[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

摘要

本发明公开了一种基于带隙调控的新型电荷陷阱型存储器件的制备方法，利用带隙调控的(ZrO2)x(Al2O3)1-x薄膜作为存储层，可用于信息存储和其它种类的集成电路中。带隙调控的(ZrO2)x(Al2O3)1-x具有如下特点：通过控制沉积过程每一种金属源的循环次数，调节存储层中Al的含量。使存储层中Al的含量先增大后减小，从而得到先增大后减小的存储层带隙。进入存储层的电子首先被浅能级的陷阱俘获，由于存储层带隙呈现先增大后减小的形状，电子有更多的机会通过侧向迁移跃迁到深能级陷阱。并且存储层带隙中间位置的势垒，使进入存储层的电子主要被限制在靠近隧穿层一侧，从而提高了存储器件的保持能力和编写速度。

主权项

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。