[发明专利]基于带隙调控的新型电荷陷阱型存储器、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种基于带隙调控的新型电荷陷阱型存储器的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

a)利用热氧化方法在硅(Si)衬底表面生长一层SiO₂，作为隧穿层；

b)以ZrCl₄和Al(CH₃)₃作为沉积过程的金属源，O₃作为氧源，利用原子层沉积方法在SiO₂表面反应生成带隙调控的(ZrO₂)_x(Al₂O₃)_1-x，形成存储层；通过调控沉积过程中每一种金属源的循环次数，控制x值。使x值从1开始逐渐减小，当x＝x₀时停止，其中，1＞x₀＞0；而后使x值再逐渐增大，当x＝1时停止；这样，使得存储层中的Al含量呈现先增大后减小的趋势。由于存储层薄膜的带隙高度随着Al含量的增加而增加，所以得到的存储层带隙表现出先增大后减小的形状。通过控制Al原子在存储层中含量的变化，实现了对(ZrO₂)_x(Al₂O₃)_1-x存储层带隙的调控；

c)以Al(CH₃)₃作为金属源，O₃作为氧源，利用原子层沉积方法在(ZrO₂)_x(Al₂O₃)_1-x存储层表面沉积一层Al₂O₃作为阻挡层。

2.如权利要求1所述的基于带隙调控的电荷陷阱型存储器的制备方法，其特征在于所述原子层沉积方法的具体方法为：控制ZrCl₄和Al(CH₃)₃金属源沉积的次数，调节存储层中Al的含量，使存储层的带隙呈现先增大后减小的趋势，得到先增大后减小的带隙形状。

3.如权利要求1或2所述的电荷陷阱型存储器件，其特征在于存储层使用带隙调控的(ZrO₂)_x(Al₂O₃)_1-x薄膜。

4.如权利要求1或2所述的基于带隙调控的电荷陷阱型存储器件的制备方法，其特征在于存储层中的x₀＝0.2。

5.权利要求1-4中任一项制备方法所得电荷陷阱型存储器件，其特征在于包含顺序连接的SiO₂隧穿层、带隙调控的(ZrO₂)_x(Al₂O₃)_1-x存储层和Al₂O₃阻挡层。

6.如权利要求5所述的电荷陷阱存储器件，其特征在于以Si为沉底，Pt为上电极，所述电荷陷阱存储器件的结构为Si/SiO₂/带隙调控的(ZrO₂)_x(Al₂O₃)_1-x/Al₂O₃/Pt。

7.权利要求5或6所述的基于带隙调控的电荷陷阱型存储器件在信息存储和非易失性半导体存储器件中的应用。