[發明專利]薄膜晶體管存儲器及其制備方法

在審

• 申請號: 202111322562.4
• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號: CN114122138A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 朱寶;尹睿;張衛
• 申請（專利權）人: 上海集成電路制造創新中心有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 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

本發明提供了一種薄膜晶體管存儲器，包括背柵、阻擋層、浮柵、隧穿層、溝道、源極和漏極，所述背柵包括底柵結構和側柵結構，所述側柵結構設置于所述底柵結構的部分上表面以構成L型結構，所述阻擋層設置于所述底柵結構的上表面，所述浮柵設置于所述阻擋層的上表面，所述浮柵的上表面與所述側柵結構的上表面相持平，所述隧穿層設置于所述浮柵的上表面，所述溝道設置于所述隧穿層的上表面，所述源極和漏極設置于溝道的上表面，使得可以通過側柵結構對浮柵進行能帶調控，以加快電子擦除速度，降低電子擦除電壓，從而可以降低功耗，而且因為溝道與浮柵不接觸設置，使得存儲器不容易泄漏，可靠性更強。本發明還提供了一種薄膜晶體管存儲器的制備方法。

技術領域

本發明涉及半導體存儲技術領域，尤其涉及一種薄膜晶體管存儲器及其制備方法。

背景技術

非揮發性存儲器是現代電子器件中不可缺少的一種元器件，目前市場上的非揮發性存儲器仍是以硅基器件為主。然而，基于單晶硅襯底的傳統浮柵結構的非揮發性存儲器由于制作工藝復雜，通常涉及到高溫工藝，因此很難在玻璃襯底上來制作嵌入式的非揮發性存儲器，從而導致其在集成到顯示面板上時受到限制。

目前，一種基于薄膜晶體管(TFT)結構的非揮發性存儲器引起了大家的廣泛關注，該存儲器不僅可以制作在玻璃或者柔性襯底上，而且其制程工藝能很好地與傳統的TFT制程工藝相兼容，在未來的先進系統面板或者系統級封裝領域有很大的應用前景。然而對于現有的TFT存儲器結構，仍然經由隧穿層來實現電荷在溝道和俘獲層之間的移動。隨著集成電路工藝節點的不斷推進，隧穿層的厚度不斷減小，從而導致被俘獲層俘獲的電荷很容易返回到隧穿層，降低了電荷保持特性。為了增強電荷保持特性，通常采用寬禁帶半導體材料或者功函數較高的金屬材料。然而使用這些新型俘獲層材料，又反過來導致被俘獲層俘獲的電荷很難被擦除。

公開號為CN111477628A的中國專利公開了一種半浮柵TFT存儲器及其制備方法。該發明半浮柵TFT存儲器包括：L型背柵；背柵底部上的L型阻擋層，其頂部與所述背柵的頂部相持平；在阻擋層底部上的L型浮柵，其頂部與所述阻擋層的頂部相持平；在浮柵底部的隧穿層，其上表面與所述浮柵的頂部相持平；在隧穿層和浮柵的上表面的溝道；在溝道上的源極和漏極；所述浮柵和溝道均為半導體材料，而且具有相反的導電類型，所述浮柵、所述溝道、所述阻擋層以及所述背柵構成柵控二極管。該發明的半浮柵TFT存儲器數據寫入和擦除全部通過柵控二極管來實現，可以加快數據擦寫速度。但該發明為半浮柵型存儲器，部分浮柵和溝道直接接觸設置，使得浮柵中所俘獲的電子很容易回流到溝道中，從而影響電荷存儲的穩定性和可靠性

因此，有必要提供一種新型的薄膜晶體管存儲器及其制備方法以解決現有技術中存在的上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種薄膜晶體管存儲器及其制備方法，以加快電子擦除速度，降低電子擦除電壓，從而可以降低功耗，而且該薄膜晶體管存儲器相對于半浮柵薄膜晶體管存儲器不容易泄漏，可靠性更強。

為實現上述目的，本發明的所述薄膜晶體管存儲器，包括：

背柵，包括底柵結構和側柵結構，所述側柵結構設置于所述底柵結構的部分上表面以構成L型結構；

阻擋層，設置于所述底柵結構的上表面；

浮柵，設置于所述阻擋層的上表面，且所述浮柵與所述背柵分隔設置，所述浮柵的上表面與所述側柵結構的上表面相持平；

隧穿層，設置于所述浮柵的上表面；

溝道，設置于所述隧穿層的上表面，所述溝道與所述浮柵不接觸設置，且所述浮柵和所述溝道具有相反的導電類型；

源極和漏極，設置于所述溝道的上表面。