǔ)器陣列104。對(duì)于另一實(shí)施例，可省略高速緩沖寄存器118，且數(shù)據(jù)直接寫(xiě)入到數(shù)據(jù)寄存器120中。也在用于8位裝置的輸入/輸出(I/O)引腳[7:0]或用于16位裝置的輸入/輸出(I/O)引腳[15:0]上輸出數(shù)據(jù)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可提供額外的電路及信號(hào)，且已簡(jiǎn)化圖1的存儲(chǔ)器裝置。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，參考圖1所述的各個(gè)塊組件的功能可無(wú)需隔離成集成電路裝置的不同組件或組件部分。舉例來(lái)說(shuō)，集成電路裝置的單個(gè)組件或組件部分可經(jīng)調(diào)適以執(zhí)行圖1的一個(gè)以上塊組件的功能?；蛘?，集成電路裝置的一個(gè)或一個(gè)以上組件或組件部分可經(jīng)組合以執(zhí)行圖1的單個(gè)塊組件的功能。另外，雖然根據(jù)用于接收與輸出各種信號(hào)的普遍常規(guī)而描述特定I/O引腳，但應(yīng)注意，在各個(gè)實(shí)施例中，可使用I/o引腳的其它組合或數(shù)目。圖2為例如作為存儲(chǔ)器陣列104的一部分的NAND存儲(chǔ)器陣列200的示意圖。存儲(chǔ)器陣列200可形成于在半導(dǎo)體中形成的共同導(dǎo)電摻雜區(qū)(例如共同P阱)中。如圖2所展示，存儲(chǔ)器陣列200包含一般稱為字線的存取線(其可包括共同耦合的控制柵極2021到202N)及交叉數(shù)據(jù)線，例如位線2041到204M。為便于在數(shù)字環(huán)境中尋址，字線202的數(shù)目與位線204的數(shù)目一般各為2的幾次冪。存儲(chǔ)器陣列200包含NAND串2061到206M。各NAND串包含晶體管2081到208N，其各自位于字線202與位線204的交叉點(diǎn)。圖2中描繪成浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管的晶體管208表示用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器單元。至少一個(gè)晶體管208具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的柵極堆疊。各個(gè)NAND串206的浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208源極到漏極串聯(lián)連接于一個(gè)或一個(gè)以上源極選擇柵極210 (例如，場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET))與一個(gè)或一個(gè)以上漏極選擇柵極212(例如，F(xiàn)ET)之間。各個(gè)源極選擇柵極210位于本地位線204與源極選擇線214的交叉點(diǎn)，而各個(gè)漏極選擇柵極212位于本地位線204與漏極選擇線215的交叉點(diǎn)。各個(gè)源極選擇柵極210的源極連接到共同源極線216。各個(gè)源極選擇柵極210的漏極連接到對(duì)應(yīng)NAND串206的第一浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208的源極。舉例來(lái)說(shuō)，源極選擇柵極2101的漏極連接到對(duì)應(yīng)NAND串2061的浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管2081的源極。各源極選擇柵極210的控制柵極連接到源極選擇線214。如果利用多個(gè)源極選擇柵極210用于給定NAND串206，那么其將串聯(lián)耦合于共同源極線216與所述NAND串206的第一浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208之間。各個(gè)漏極選擇柵極212的漏極在漏極接觸件處連接到用于對(duì)應(yīng)NAND串的本地位線204。舉例來(lái)說(shuō)，漏極選擇柵極2121的漏極在漏極接觸件處連接到用于對(duì)應(yīng)NAND串2061的本地位線2041。各個(gè)漏極選擇柵極212的源極連接到對(duì)應(yīng)NAND串206的最后浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208。舉例來(lái)說(shuō)，漏極選擇柵極2121的源極連接到對(duì)應(yīng)NAND串2061的浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208N的漏極。如果利用多個(gè)漏極選擇柵極212用于對(duì)應(yīng)NAND串206，那么其將串聯(lián)耦合在對(duì)應(yīng)位線204與所述NAND串206的最后浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208N之間。如圖2所展示，浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208的典型構(gòu)造包含源極230與漏極232，作為電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的浮動(dòng)?xùn)艠O234，以及控制柵極236。浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208使其控制柵極236耦合到字線202 (例如，可共同耦合控制柵極以形成字線)。浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208的一列耦合到給定本地位線204的NAND串206。浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208的一行共同耦合到給定字線202的晶體管。圖3A到3E描繪制造的各個(gè)階段期間存儲(chǔ)器陣列的一部分。圖3A描繪在發(fā)生若干處理步驟之后存儲(chǔ)器陣列的一部分。一般來(lái)說(shuō)，圖3A可描繪其上形成非易失性存儲(chǔ)器單元的未來(lái)柵極堆疊的部分的半導(dǎo)體305。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體305為單晶硅。對(duì)于另一實(shí)施例，半導(dǎo)體305為導(dǎo)電摻雜型單晶硅。其它實(shí)施例可包含非晶硅、多晶硅或其它半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體305可導(dǎo)電摻雜成第一導(dǎo)電性類型，例如P型導(dǎo)電性。如圖3A進(jìn)一步描繪，已在所述半導(dǎo)體305上形成穿隧電介質(zhì)310、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有一種或一種以上吸氣劑的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315、柵極間電介質(zhì)320、控制柵極325及介電罩330。這些元件將形成未來(lái)存儲(chǔ)器單元的柵極堆疊。圖3A的結(jié)構(gòu)的形成可包含在半導(dǎo)體305的作用區(qū)(例如，其上將形成存儲(chǔ)器單元的區(qū)域)上形成穿隧電介質(zhì)310。舉例來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體305的作用區(qū)可包含半導(dǎo)體晶片的導(dǎo)電摻雜型阱。穿隧電介質(zhì)310通常為一種或一種以上介電材料?？衫缤ㄟ^(guò)熱氧化半導(dǎo)體305而形成穿隧電介質(zhì)310?；蛘?，可通過(guò)毯覆式沉積介電材料而形成穿隧電介質(zhì)310，例如通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)或原子層沉積(ALD)。用于穿隧電介質(zhì)310的實(shí)例介電材料包含硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、硅氮氧化物(SiOxNy)、鋁氧化物(AlOx)、鉿氧化物(HfOx)、鉿鋁氧化物(HfAlOx)、鑭氧化物(LaOx)、鉭氧化物(TaOx)、鋯氧化物(ZrOx)、鋯鋁氧化物(ZrAlOx)等等及其組合。接著在所述穿隧電介質(zhì)310上形成電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315。將參考圖4A到7B更詳細(xì)描述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315的形成。電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315可用來(lái)存儲(chǔ)指示未來(lái)存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)的電荷。所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315為半導(dǎo)電到導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。接著在電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315上形成柵極間電介質(zhì)320。柵極間電介質(zhì)320通常為一種或一種以上介電材料。舉例來(lái)說(shuō),柵極間電介質(zhì)320可包含包含高K介電材料的一層或一層以上介電材料。用于柵極間電介質(zhì)320的實(shí)例高k介電材料包含鋁氧化物(AlOx)、鉿氧化物(HfOx)、鉿鋁氧化物(HfAlOx)、鉿硅氧化物(HfSiOx)、鑭氧化物(LaOx)、鉭氧化物(TaOx)、鋯氧化物(ZrOx)、鋯鋁氧化物(ZrAlOx)、釔氧化物(Y2O3)等等。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，柵極間電介質(zhì)320包含鉿硅氧化物的臭氧基形成物，隨后為鉿氧化物的水基形成物。對(duì)于另一實(shí)施例，柵極間電介質(zhì)320在硅氮化物上包含高k介電材料。在柵極間電介質(zhì)320上形成控制柵極325。一般來(lái)說(shuō)，控制柵極325包含一種或一種以上導(dǎo)電材料。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，控制柵極325含有導(dǎo)電摻雜型多晶娃。對(duì)于另一實(shí)施例，控制柵極325含有含金屬的材料。對(duì)于另一實(shí)施例，控制柵極325在多晶娃上包含含金屬的材料，例如形成于導(dǎo)電摻雜型多晶硅上的耐火性金屬硅化物。