[发明专利]提高了数据保持能力的非易失性存储器

权利要求书

1.一种在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其包括半导体基层(2)和至少一个可编程存储晶体管(T2)，

所述可编程存储晶体管(T2)包括电荷存储层堆叠(CT)和控制栅(6；6、7)；

所述半导体基层(2)包括源区和漏区(3b、3c)以及被定位在所述源区和漏区(3b、3c)中间的载流沟道区(C2)；

所述电荷存储层堆叠(CT)包括第一绝缘层(9)、电荷阻挡层(10)和第二绝缘层(11)，所述第一绝缘层(9)被定位在所述载流沟道区(C2)上，所述电荷阻挡层(10)在所述第一绝缘层(9)上以及所述第二绝缘层(11)在所述电荷阻挡层(10)上；

所述控制栅(6、7)被定位在所述电荷存储层堆叠(CT)上；

所述电荷存储层堆叠(CT)被布置用于通过将来自所述载流沟道区(C2)的电荷载流子直接隧穿通过所述第一绝缘层(9)来在所述电荷阻挡层(10)中捕获电荷；其中

所述第一绝缘层(9)包括高K材料，与二氧化硅中电子的势垒高度和空穴的势垒高度之间的能级差相比，所述高K材料具有相对较小的电子的势垒高度和空穴的势垒高度的能级差。

2.根据权利要求1所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中所述可编程存储晶体管(T2)是耗尽型晶体管。

3.根据权利要求1或2所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中所述第一绝缘层(9)的高K材料具有相对宽泛的组成成分范围，并且用于根据组成成分变化来对高k材料的势垒高度属性进行变化和/或调整。

4.根据前面权利要求1、2或3中的任何一个所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中所述第一绝缘层(9)的高K材料包含硅酸铪(Hf_1-xSi_xO₂)。

5.根据权利要求4所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中相对于铪含量，改变Hf_1-xSi_xO₂化合物的硅含量x，来改变和调整电子的势垒高度和空穴的势垒高度，其中0≤x≤1。

6.根据权利要求4或5所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中所述硅酸铪化合物是氮化硅酸铪(Hf_1-xSi_xO₂(N))。

7.根据权利要求4至6中的任何一个所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中所述第一绝缘层(9)的硅酸铪化合物包含的硅含量介于大约x＝0.60和大约x＝0.90之间。

8.根据权利要求4至7中的任何一个所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中所述第一绝缘层(9)的硅酸铪化合物包含的硅含量大约为x＝0.77。

9.根据权利要求4至8中的任何一个所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中电子的势垒高度介于大约2.5eV和大约3.1eV之间，空穴的势垒高度介于大约3.0eV和大约3.6eV之间。

10.根据权利要求4至9中的任何一个所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中所述第一绝缘层(9)的高K材料的K值介于K≈4和K≈8之间。

11.根据前面任何一项权利要求所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中所述第二绝缘层(11)包括第二高K材料，所述第二高K材料的K值实质上等于或大于所述第一绝缘层(9)的高K材料的K值。

12.根据权利要求11所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中所述第二绝缘层(11)的第二高K材料包括硅酸铪(Hf_1-xSi_xO₂)。

13.根据权利要求12所述的在半导体基板上的非易失性存储器(1)，其中所述第二高K材料的硅酸铪(Hf_1-xSi_xO₂)的硅含量小于所述第一绝缘层的高K材料的硅含量。