[發(fā)明專利]半浮柵存儲(chǔ)器的制造工藝及半浮柵存儲(chǔ)器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110321932.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN112908999A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張衛(wèi);朱寶;陳琳;孫清清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué);上海集成電路制造創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/108
• 分類號(hào): H01L27/108;H01L21/8242
• 代理公司: 上海恒銳佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

本發(fā)明提供了一種半浮柵存儲(chǔ)器的制造工藝，包括：提供襯底；在襯底的上表面生成隧穿層和第一半導(dǎo)體，第一半導(dǎo)體包括覆蓋端和鄰接端，鄰接端設(shè)于襯底且一側(cè)鄰接隧穿層，覆蓋端覆蓋隧穿層，第一半導(dǎo)體與隧穿層平行，且與襯底構(gòu)成二極管結(jié)構(gòu)；在第一半導(dǎo)體上間隔設(shè)置金屬納米晶。本發(fā)明通過第一半導(dǎo)體與襯底構(gòu)成二極管結(jié)構(gòu)，當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，實(shí)現(xiàn)了快速數(shù)據(jù)寫入和存儲(chǔ)功能，由于二極管結(jié)構(gòu)和隧穿層的性能，金屬納米晶內(nèi)的電荷不容易返流回襯底，從而增加了存儲(chǔ)時(shí)間。最重要的，通過間隔設(shè)置金屬納米晶以在出現(xiàn)泄漏時(shí)其它位置的電荷依然可以固定在金屬納米晶中，有效地增強(qiáng)電荷保持能力，增加了存儲(chǔ)器的刷新時(shí)間。另外，本發(fā)明還提供了半浮柵存儲(chǔ)器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半浮柵存儲(chǔ)器的制造工藝及半浮柵存儲(chǔ)器。

背景技術(shù)

現(xiàn)今主流的存儲(chǔ)技術(shù)分為兩類：揮發(fā)性存儲(chǔ)技術(shù)和非揮發(fā)性存儲(chǔ)技術(shù)。

其中，揮發(fā)性存儲(chǔ)技術(shù)主要是靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM(Static Random-Access Memory)和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM(dynamic random access memory)。揮發(fā)性存儲(chǔ)器有著納米級(jí)的寫入速度，但其數(shù)據(jù)保持能力只有毫秒級(jí)，使的其只能用在緩存等有限的存儲(chǔ)領(lǐng)域。

對(duì)于非揮發(fā)性存儲(chǔ)技術(shù)，比如閃存技術(shù)，其數(shù)據(jù)保持能力可以達(dá)到10年，然而相對(duì)緩慢的寫入操作，極大地限制了其在高速緩存領(lǐng)域的應(yīng)用。所以，在此背景下，一種基于二維半導(dǎo)體材料的半浮柵存儲(chǔ)器應(yīng)運(yùn)而生，這種半浮柵存儲(chǔ)器采用范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)作為電荷存儲(chǔ)的電子開關(guān)，極大地改善了電荷寫入速度以及數(shù)據(jù)刷新時(shí)間。然而，在這種半浮柵存儲(chǔ)器中，其主要組成材料均為二維半導(dǎo)體，而且均是通過機(jī)械剝離這種低產(chǎn)量方法形成的，也就是說很難制備出大面積的半浮柵存儲(chǔ)器，同時(shí)這種機(jī)械剝離工藝也無法與集成電路工藝兼容。

公開號(hào)為CN 104465381B的中國(guó)專利公開了一種平面溝道的半浮柵器件的制造工藝，通過采用后柵工藝來制備平面溝道的半浮柵器件，在形成源接觸區(qū)和漏接觸區(qū)后，先刻蝕掉多晶硅控制柵犧牲材料，然后使金屬控制柵材料占據(jù)原來的多晶硅控制柵犧牲材料的位置，形成金屬控制柵，可以避免金屬控制柵在源接觸區(qū)和漏接觸區(qū)的高溫退火過程中被損傷，提高了平面溝道的半浮柵器件的性能，還利用自對(duì)準(zhǔn)工藝來制造半浮柵器件的源接觸區(qū)和漏接觸區(qū)，工藝過程簡(jiǎn)單且穩(wěn)定，降低了生產(chǎn)成本。但是，并沒有提及到一種半浮柵存儲(chǔ)器能夠加快數(shù)據(jù)寫入的同時(shí)增加了數(shù)據(jù)的保存時(shí)間。

因此，有必要提供一種半浮柵存儲(chǔ)器及其制造工藝，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種半浮柵存儲(chǔ)器的制造工藝及半浮柵存儲(chǔ)器，加快了數(shù)據(jù)寫入速度的同時(shí)增加了數(shù)據(jù)的保存時(shí)間，且增強(qiáng)了電荷的保存能力，增加存儲(chǔ)器的刷新時(shí)間。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種半浮柵存儲(chǔ)器的制造工藝，包括以下步驟：

S01：提供襯底；

S02：在所述襯底的上表面生成隧穿層和第一半導(dǎo)體，所述第一半導(dǎo)體包括覆蓋端和鄰接端，所述鄰接端設(shè)于所述襯底且一側(cè)鄰接所述隧穿層，所述覆蓋端覆蓋所述隧穿層，所述第一半導(dǎo)體與所述隧穿層平行，且與所述襯底構(gòu)成二極管結(jié)構(gòu)；

S03：在所述第一半導(dǎo)體上間隔設(shè)置金屬納米晶。

本發(fā)明提供的半浮柵存儲(chǔ)器的制造工藝有益效果：通過所述第一半導(dǎo)體與所述襯底構(gòu)成所述二極管結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述二極管結(jié)構(gòu)導(dǎo)通后，大部分電荷會(huì)通過所述二極管結(jié)構(gòu)快速流入金屬納米晶中，從而實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)寫入和存儲(chǔ)功能，由于所述二極管結(jié)構(gòu)和所述隧穿層的性能，金屬納米晶內(nèi)的電荷不容易返流回襯底，從而增加了存儲(chǔ)時(shí)間。最重要的，通過間隔設(shè)置金屬納米晶以在出現(xiàn)泄漏時(shí)其它位置的電荷依然可以固定在金屬納米晶中，有效地增強(qiáng)電荷保持能力，增加了存儲(chǔ)器的刷新時(shí)間，此外所述半浮柵存儲(chǔ)器的制造工藝簡(jiǎn)單，可以大面積生產(chǎn)，與現(xiàn)有集成電路制造工藝兼容。