[發(fā)明專利]用于形成具有納米晶體的半導體器件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210106456.7
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102738005A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 姜盛澤;J·A·耶特
• 申請（專利權(quán)）人: 飛思卡爾半導體公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/792
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 申發(fā)振

技術(shù)領域

本公開內(nèi)容一般地涉及半導體處理，并且更特別地，涉及用于形成具有納米晶體的半導體器件的方法。

背景技術(shù)

非易失性數(shù)據(jù)存儲一般應用于集成電路中。在用于非易失性數(shù)據(jù)存儲的一種類型的半導體器件結(jié)構(gòu)中，納米晶體被用來存儲電荷。納米晶體的電荷俘獲能力受到納米晶體的密度、尺寸及分布的影響。較小的納米晶體可以被形成得更靠近在一起，以提高密度。但是，較緊密的間距導致納米晶體更容易泄漏以及物理觸及相鄰的納米晶體，這會降低性能。此外，較小的納米晶體與較大的納米晶體相比具有降低的電荷容量。與較小的納米晶體相比，較大的納米晶體典型地彼此間隔得更開，從而使它們較不容易泄漏。但是，較大的間距導致在納米晶體之間較大的氧化物區(qū)，該氧化物區(qū)會在操作期間俘獲過量的電子。這會導致存儲器件的降低的循環(huán)耐久性(cycling?endurance)。

附圖說明

本發(fā)明以實例的方式來例示并且不由附圖所限定，其中相似的參考符號指示相似的要素。附圖中的要素出于簡潔和清楚起見而示出并且不一定按比例繪制。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在一個處理階段的半導體器件。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖1的半導體器件。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖2的半導體器件。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖3的半導體器件。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖4的半導體器件。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖5的半導體器件。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖6的半導體器件。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖7的半導體器件。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖8的半導體器件。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在一個處理階段的半導體器件。

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖10的半導體器件。

圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖11的半導體器件。

圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖12的半導體器件。

圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖13的半導體器件。

圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在后續(xù)的處理階段的圖14的半導體器件。

具體實施方式

如上所述，納米晶體的電荷存儲能力受到納米晶體尺寸、密度及分布的影響。在本發(fā)明的一個實施例中，首先形成第一多個納米晶體，以及，在第一多個納米晶體形成之后，形成第二多個納米晶體使得第二多個納米晶體的納米晶體形成于位于第一多個納米晶體的納米晶體之間的絕緣材料區(qū)內(nèi)。

圖1示出了在第一絕緣層14形成于半導體基板12的表面上，以及半導體層16形成于第一絕緣層14上之后的半導體器件10。半導體基板12可以是任何半導體材料或材料組合，例如，砷化鎵、硅鍺、絕緣體上硅(SOI)、硅、多晶硅等，以及上述材料的組合。第一絕緣層14通過例如生長或沉積形成于基板12之上，以及半導體層16通過例如使用化學氣相沉積(CVD)沉積于絕緣層14之上。半導體層16可以是連續(xù)的或不連續(xù)的膜。在一個實施例中，第一絕緣層14包括氧化物，并且還可以稱為第一電介質(zhì)層或者底電介質(zhì)層。在一個實施例中，半導體層16包括半導體材料，例如，硅(例如，非晶硅)、鍺等。作為選擇，半導體層16可以包括金屬。

圖2示出了在執(zhí)行退火18的處理的后續(xù)階段的半導體器件10。半導體層16被退火以形成第一多個納米晶體26(如圖3所示)。在一個實施例中，退火在大約600～950攝氏度的范圍內(nèi)的溫度下執(zhí)行。在一個實施例中，退火在大約750攝氏度的溫度下執(zhí)行。如圖3所示，作為退火18的結(jié)果，第一多個納米晶體26，包括納米晶體20-24，形成于第一絕緣層14之上。在一個實施例中，第一多個納米晶體26具有大約50～150埃的范圍內(nèi)的平均直徑。