[發明專利]非易失性存儲器及其制備方法

有效

• 申請號: 202110591322.8
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113380881B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 丁士進;霍景永;熊文;吳小晗;張衛
• 申請（專利權）人: 復旦大學;上海集成電路制造創新中心有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/792;H01L21/34;H01L21/44
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產權代理事務所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

1.一種非易失性存儲器，其特征在于，包括源電極、漏電極、以及從下而上依次堆疊設置的柵極、電荷阻擋層、電荷俘獲層、電荷隧穿層和有源溝道層，所述源電極和所述漏電極分別設置于所述有源溝道層的兩側且包覆部分所述有源溝道層，所述電荷俘獲層包括若干N型氧化物半導體薄膜和若干P型氧化物半導體薄膜，所述N型氧化物半導體薄膜和所述P型氧化物半導體薄膜交替堆疊設置；所述電荷俘獲層包括至少一層所述N型氧化物半導體薄膜和至少一層所述P型氧化物半導體薄膜，所述N型氧化物半導體薄膜和所述P型氧化物半導體薄膜的設置層數相同或不同。

2.根據權利要求1所述的非易失性存儲器，其特征在于，所述N型氧化物半導體薄膜和所述P型氧化物半導體薄膜中的任意一種設置于所述電荷阻擋層的上表面，所述電荷隧穿層設置于所述N型氧化物半導體薄膜和所述P型氧化物半導體薄膜中的任意一種的上表面。

3.根據權利要求1所述的非易失性存儲器，其特征在于，所述N型氧化物半導體薄膜的組成材料為ZnO、In₂O₃、Ga₂O₃、IGZO、InZnO、InSnO和SnO₂中的任意一種，所述P型氧化物半導體薄膜的組成材料為NiO、Cu₂O、CuAlO₂和SnO中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的非易失性存儲器，其特征在于，所述電荷隧穿層設置于所述電荷阻擋層的上表面并包覆所述電荷俘獲層。

5.根據權利要求1所述的非易失性存儲器，其特征在于，還包括襯底，所述柵極設置于所述襯底的上表面。

6.根據權利要求1所述的非易失性存儲器，其特征在于，所述電荷阻擋層的厚度范圍為30nm-60nm。

7.根據權利要求1所述的非易失性存儲器，其特征在于，所述電荷俘獲層的厚度范圍為10nm-30nm。

8.根據權利要求1所述的非易失性存儲器，其特征在于，所述電荷隧穿層的厚度范圍為5nm-15nm。

9.根據權利要求1所述的非易失性存儲器，其特征在于，所述有源溝道層的厚度范圍為20nm-60nm。

10.根據權利要求1所述的非易失性存儲器，其特征在于，若干所述N型氧化物半導體薄膜的厚度相同或不同，若干所述P型氧化物半導體薄膜的厚度相同或不同，所述N型氧化物半導體薄膜的厚度和所述P型氧化物半導體薄膜的厚度相同或不同。

11.根據權利要求1-10任一項所述的非易失性存儲器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：形成所述柵極；

S2：在所述柵極的上表面形成所述電荷阻擋層；

S3：在所述電荷阻擋層的上表面形成若干所述N型氧化物半導體薄膜和若干所述P型氧化物半導體薄膜，且使所述N型氧化物半導體薄膜和所述P型氧化物半導體薄膜交替堆疊設置，以構成所述電荷俘獲層；

S4：在所述電荷俘獲層的上表面形成所述電荷隧穿層；

S5：在所述電荷隧穿層的上表面形成所述有源溝道層；

S6：在所述有源溝道層的兩側分別形成所述源電極和所述漏電極，且使所述源電極和所述漏電極包覆部分所述有源溝道層。

12.根據權利要求11所述的非易失性存儲器的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，在所述電荷阻擋層的上表面形成所述N型氧化物半導體薄膜和所述P型氧化物半導體薄膜，以構成所述電荷俘獲層的步驟包括：

S31：在室溫下采用反應磁控濺射方法在所述電荷阻擋層的上表面形成第一半導體薄膜，所述第一半導體薄膜是所述N型氧化物半導體薄膜和所述P型氧化物半導體薄膜中的一種；

S32：采用反應磁控濺射方法在所述第一半導體薄膜的上表面形成第二半導體薄膜，所述第二半導體薄膜是所述N型氧化物半導體薄膜和所述P型氧化物半導體薄膜中的另一種；

S33：重復采用反應磁控濺射方法形成半導體薄膜，使所述N型氧化物半導體薄膜和所述P型氧化物半導體薄膜交替設置，直至形成的所述N型氧化物半導體薄膜和所述P型氧化物半導體薄膜達到預設的層數；

S34：通過光刻與刻蝕工藝形成所述電荷俘獲層。