[發明專利]具有多個電荷存儲層的存儲器晶體管

有效

• 申請號: 201380031840.8
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN104769724B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 依格·普利斯查克;賽格·利維;克里希納斯瓦米·庫馬爾
• 申請（專利權）人: 賽普拉斯半導體公司
• 主分類號: H01L29/792
• 分類號: H01L29/792
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;鄭霞

1.一種半導體設備，包括：

存儲器晶體管，所述存儲器晶體管包含：

溝道區，所述溝道區電氣連接被形成為覆蓋并且在襯底的表面之上的源極區與漏極區，所述溝道區包括多晶硅；

氧化物-氮化物-氮化物-氧化物ONNO堆疊，所述ONNO堆疊被布置在所述溝道區的上方并圍住所述溝道區的至少三個側，且包括多層電荷俘獲區，所述多層電荷俘獲區包含富氧的第一氮化物層和被布置在所述第一氮化物層之上的貧氧的第二氮化物層；以及

高功函數柵電極，所述高功函數柵電極在所述ONNO堆疊的表面上形成，其中所述高功函數柵電極包括摻雜的多晶硅層，該摻雜的多晶硅層被摻雜以使得從柵電極中除去電子需要的最小能量被增加。

2.如權利要求1所述的半導體設備，其中，所述溝道包括硅納米線。

3.如權利要求1所述的半導體設備，其中，所述溝道區包括再結晶的多晶硅。

4.如權利要求3所述的半導體設備，所述高功函數柵電極包括P+摻雜的多晶硅層。

5.如權利要求4所述的半導體設備，其中，所述ONNO堆疊還包含阻擋電介質層，所述阻擋電介質層被布置在所述多層電荷俘獲區之上，并且其中所述阻擋電介質層包括電介質，所述電介質包括高K高溫氧化物HTO。

6.如權利要求1所述的半導體設備，還包括在所述襯底上的金屬氧化物半導體MOS邏輯晶體管，其中所述MOS邏輯晶體管包括柵氧化物和高功函數柵電極。

7.如權利要求6所述的半導體設備，其中，所述存儲器晶體管的高功函數柵電極和所述MOS邏輯晶體管的高功函數柵電極兩者皆包括N+摻雜的多晶硅層以形成P型(PMOS)的硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅SONOS存儲器晶體管和N型(NMOS)的邏輯晶體管。

8.如權利要求6所述的半導體設備，其中，所述存儲器晶體管的高功函數柵電極和所述MOS邏輯晶體管的高功函數柵電極兩者皆包括P+摻雜的多晶硅層以形成N型(NMOS)的硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅SONOS存儲器晶體管和P型(NMOS)的邏輯晶體管。

9.如權利要求6所述的半導體設備，其中，所述存儲器晶體管的高功函數柵電極和所述MOS邏輯晶體管的高功函數柵電極兩者皆由單個圖案化的摻雜的多晶硅層形成。

10.如權利要求1所述的半導體設備，其中，所述多層電荷俘獲區還包括反隧穿層，所述反隧穿層包括將所述第一氮化物層與所述第二氮化物層分開的氧化物。

11.一種半導體設備，包括：

存儲器晶體管，所述存儲器晶體管包含：

溝道區，所述溝道區電氣連接被形成為覆蓋并且在襯底的表面之上的源極區與漏極區，所述溝道區包括多晶硅；

氧化物-氮化物-氮化物-氧化物ONNO堆疊，所述ONNO堆疊被布置在所述溝道區的上方并圍住所述溝道區的至少三個側，包括：

隧穿電介質層，所述隧穿電介質層布置在所述溝道區之上；

多層電荷俘獲區，所述多層電荷俘獲區包含被布置在所述隧穿電介質層之上的富氧的第一氮化物層、被布置在所述第一氮化物層之上的貧氧的第二氮化物層以及反隧穿層，所述反隧穿層包括將所述第一氮化物層與所述第二氮化物層分開的氧化物；以及

阻擋電介質層，所述阻擋電介質層被布置在所述多層電荷俘獲區之上；以及

高功函數柵電極，所述高功函數柵電極被布置在所述ONNO堆疊的表面之上，其中所述高功函數柵電極包括摻雜的多晶硅層，該摻雜的多晶硅層被摻雜以使得從柵電極中除去電子需要的最小能量被增加。

12.如權利要求11所述的半導體設備，其中，所述溝道區包括再結晶的多晶硅。

13.如權利要求12所述的半導體設備，其中，所述高功函數柵電極包括P+摻雜的多晶硅層。