用于金屬柵極的金屬鉻(Cr)、鈷(Co)、鉿(HF)、鑰(Mo)、銀(Nb)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鶴(W)、 凡(V)、錯(cuò)(Zr)，以及金屬氮化物(包含例如氮化鈦、氮化鉭、鉭碳氮化物，氮化鎢)通常被認(rèn)識(shí)為耐火性金屬材料。對(duì)于另一實(shí)施例，控制柵極325含有含多種金屬的材料,例如,柵極間電介質(zhì)320上的氮化鈦(TiN)勢(shì)壘，作為勢(shì)壘上的黏著材料的鈦(Ti)，以及黏著材料上的鎢(W)。介電罩330可形成于控制柵極325上以用作在隨后處理期間保護(hù)控制柵極325的絕緣體及勢(shì)魚(yú)層。所述介電罩330含有一種或一種以上介電材料,且可包含(例如)例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)以及硅氮氧化物(SiOxNy)等電介質(zhì)。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，介電罩330為(例如)通過(guò)例如CVD等方法而形成的硅氮化物。應(yīng)注意，額外層可用來(lái)形成柵極堆疊，例如抑制相對(duì)材料或黏著材料之間的擴(kuò)散以促進(jìn)相對(duì)材料之間的黏著的勢(shì)壘材料。在圖3B中，在介電罩330上形成并且圖案化掩模335。作為一個(gè)實(shí)例，光刻抗蝕材料可經(jīng)沉積以上覆于所述介電罩330上，暴露到例如UV光的輻射源，且經(jīng)顯影以界定上覆于所述介電罩330上的區(qū)域以用于移除。在圖3C中，在掩模335的此圖案化之后，例如通過(guò)蝕刻或其它移除工藝而移除介電罩330的暴露部分及下伏部分以暴露半導(dǎo)體305?？稍谝堰x定的移除工藝在移除下伏材料低效時(shí)使用一個(gè)以上移除工藝。在移除后，界定用于字線的一個(gè)或一個(gè)以上柵極堆疊337。盡管圖3A到3E僅描繪存儲(chǔ)器單元，然而選擇柵極(圖3A到圖3E未展示)可由相同柵極堆疊337形成。在圖3D中，例如通過(guò)導(dǎo)電摻雜圖3中所暴露的半導(dǎo)體305的部分而使源極/漏極區(qū)340形成為大體上鄰近穿隧電介質(zhì)310。存儲(chǔ)器單元的通道區(qū)由源極/漏極區(qū)340之間的半導(dǎo)體305的區(qū)域來(lái)界定。源極/漏極區(qū)340通常將具有不同于半導(dǎo)體305的導(dǎo)電類型的導(dǎo)電類型。導(dǎo)電類型可為相反的。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于P型半導(dǎo)體305，源極/漏極區(qū)340可具有η+型導(dǎo)電性。

在圖3Ε中，還可形成介電間隔物345。作為一個(gè)實(shí)例，將例如硅氮化物的一些介電材料的毯覆式沉積物形成為上覆于柵極堆疊337，隨后為各向異性地移除所述毯覆沉積物以形成介電間隔物345。圖3E所描繪的所得結(jié)構(gòu)包含串聯(lián)耦合的存儲(chǔ)器單元，例如NAND串的存儲(chǔ)器單元。然而，將容易顯而易見(jiàn)的是，可使用柵極堆疊337形成存儲(chǔ)器單元用于替代陣列架構(gòu)。圖4A到4B描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315的制造的各個(gè)階段期間存儲(chǔ)器單元的一部分。在圖4A中，在上覆于半導(dǎo)體305的穿隧電介質(zhì)310上形成電荷存儲(chǔ)材料450。電荷存儲(chǔ)材料450通常含有能夠存儲(chǔ)電荷的一種或一種以上材料。對(duì)于至少一些實(shí)施例，電荷存儲(chǔ)材料包含含硅材料。含硅電荷存儲(chǔ)材料的實(shí)例包含多晶硅、非晶硅及單晶硅。所述電荷存儲(chǔ)材料450可為未摻雜或?qū)щ姄诫s的含硅材料。舉例來(lái)說(shuō)，電荷存儲(chǔ)材料450可為具有P型導(dǎo)電的多晶材料。可在例如單晶硅、非晶硅及多晶硅的半導(dǎo)體材料的形成之后或與其同時(shí)執(zhí)行導(dǎo)電摻雜。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，電荷存儲(chǔ)材料450具有約10 Ai'JlOO A (Inm到IOnm)的厚度。對(duì)于另一實(shí)施例，電荷存儲(chǔ)材料450具有約鄧A到50 A (3nm到5nm)的厚度。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，工業(yè)制造的可變性將固有地產(chǎn)生厚度上的微小變動(dòng)，使得尋求例如30人(3nm)的特定厚度將可能在存儲(chǔ)器單元間產(chǎn)生在所述特定值以上與以下的厚度。在圖4B中，將由箭頭455表示的一種或一種以上吸氣劑并入到所得電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315的電荷存儲(chǔ)材料450中。由于預(yù)期金屬的實(shí)例的特定者作為常用多晶硅浮動(dòng)?xùn)艠O的吸氣劑，故而本文所述的各種實(shí)施例將使用這些金屬的實(shí)例作為吸氣劑455。然而，對(duì)于除含硅材料之外的電荷存儲(chǔ)材料450，應(yīng)理解，其它元素或化合物可滿足上述吸氣劑準(zhǔn)則?？衫缤ㄟ^(guò)離子植入、等離子、濺鍍或其它物理沉積工藝并入金屬455?；蛘撸稍谛纬呻姾纱鎯?chǔ)材料450期間例如通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)而將金屬455并入到電荷存儲(chǔ)材料450中。所述金屬的濃度可在例如lE19/cm3到化學(xué)計(jì)量水平的范圍內(nèi)及以上，且金屬濃度可大于50原子百分比(原子％)。