[發明專利]非揮發性半導體存儲器及其制作方法

有效

• 申請號: 200610116884.2
• 申請日: 2006-09-30
• 公開（公告）號: CN101154593A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 肖德元;金鐘雨
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L21/8247;H01L29/788;H01L29/423;H01L29/49;H01L27/115
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

1.一種非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，包括下列步驟：

在半導體基體形成隧道氧化層；

在隧道氧化層上形成半球形多晶硅顆粒，氧化半球形多晶硅表面，使其轉變為納米單晶硅層和覆蓋在納米單晶硅層上的第一氧化硅層；

在第一氧化硅層上沉積層間介電層；

在層間介電層上形成多晶硅層；

圖案化多晶硅層，形成控制柵；

圖案化層間介電層以及第一氧化硅層，形成阻擋氧化層；

圖案化所述納米單晶硅層，形成浮柵；

摻雜半導體基板形成分離的源極和漏極；

圖案化隧道氧化層，形成柵氧化層，所述控制柵、阻擋氧化層、浮柵以及柵氧化層共同構成半導體存儲器的柵極結構，在柵極結構上加電壓時，源極和漏極之間能形成導電溝道。

2.根據權利要求1所述的非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，所述的納米單晶硅層由半球狀的納米單晶硅顆粒組成。

3.根據權利要求2所述的非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，所述半球狀的納米單晶硅顆粒的直徑為1至20nm。

4.根據權利要求1所述的非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，每一浮柵中納米單晶硅顆粒的個數為1至1000個。

5.根據權利要求1所述的非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，所述的第一氧化硅層的厚度為1至10nm。

6.根據權利要求1所述的非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，所述的層間介電層的厚度為1至20nm。

7.根據權利要求1所述的非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，所述的隧道氧化層為氧化硅、氮氧化硅。

8.根據權利要求1所述的非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，所述的層間介電層為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者氮化硅-氧化硅。

9.根據權利要求8所述的非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，所述的層間介電層氮化硅-氧化硅時，氮化硅層的厚度為1至10nm，氧化硅層的厚度為1至10nm。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，還包括在柵極結構的側壁形成間隙壁的步驟。

11.根據權利要求10所述的非揮發性半導體存儲器的制作方法，其特征在于，所述的間隙壁為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者氧化硅-氮化硅-氧化硅。

12.一種非揮發性半導體存儲器，包括設置在半導體基體內并分離的源極和漏極以及半導體基體上的柵極結構，柵極結構加電壓時，能在源極和漏極之間形成導電溝道，所述的柵極結構包括：位于半導體基體上的柵氧化層；位于柵氧化層上的浮柵，以及隔離浮柵和控制柵的阻擋氧化層，其特征在于，所述的浮柵由半球狀的納米單晶硅顆粒組成。

13.根據權利要求12所述的非揮發性半導體存儲器，其特征在于，半球狀的納米單晶硅顆粒的個數為1至1000個。

14.根據權利要求12所述的非揮發性半導體存儲器，其特征在于，所述的阻擋氧化層的厚度為3至30nm。

15.根據權利要求12所述的非揮發性半導體存儲器，其特征在于，所述的柵氧化層為氧化硅、氮氧化硅。

16.根據權利要求12所述的非揮發性半導體存儲器，其特征在于，所述的阻擋氧化層為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者氧化硅-氮化硅-氧化硅。

17.根據權利要求12所述的非揮發性半導體存儲器，其特征在于，所述阻擋氧化層為氧化硅-氮化硅-氧化硅時，氧化硅、氮化硅、氧化硅層的厚度分別為1至10nm。

18.根據權利要求12所述的非揮發性半導體存儲器，其特征在于，所述的所述柵極結構的側壁還具有間隙壁。

19.根據權利要求12所述的非揮發性半導體存儲器，其特征在于，所述的間隙壁為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者氧化硅-氮化硅-氧化硅。