[发明专利]闪存单元结构及其制作方法

权利要求书

1.一种闪存单元结构，包括半导体衬底，位于半导体衬底上的第一介质层，位于第一介质层上的存储电荷层，位于存储电荷层上的第二介质层，和位于由第一介质层/存储电荷层/第二介质层组成的三层堆叠结构上的栅极，以及半导体衬底内位于三层堆叠结构两侧的源极和漏极，其特征在于，所述的存储电荷层包含有非金属离散原子岛，所述非金属离散原子岛的材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或硅。

2.根据权利要求1所述之闪存单元结构，其特征在于：所述非金属离散原子岛的直径为3埃～20埃。

3.一种闪存单元结构的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：

在半导体衬底上形成第一介质层；

在第一介质层上形成存储电荷层，包含有非金属离散原子岛，所述非金属离散原子岛的材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或硅；

在存储电荷层上形成第二介质层；

退火；

在由第一介质层/存储电荷层/第二介质层组成的三层堆叠结构的两侧形成源极和漏极；

在三层堆叠结构上形成栅极。

4.根据权利要求3所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：所述非金属离散原子岛的直径为3埃～20埃。

5.根据权利要求3所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：形成非金属离散原子岛的方法为原子层沉积法。

6.根据权利要求5所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：所述的原子层沉积法包括：先将第一前体气体流向原子层沉积室内的半导体衬底表面的第一介质层，在第一介质层上形成离散的第一单层；惰性吹扫气体流向在原子层沉积室内的半导体衬底；第二前体气体流向原子层沉积室，与形成第一单层的第一前体气体反应，形成非金属离散原子岛；惰性吹扫气体流向原子层沉积室。

7.根据权利要求6所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：所述第一前体气体为SiH₄、Si(OC₂H₅)₄、SiH₂[NH(C₄H₉)]₂、SiH(OC₂H₅)₃、Si₂Cl₆或SiHN[(CH₃)₂]₃。

8.根据权利要求6或7所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：所述第一前体气体为SiH₄时，第一前体气体流向原子层沉积室内的第一介质层上的流量为0.1slm～1.0slm。

9.根据权利要求6或7所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：所述第一前体气体为SiH₄时，第一前体气体流向原子层沉积室内的第一介质层上的流入时间1秒～10秒。

10.根据权利要求6或7所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：当第一前体气体为SiH₄时，原子层沉积室内的压力0.9千帕～1千帕。

11.根据权利要求6或7所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：当第一前体气体为SiH₄时，原子层沉积室内的温度为400℃～550℃。

12.根据权利要求6所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：所述第二前体气体为NH₃、N₂O、N₂、O₂、O₃或者H₂O。

13.根据权利要求6所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：所述惰性吹扫气体为He、Ne或Ar。

14.根据权利要求3所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：所述退火所需的气体为氮气、He、Ne或Ar。

15.根据权利要求3所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：退火温度为800℃～950℃。

16.根据权利要求3或14或15所述之闪存单元结构的制作方法，其特征在于：退火时间为10分钟～60分钟。