在并入金屬455之后，可對(duì)裝置進(jìn)行退火以使得金屬455的至少一部分與電荷存儲(chǔ)材料450反應(yīng)以形成電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315。對(duì)于特定實(shí)施例，電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315基本上由娃以及金屬娃氧化物、金屬娃化物、金屬氧化物及金屬的一者或一者以上組成。對(duì)于特定額外實(shí)施例，電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315基本上由金屬硅氧化物以及金屬硅化物、金屬氧化物及金屬中的一者或一者以上組成。對(duì)于特定另外實(shí)施例，電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315基本上由金屬硅化物以及金屬硅氧化物、金屬氧化物及金屬的一者或一者以上組成?？稍谛纬呻S后的柵極間電介質(zhì)320之前執(zhí)行用于各種實(shí)施例的退火作為用于形成所述隨后柵極間電介質(zhì)320的處理的一部分，或者在用于形成所述隨后的柵極間電介質(zhì)320的處理之后執(zhí)行用于各種實(shí)施例的退火。在金屬455的濃度高于化學(xué)計(jì)量水平時(shí)，電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315內(nèi)可能出現(xiàn)未反應(yīng)的金屬455的層或凹穴。金屬455的濃度可成梯度地跨越電荷存儲(chǔ)材料450，或者其可均勻地跨越電荷存儲(chǔ)材料450。圖5A到5B概念性展示從對(duì)應(yīng)于電荷存儲(chǔ)材料450與電介質(zhì)310之間的界面的點(diǎn)A到對(duì)應(yīng)于電荷存儲(chǔ)材料450與柵極間電介質(zhì)320之間的界面的點(diǎn)B跨越電荷存儲(chǔ)材料450的金屬的濃度。對(duì)于各種實(shí)施例，金屬455的濃度愈靠近點(diǎn)B愈高。預(yù)期愈靠近此界面氧化風(fēng)險(xiǎn)愈大，且希望愈靠近點(diǎn)B金屬455的濃度愈高。金屬455的濃度可為例如圖5A所描繪的梯度。梯度可如由線572所描繪般均勻，梯度可如線574所描繪般在愈靠近點(diǎn)A處具有比點(diǎn)B更高的斜率，或者梯度可如線576所描繪般在愈靠近點(diǎn)B處具有比點(diǎn)A更高的斜率，或者梯度可如線578所描繪般為階梯狀?；蛘?，濃度可如線580所描繪般在點(diǎn)A到點(diǎn)B上實(shí)質(zhì)上均勻(例如均勻)。其它濃度曲線將顯而易見(jiàn)，例如愈靠近點(diǎn)B具有金屬455的愈低濃度的濃度曲線，且實(shí)施例不限于特定濃度曲線。對(duì)于特定實(shí)施例，至少一些電荷存儲(chǔ)材料450形成為實(shí)質(zhì)上缺乏(例如，缺乏)金屬455。舉例來(lái)說(shuō)，多晶硅可在形成時(shí)缺乏金屬。圖6A到6B描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315的制造的各個(gè)階段期間存儲(chǔ)器單元的一部分。在圖6A中，電荷存儲(chǔ)材料450形成于上覆于半導(dǎo)體305的穿隧電介質(zhì)310上。在圖6B中，將金屬455并入到電荷存儲(chǔ)材料450的僅一部分460中。舉例來(lái)說(shuō)，在離子植入、等離子沉積或其它物理沉積工藝中，通?？赏ㄟ^(guò)改變所施加的能量的量而控制植入深度?；蛘?，在CVD工藝中，在形成的第一部分期間，可供應(yīng)僅用于電荷存儲(chǔ)材料450之前驅(qū)體以進(jìn)行反應(yīng)直至已形成特定厚度，接著通過(guò)同時(shí)供應(yīng)用于金屬455的前驅(qū)體及用于電荷存儲(chǔ)材料450的前驅(qū)體而繼續(xù)反應(yīng)?；蛘?，可在形成缺乏金屬455的電荷存儲(chǔ)材料450的部分之后且在形成在其中并入金屬455的電荷存儲(chǔ)材料450的部分460之前形成勢(shì)壘。如同圖4A到4B的實(shí)施例，可執(zhí)行退火以使金屬455的至少一部分與部分460的電荷存儲(chǔ)材料450反應(yīng)。對(duì)于特定實(shí)施例，部分460基本上由硅以及金屬硅氧化物、金屬硅化物、金屬氧化物及金屬中的一者或一者以上組成。對(duì)于特定其它實(shí)施例，部分460基本上由金屬硅氧化物、金屬硅化物及金屬中的一者或一者以上組成。對(duì)于額外實(shí)施例，部分460的反應(yīng)產(chǎn)物從柵極間電介質(zhì)320分離電荷存儲(chǔ)材料450的剩余部分。使用 圖6B的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315形成存儲(chǔ)器單元可如參考圖3A到3E所述般繼續(xù)進(jìn)行。圖7A到圖7B描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315的制造的各個(gè)階段期間存儲(chǔ)器單元的一部分。圖7A到7B的實(shí)例展示可如何以循序過(guò)程將金屬455并入到電荷存儲(chǔ)材料450中。在圖7A中，在上覆于半導(dǎo)體305的穿隧電介質(zhì)310上形成第一電荷存儲(chǔ)材料45(^,并且在所述第一電荷存儲(chǔ)材料45(^上形成第一金屬455”隨后,在所述第一金屬455i上形成第二電荷存儲(chǔ)材料4502，并且在所述第二電荷存儲(chǔ)材料4502上形成第二金屬4552。