[发明专利]具有分离氮化物存储层的SONOS堆栈

权利要求书

1.一种存储设备，包括：

沟道，所述沟道由覆盖基于硅的半导体材料的衬底上的表面的半导体材料的薄膜形成，所述沟道连接所述存储设备的源极和漏极，其中绝缘层设置在所述衬底的所述表面和所述沟道之间；

隧道氧化物，所述隧道氧化物覆盖所述沟道；

分离电荷俘获区，所述分离电荷俘获区覆盖所述隧道氧化物，所述分离电荷俘获区包括底部电荷俘获层和顶部电荷俘获层，所述底部电荷俘获层包括更靠近于所述隧道氧化物的氮化物，其中所述底部电荷俘获层被包括氧化物的薄的反隧穿层从所述顶部电荷俘获层分开，

其中，所述隧道氧化物和所述分离电荷俘获区被布置成在所述沟道的三个侧面上包围，

以及其中，所述顶部电荷俘获层包括富硅、贫氧氮化物，所述底部电荷俘获层包括富氧氮化物，并且还包括覆盖所述分离电荷俘获区的阻挡介电层。

2.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述顶部电荷俘获层包括分布在分离电荷俘获区中的大多数电荷陷阱。

3.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述阻挡介电 层包括高K介质。

4.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述沟道由硅制造，所述硅具有相对于所述沟道的长轴的100表面结晶取向。

5.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述沟道包括多晶硅。

6.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述沟道包括再结晶的多晶硅。

7.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述沟道包括硅纳米线。

8.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述隧道氧化物包括氮化的氧化物。

9.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述顶部电荷俘获层包括高K介质。

10.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述沟道凸出到所述衬底上的表面之上，并且还包括与所述沟道的至少一部分相交并覆盖所述沟道的至少一部分的鳍片，所述鳍片包括所述隧道氧化物和覆盖所述隧道氧化物的所述分离电荷俘获区。

11.根据权利要求10所述的存储设备，其中，所述顶部电荷俘获层包括富硅、贫氧氮化物，所述底部电荷俘获层包括富氧氮化物层，并且还包括覆盖所述分离电荷俘获区的阻挡氧化物层。

12.根据权利要求11所述的存储设备，还包括覆盖所述阻挡氧化物层的金属栅极层。

13.一种存储设备，包括：

垂直沟道，所述垂直沟道由半导体材料的薄的凸出形成，所述半导体材料的薄的凸出从在衬底的表面上形成的第一扩散区延伸到在所述衬底的表面上方形成的第二扩散区，所述垂直沟道将所述第一扩散区电连接到所述第二扩散区，其中所述第一扩散区和所述第二扩散区垂直排列；

隧道氧化物，所述隧道氧化物邻接所述垂直沟道；

分离电荷俘获区，所述分离电荷俘获区邻接所述隧道氧化物，所述分离电荷俘获区包括第一电荷俘获层和第二电荷俘获层，所述第一电荷俘获层包括更靠近所述隧道氧化物的富氧氮化物，所述第二电荷俘获层包括覆盖所述第一电荷俘获层的富硅、贫氧氮化物，

其中，所述第二电荷俘获层包括分布在分离电荷俘获区中的大多数电荷陷阱，并且其中所述第一电荷俘获层通过包含氧化物的薄的反隧穿层从所述第二电荷俘获层分开。

14.根据权利要求13所述的存储设备，其中，所述垂直沟道包括硅。

15.根据权利要求13所述的存储设备，还包括邻接所述分离电荷俘获区的高K介质阻挡层。

16.根据权利要求13所述的存储设备，还包括邻接所述分离电荷俘获区的高K介质阻挡层。