[发明专利]一种存储器及其制造方法

权利要求书

1.一种存储器，包括：

半导体衬底；

沟道区，位于所述半导体衬底上；

栅堆叠，位于所述沟道区上，所述栅堆叠包括隧穿层、电荷俘获层、阻挡层和栅电极层，所述隧穿层位于所述沟道区上，所述电荷俘获层位于所述隧穿层上，所述阻挡层位于所述电荷俘获层上，所述栅电极层位于所述阻挡层上；

源/漏区，位于所述沟道区两侧且嵌入所述半导体衬底中；

其中，所述电荷俘获层包括第一电荷俘获层和第二电荷俘获层，所述第二电荷俘获层位于所述第一电荷俘获层的上面和下面中的至少一处。

2.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述隧穿层或阻挡层包括氧化硅层或高k栅介质层中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述隧穿层或阻挡层至少一处包括高k栅介质层。

4.根据权利要求2或3所述的存储器，其中，所述高k栅介质层包括：HfO₂、HfON、HfAlON、HfTaON、HfTiON中的任一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述第一电荷俘获层包括氮化硅层或金属氧化物层中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求5所述的存储器，其中，所述金属氧化物层包括Al₂O₃、Ta₂O₅、TiO₂中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述第二电荷俘获层包括纳米晶层，且位于所述第一电荷俘获层的上面和下面中的至少一处。

8.根据权利要求7所述的存储器，其中，所述纳米晶层包括高k纳米晶层。

9.根据权利要求8所述的存储器，其中，所述高k纳米晶层包括HfSiON、HfAlON、HfTaON、HfTiON、HfAlSiON、HfTaSiON、HfTiSiON中的任一种或多种的组合。

10.根据权利要求1所述的存储器，其中，所述栅电极层包括金属栅层。

11.根据权利要求10所述的存储器，其中，所述金属栅层包括金属氮化物。

12.根据权利要求11所述的存储器，其中，所述金属氮化物包括TaN、TiN、AlNx、TiAlN、MoAlN中的任一种或多种的组合。

13.一种存储器的制造方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成栅堆叠，所述栅堆叠包括隧穿层、电荷俘获层、阻挡层和栅电极层，所述隧穿层形成于所述沟道区上，所述电荷俘获层形成于所述隧穿层上，所述阻挡层形成于所述电荷俘获层上，所述栅电极层形成于所述阻挡层上；

在所述栅堆叠的两侧形成侧墙；

在所述栅堆叠的两侧的所述半导体衬底中形成源/漏区。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述在半导体衬底上形成栅堆叠的步骤包括：

在所述半导体衬底上形成隧穿层；

在所述隧穿层上形成电荷俘获层；

在所述电荷俘获层上形成阻挡层；

在所述阻挡层上形成栅电极层；

对所述栅电极层、阻挡层、电荷俘获层和隧穿层进行图案化刻蚀，以形成栅堆叠。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述隧穿层上形成电荷俘获层的步骤包括：

在所述隧穿层上形成第一电荷俘获层；

在所述第一电荷俘获层上形成阻挡层；

对所述电荷俘获层在氮气气氛中进行热退火处理，在所述第一电荷俘获层的上面和下面中的至少一处形成第二电荷俘获层；

其中，所述隧穿层或阻挡层为氧化硅层或高k栅介质层中的一种或多种的组合，且隧穿层或阻挡层至少一处包括高k栅介质层，所述第一电荷俘获层为氮化硅层或金属氧化物层中的一种或多种的组合，经热退火处理后，第一电荷俘获层与隧穿层或阻挡层中的高k栅介质层发生化学反应形成高k纳米晶层，作为第二电荷俘获层。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，对所述电荷俘获层在氮气气氛中进行热退火处理的步骤包括：退火温度是500-1000℃，时间可以是3-50S。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述在所述阻挡层上形成栅电极层的步骤包括：在所述阻挡层上形成金属氮化物栅电极层。