一种电荷捕获型存储器及其制备方法、测试方法

本发明涉及存储器，尤其涉及一种电荷捕获型存储器及其制备方法、测试方法。

背景技术：

1、电荷捕获型存储器是发展最为成熟的非易失性存储器，具有集成度高、耐久性好、操作电压低、功耗低、与标准工艺兼容等优势，是公认最具有产业价值的存储技术之一。

2、目前，电荷捕获型存储器基本采用的是硅基衬底顶栅工艺。载流子在半导体中会受到声子散射，会抑制载流子传输速度和迁移率，导致存储器读取的速度变慢，进而影响到器件的工作效率。且，硅基作为半导体在辐照环境中工作时，会受到辐照效应的影响，从而导致器件退化甚至失效。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电荷捕获型存储器及其制备方法、测试方法，用于提高电荷捕获型存储器的工作效率，并提高器件在辐照环境中工作时的抗辐照性能。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种电荷捕获型存储器，包括：

4、半导体衬底；

5、沿半导体衬底的厚度方向，依次形成在半导体衬底上的阻挡层、捕获层和遂穿层；

6、以及间隔设置在遂穿层上的第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和所述第二电极之间形成有空气沟道。

7、与现有技术相比，本发明提供的电荷捕获型存储器中，半导体衬底作为基底，阻挡层、捕获层和遂穿层依次形成在半导体衬底上。第一电极和第二电极间隔设置在遂穿层上，从而在第一电极和第二电极之间形成空气沟道。基于此，当电荷捕获型存储器执行读取操作时，第一电极和第二电极之间的电子可以直接遂穿空气沟道以形成读取电流。与传统的硅基半导体沟道中，电子在受到散射影响后载流子形成读取电流的速度相比，直接遂穿空气沟道形成读取电流的速度更快，在读取操作时，本发明提供的电荷捕获型存储器的工作速度也更快，工作效率更高。

8、此外，本发明提供的电荷捕获型存储器中，利用空气沟道替代了传统的硅基半导体沟道，使得电荷捕获型存储器实现了去半导体化，也降低了器件本身对于辐照的敏感性，避免电荷捕获型存储器长期在辐照环境工作时，会退化甚至失效的问题。

9、由上可知，本发明提供的电荷捕获型存储器的工作效率更高，且在辐照环境中工作时的抗辐照性能更强。

10、第二方面，本发明还提供一种电荷捕获型存储器的制备方法，所述制备方法包括：

11、提供一半导体衬底；

12、沿半导体衬底的厚度方向，在半导体衬底上依次形成阻挡层、捕获层和遂穿层；

13、在遂穿层上形成间隔设置的第一电极和第二电极，其中，第一电极和第二电极之间形成有空气沟道。

14、与现有技术相比，本发明提供的电荷捕获型存储器的制备方法的有益效果与上述技术方案所述的电荷捕获型存储器的有益效果相同，此处不做赘述。

15、第三方面，本发明还提供一种电荷捕获型存储器的测试方法，应用于上述技术方案所述的电荷捕获型存储器，所述测试方法包括：

16、向半导体衬底提供正向电压，向漏极电极提供负向电压；

17、基于漏极电极的第一读取电流值，确定第一转移特性曲线；

18、向半导体衬底提供负向电压，向漏极电极提供正向电压；

19、基于漏极电极的第二读取电流值，确定第二转移特性曲线。

20、与现有技术相比，本发明提供的电荷捕获型存储器的测试方法的有益效果与上述第一方面技术方案所述的电荷捕获型存储器的有益效果相同，此处不做赘述。

技术特征：

1.一种电荷捕获型存储器，其特征在于，所述电荷捕获型存储器包括：

2.根据权利要求1所述的电荷捕获型存储器，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极之间的距离大于0纳米且小于68纳米。

3.根据权利要求1所述的电荷捕获型存储器，其特征在于，所述捕获层的材质包括：氮化硅、氧化钛、铝酸铪、铝酸镧、氧化铝中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的电荷捕获型存储器，其特征在于，所述阻挡层的材质与所述捕获层的材质不同；

5.根据权利要求1所述的电荷捕获型存储器，其特征在于，所述第一电极和第二电极的材质均包括：铬、金、镍、钨、铂、铜中的至少一种。

6.一种电荷捕获型存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

7.根据权利要求6所述的电荷捕获型存储器的制备方法，其特征在于，沿所述半导体衬底的厚度方向，在所述半导体衬底上依次形成阻挡层、捕获层和遂穿层，包括：

8.根据权利要求6所述的电荷捕获型存储器的制备方法，其特征在于，在所述遂穿层上形成间隔设置的第一电极和第二电极，包括：

9.一种电荷捕获型存储器的测试方法，其特征在于，应用于权利要求1～5任一项所述的电荷捕获型存储器，所述测试方法包括：

10.根据权利要求9所述的电荷捕获型存储器的测试方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开一种电荷捕获型存储器及其制备方法、测试方法，涉及存储器技术领域，用于提高电荷捕获型存储器的工作效率，并提高器件在辐照环境中工作时的抗辐照性能。所述电荷捕获型存储器包括：半导体衬底；沿半导体衬底的厚度方向，依次形成在半导体衬底上的阻挡层、捕获层和遂穿层；以及间隔设置在遂穿层上的第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和所述第二电极之间形成有空气沟道。所述电荷捕获型存储器的制备方法用于制备上述技术方案所述的电荷捕获型存储器。

技术研发人员：毕津顺,范林杰,王健健,赵碧瑶,韩婷婷,田密,朱伟强
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23