隨后，在所述第二金屬4552上形成第三電荷存儲(chǔ)材料4503，并且在所述第三電荷存儲(chǔ)材料4503上形成第三金屬4553。可以此方式形成較少或額外的層。在圖7A所描繪的實(shí)例中，電荷存儲(chǔ)材料450的各個(gè)連續(xù)形成物較薄，而金屬455的各連續(xù)形成物較厚。在此實(shí)例中在金屬455的至少一部分與電荷存儲(chǔ)材料450反應(yīng)后，將得到例如圖7B所描繪愈靠近頂部(S卩，愈靠近柵極間電介質(zhì)320)具有愈高濃度的梯度。應(yīng)注意，通過(guò)形成具有均勻厚度的各層電荷存儲(chǔ)材料450而增加隨后層的金屬的厚度，或者通過(guò)形成具有均勻厚度的各層金屬455而減少隨后層的電荷存儲(chǔ)材料450的厚度，可獲得類似結(jié)果。如果金屬455對(duì)電荷存儲(chǔ)材料450之比大于化學(xué)計(jì)量的量，那么可能出現(xiàn)未反應(yīng)金屬455的層。類似地，如果金屬455對(duì)電荷存儲(chǔ)材料450之比小于化學(xué)計(jì)量的量，那么可能出現(xiàn)未反應(yīng)的電荷存儲(chǔ)材料450的層。對(duì)于一些實(shí)施例，金屬455的反應(yīng)產(chǎn)物從柵極間電介質(zhì)320中分離任何剩余電荷存儲(chǔ)材料450，即，無(wú)電荷存儲(chǔ)材料450的部分與柵極間電介質(zhì)320接觸?？扇鐓⒖紙D3A到3E所描述繼續(xù)進(jìn)行使用圖7B的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)315形成存儲(chǔ)器單元。將顯而易見(jiàn)的是，圖7A所描繪的工藝可用來(lái)形成圖6B所描繪的實(shí)施例的部分460。結(jié)論
包含具有一種或一種以上吸氣劑的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器單元可用于非易失性存儲(chǔ)器裝置中。各種實(shí)施例提供對(duì)電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的電荷存儲(chǔ)材料中的氧的吸除，以促進(jìn)緩解所述電荷存儲(chǔ)材料的有害氧化。盡管本文已說(shuō)明且描述特定實(shí)施例，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可用適于達(dá)成相同目的的任何布置替換所展示的特定實(shí)施例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白實(shí)施例的許多調(diào)適。相應(yīng)地，本申請(qǐng)案意欲涵蓋所述實(shí)施例的任何調(diào)適或變動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)器單元，其包括: 半導(dǎo)體上的第一電介質(zhì)； 所述第一電介質(zhì)上的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)； 所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的第二電介質(zhì)； 所述第二電介質(zhì)上的控制柵極；及 所述半導(dǎo)體中的源極/漏極區(qū)，所述源極/漏極區(qū)大體上鄰近所述第一電介質(zhì)； 其中所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)包括電荷存儲(chǔ)材料及吸氣劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述電荷存儲(chǔ)材料為含硅材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述含硅材料選自由非晶硅、單晶硅及多晶硅組成的群組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述吸氣劑包括多種吸氣劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述吸氣劑包括吸氧劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述吸氣劑包括在由所述電荷存儲(chǔ)材料所經(jīng)歷的工藝條件下滿足選自由以下項(xiàng)組成的群組的至少一準(zhǔn)則的元素或化合物:與所述電荷存儲(chǔ)材料上的未反應(yīng)氧優(yōu)先反應(yīng)；拉引已反應(yīng)的氧遠(yuǎn)離已氧化的電荷存儲(chǔ)材料；與已氧化電荷存儲(chǔ)材料進(jìn)一步反應(yīng)以產(chǎn)生導(dǎo)電的化合物；以及與已氧化的電荷存儲(chǔ)材料進(jìn)一步反應(yīng)以產(chǎn)生比所述已氧化的電荷存儲(chǔ)材料具有更高k值的介電化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述吸氣劑包括金屬。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述金屬選自由鋯、鈹和鎂組成的群組。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述金屬選自由鋯、鈹、鎂、鈣、鍶、鈧、釔、稀土金屬、鑭、釷、鈾、鉿和鋁組成的群組。