[发明专利]基于纳米晶浮栅的三维非易失性半导体存储器及其制备方法

权利要求书

1.基于纳米晶浮栅的非易失性三维闪存存储器的制备方法，包括下述步骤：

S1：在衬底上附着下电极，并在所述下电极上沉积多层膜堆叠结构；在多层膜堆叠结构中进行深孔刻蚀形成通孔；所述多层膜堆叠结构由控制栅电极和绝缘介质层交替堆叠形成；

S2：在该多层膜的堆叠结构中通过刻蚀形成暴露衬底的垂直深孔；

S3：在所述深孔中进行选择性各向同性刻蚀，形成垂直方向排列的多个凹坑；

S4：在所述凹坑中沉积阻隔电介质材料形成阻隔电介质层，采用化学气相沉积法沉积纳米晶材料形成电荷存储层；再通过刻蚀在垂直方向形成通孔；其中所述纳米晶材料为硫系化合物纳米晶；

S5：在通孔中沉积隧穿电介质材料然后进行深孔刻蚀形成通孔并且同时形成隧穿电介质层，然后沉积沟道材料完成垂直沟道结构填充；

S6：通过光刻在半导体区域上方形成上电极后获得一个三维NAND存储串，多个存储串构成非易失性三维闪存存储器；

所述非易失性三维闪存存储器包括多个位于垂直方向的三维NAND存储串，每个三维NAND存储串包括所述半导体区域，以及围绕所述半导体区域的四层包裹结构，所述四层包裹结构从里到外依次为隧穿电介质层、电荷存储层、阻隔电介质层以及控制栅电极；

其中，所述电荷存储层的材料包含纳米晶材料，所述纳米晶材料为硫系化合物纳米晶；所述硫系化合物纳米晶分散在绝缘介质中，所述硫系化合物纳米晶通过与周围绝缘材料形成分立电荷存储结构；所述硫系化合物纳米晶的直径为1nm至20nm。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫系化合物纳米晶为GeTe纳米晶、GeSbTe纳米晶和SnTe纳米晶中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫系化合物纳米晶在所述电荷存储层中的分布密度在10¹¹cm^-2至10¹²cm^-2。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘介质为二氧化硅。