浮栅型闪存存储器及其制备方法、半导体器件与流程
本公开涉及半导体器件相关，具体地说，涉及一种浮栅型闪存存储器及其制备方法、半导体器件。
背景技术：
1、浮栅型闪存存储器作为一种非易失存储器，具有广泛的应用范围。具体的，图1示出了一种浮栅型闪存存储器的结果示意图，如图1所示可以看出，现有的浮栅型闪存存储器包括依次层叠的衬底层001、隧穿氧化层002、浮置栅极003、阻挡介质层004以及控制栅极005，其中衬底层001包括源极区0011以及漏极区0012，阻挡介质层004包括依次层叠的第一氧化硅层0041、氮化硅层0042以及第二氧化硅层0043。在对浮栅型闪存存储器进行编辑操作的过程中，通过对控制栅极005施加高压，使得电子从衬底层001通过隧穿氧化层002进入浮置栅极003，阻挡介质层004对浮置栅极003中的电子进行阻挡使其无法进一步进入控制栅极005造成电子流失，当编辑操作完成时通过撤掉控制栅极005的施加高压使得电子束缚在浮置栅极003中；而在对浮栅型闪存存储器进行擦除操作的过程中，通过对控制栅极005施加反向电压使得电子从浮置栅极003中重新回到衬底层001中。在上述编辑操作和擦除操作的过程中，阻挡介质层004同时作为电容，通过电容耦合效应将施加在控制栅极005上的电压耦合至浮置栅极003，从而在衬底层001上方形成所需的纵向电场来控制电子移动。
2、可以理解的是，在浮栅型闪存存储器中，阻挡介质层004的电气性能对于存储器的数据保持能力以及编辑操作/擦除操作的执行效率具有影响。此外，现有的阻挡介质层004为“氧化硅层-氮化硅层-氧化硅层”的结构，在制备过程中需要分三次进行独立的沉积操作，存在耗时时间长、制备产能低的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本公开的目的在于提供一种浮栅型闪存存储器及其制备方法、半导体器件，通过采用高介电系数的电介质材料形成一体成型的阻挡介质层，能够提升闪存存储器的相关性能，并简化闪存存储器的制备工艺。
2、具体的，本公开的第一方面提供了一种浮栅型闪存存储器的制备方法，该种制备方法可以包括如下步骤；
3、提供一衬底层；
4、于衬底层的表面生成一隧穿氧化层；
5、于隧穿氧化层的表面沉积一多晶硅层以作为浮置栅极；
6、于浮置栅极的表面生成一阻挡介质层，阻挡介质层的制备材料为高介电系数电介质材料，且阻挡介质层为一体成型结构；
7、于阻挡介质层的表面沉积一多晶硅层以作为控制栅极。
8、在上述第一方面的一种可能的实现中，隧穿氧化层基于热氧化工艺生成于衬底层的表面；
9、多晶硅层基于化学气相沉积工艺沉积于隧穿氧化层以及阻挡介质层的表面。
10、在上述第一方面的一种可能的实现中，高介电系数电介质材料为二氧化铪；
11、阻挡介质层采用原子层沉积的方式于浮置栅极的表面生成，原子层沉积的前驱体为四氯化铪；
12、原子层沉积的工艺温度区间为[300℃,400℃]。
13、在上述第一方面的一种可能的实现中，高介电系数电介质材料为二氧化铪；
14、阻挡介质层采用金属有机物化学气相沉积的方式于浮置栅极的表面生成；
15、金属有机物化学气相沉积的工艺温度区间为[600℃,700℃]。
16、本公开的第二方面提供了一种浮栅型闪存存储器，基于前述第一方面提供的制备方法制备得到，该种浮栅型闪存存储器包括依次层叠的衬底层、隧穿氧化层、浮置栅极、阻挡介质层以及控制栅极，其中：
17、阻挡介质层的制备材料为高介电系数电介质材料；以及
18、阻挡介质层为一体成型结构。
19、在上述第二方面的一种可能的实现中，高介电系数电介质材料为二氧化铪。
20、在上述第二方面的一种可能的实现中，浮置栅极和/或控制栅极的制备材料为多晶硅。
21、在上述第二方面的一种可能的实现中，阻挡介质层通过原子层沉积的方式一体成型于浮置栅极的表面。
22、在上述第二方面的一种可能的实现中，阻挡介质层通过金属有机物化学气相沉积的方式一体成型于浮置栅极的表面。
23、本公开的第三方面提供了一种半导体器件，其特征在于，半导体器件包括前述第二方面提供的浮栅型闪存存储器。
24、与现有技术相比，本公开具有如下的有益效果：
25、本公开提供的技术方案采用高介电系数的电介质材料形成一体成型的阻挡介质层，由于具有更强的介电能力，能够满足存储器所需的数据保持能力，并能够提升控制栅极对浮置栅极的耦合效率以及编辑/擦除效率，同时仅需要一次沉积操作即可获得完整的阻挡介质层结构，简化了工艺步骤、提高了工艺效率，具有可推广价值。
技术特征：
1.一种浮栅型闪存存储器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤；
2.根据权利要求1所述的浮栅型闪存存储器的制备方法，其特征在于，所述隧穿氧化层基于热氧化工艺生成于所述衬底层的表面；
3.根据权利要求1所述的浮栅型闪存存储器的制备方法，其特征在于，所述高介电系数电介质材料为二氧化铪；
4.根据权利要求1所述的浮栅型闪存存储器的制备方法，其特征在于，所述高介电系数电介质材料为二氧化铪；
5.一种浮栅型闪存存储器，其特征在于，采用如权利要求1至权利要求4中任意一项所述的制备方法制备得到；
6.如权利要求5所述的浮栅型闪存存储器，其特征在于，所述高介电系数电介质材料为二氧化铪。
7.根据权利要求5所述的浮栅型闪存存储器，其特征在于，所述浮置栅极和/或所述控制栅极的制备材料为多晶硅。
8.根据权利要求6所述的浮栅型闪存存储器，其特征在于，所述阻挡介质层通过原子层沉积的方式一体成型于所述浮置栅极的表面。
9.根据权利要求6所述的浮栅型闪存存储器，其特征在于，所述阻挡介质层通过金属有机物化学气相沉积的方式一体成型于所述浮置栅极的表面。
10.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括如权利要求5至权利要求9中任意一项所述的浮栅型闪存存储器。
技术总结
本公开提供了一种浮栅型闪存存储器及其制备方法、半导体器件，其中浮栅型闪存存储器包括依次层叠的衬底层、隧穿氧化层、浮置栅极、阻挡介质层以及控制栅极，其中阻挡介质层的制备材料为高介电系数电介质材料，且阻挡介质层为一体成型结构。本公开提供的技术方案采用高介电系数的电介质材料形成一体成型的阻挡介质层，由于具有更强的介电能力，能够满足存储器所需的数据保持能力，并能够提升控制栅极对浮置栅极的耦合效率以及编辑/擦除效率，同时仅需要一次沉积操作即可获得完整的阻挡介质层结构，简化了工艺步骤、提高了工艺效率，具有可推广价值。
技术研发人员：刘青松,朱钰,杜雪
受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23