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述金屬選自由鋯、鈹、鎂、鈣、鍶、鈧、釔、稀土金屬、鑭、釷、鈾、鉿、鋁和鈦組成的群組。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述吸氣劑包括所述金屬的硅化物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述金屬的濃度大于所述電荷存儲(chǔ)材料的至少一部分中的化學(xué)計(jì)量濃度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述吸氣劑的至少一部分并入到所述電荷存儲(chǔ)材料中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述吸氣劑并入到所述電荷存儲(chǔ)材料的僅一部分中。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述吸氣劑在所述電荷存儲(chǔ)材料上，且使所述電荷存儲(chǔ)材料與所述第二電介質(zhì)分離。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中較靠近所述第二電介質(zhì)的所述吸氣劑的濃度大于較靠近所述第一電介質(zhì)的所述吸氣劑的濃度。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述電荷存儲(chǔ)材料在較靠近所述第一電介質(zhì)的一部分中缺乏所述吸氣劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)包括含硅材料及金屬。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)包括含硅材料及一種或一種以上金屬。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述一種或一種以上金屬的濃度大于或等于 lE19/cm3。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述濃度大于50原子百分比。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述濃度大于化學(xué)計(jì)量量。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)包括多晶硅及金屬硅化物。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括并入在其中的元素金屬。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述金屬硅化物的至少一部分并入到所述多晶娃中。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述金屬硅化物使所述多晶硅與所述第二電介質(zhì)分離。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上由含硅材料及選自由金屬硅氧化物、金 屬硅化物、金屬氧化物及金屬組成的群組的至少一種成分組成。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述至少一種成分使含所述硅材料與所述第二電介質(zhì)分離。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述至少一種成分的至少一部分并入到所述含娃材料中。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上由金屬硅氧化物及選自由金屬硅化物、金屬氧化物及金屬組成的群組的至少一種成分組成。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器單元，其中所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上由金屬硅化物及選自由金屬硅氧化物、金屬氧化物及金屬組成的群組的至少一種成分組成。
32.—種形成存儲(chǔ)器單元的方法，其包括: 在半導(dǎo)體上形成第一電介質(zhì)； 在所述第一電介質(zhì)上形成電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)； 在所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上形成第二電介質(zhì)； 在所述第二電介質(zhì)上形成控制柵極；以及 在所述半導(dǎo)體中形成大體上鄰近所述第一電介質(zhì)的源極/漏極區(qū)； 其中形成所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)包括: 形成電荷存儲(chǔ)材料；以及 將吸氣劑并入到所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中將吸氣劑并入到所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中包括使用選自由離子植入、濺鍍、等離子及化學(xué)氣相沉積組成的群組的工藝來(lái)并入所述吸氣劑。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述吸氣劑包括吸氧劑。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中以多于化學(xué)計(jì)量的量并入所述吸氣劑。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，形成電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)包括形成具有選自由半導(dǎo)電及導(dǎo)電組成的群組的導(dǎo)電性的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中將吸氣劑并入到所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中包括將所述吸氣劑并入到所述電荷存儲(chǔ)材料中。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中將所述吸氣劑并入到所述電荷存儲(chǔ)材料中包括將所述吸氣劑并入到所述電荷存儲(chǔ)材料的僅一部分中。
39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中將吸氣劑并入到所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中包括在所述電荷存儲(chǔ)材料的頂部上形成所述吸氣劑。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其進(jìn)一步包含: 其中形成電荷存儲(chǔ)材料包括在所述第一電介質(zhì)上形成含娃材料；且 其中將吸氣劑并入到所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中包括將金屬并入到所述含硅材料中以及退火以使所述金屬的至少一部分與所述含硅材料反應(yīng)，從而界定所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中將金屬并入到所述含硅材料中包括并入足夠量的所述金屬使得在退火以使所述金屬的所述至少一部分與所述含硅材料反應(yīng)之后，未反應(yīng)的金屬保留在所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中退火以使所述金屬的至少一部分與所述含硅材料反映包括形成選自由金屬硅氧化物、金屬硅化物及金屬氧化物組成的群組的至少一種化合物。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述含硅材料含有硅氧化物，且進(jìn)一步包括使所述金屬的所述至少一部分與所述含硅材料反應(yīng)以將所述硅氧化物的至少一部分轉(zhuǎn)化成金屬硅氧化物或硅和金屬氧化物。
44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述含硅材料含有硅氧化物，且進(jìn)一步包括使所述金屬的所述至少一部分與所述含硅材料反應(yīng)以將所述硅氧化物的至少一部分轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電或具有大于二氧化硅的介電常數(shù)的介電常數(shù)的化合物。
45.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其進(jìn)一步包括: 在所述含硅材料上使氧與所述金屬的至少另一部分優(yōu)先反應(yīng)。
46.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其進(jìn)一步包括: 其中形成電荷存儲(chǔ)材料包括在所述第一電介質(zhì)上形成電荷存儲(chǔ)材料的例項(xiàng)；且 其中將吸氣劑并入到所述電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中包括:形成金屬的例項(xiàng)，其中金屬的所述例項(xiàng)形成于電荷存儲(chǔ)材料的所述例項(xiàng)上；使電荷存儲(chǔ)材料的所述例項(xiàng)與金屬的所述例項(xiàng)的至少一部分反應(yīng)，從而界定電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，使電荷存儲(chǔ)材料的所述例項(xiàng)與金屬的所述例項(xiàng)的所述至少一部分反應(yīng)是在形成所述第二電介質(zhì)期間或之后發(fā)生。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中在所述第一電介質(zhì)上形成電荷存儲(chǔ)材料的例項(xiàng)包括在所述第一電介質(zhì)上形成電荷存儲(chǔ)材料的一個(gè)或一個(gè)以上例項(xiàng)，其中形成金屬的例項(xiàng)包括形成金屬的一個(gè)或一個(gè)以上例項(xiàng)，且其中金屬的各例項(xiàng)形成于電荷存儲(chǔ)材料的所述一個(gè)或一個(gè)以上例項(xiàng)中的一者上。
全文摘要
本發(fā)明涉及可用于非易失性存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器單元，所述存儲(chǔ)器單元包含在其中具有吸氣劑的電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。提供對(duì)電荷存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的電荷存儲(chǔ)材料中的氧的吸除可促進(jìn)緩解所述電荷存儲(chǔ)材料的有害氧化。
文檔編號(hào)H01L21/8247GK103180952SQ201180050988
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者雷特·T·布魯爾, 迪萊·V·拉馬斯瓦米 申請(qǐng)人:美光科技公司