一种边缘接触的高速浮栅存储器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115910798A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211588592.4(22)申请日2022.12.09(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人诸葛福伟王晗余军翟天佑(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201专利代理师司宁宁(51)Int.Cl.H01L21/44(2006.01)H01L21/34(2006.01)H01L29/417(2006.01)H01L29/788(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种边缘接触的高速浮栅存储器及其制备方法(57)摘要本发明属于存储器设计相关技术领域，其公开了一种边缘接触的高速浮栅存储器及其制备方法，方法包括：S1：采用半导体工艺自下而上依次构造控制栅极、底栅介层、浮栅层、隧穿层介质以及半导体沟道层；S2：将所述半导体沟道层的两端部表面暴露，采用相转变技术将暴露处的半导体相转化为金属相；S3：在所述金属相表面生成金属电极。本申请可以显著提升浮栅晶体管操作速度同时可以保持存储器所需高擦写耐久性。CN115910798ACN115910798A权利要求书1/1页1.一种边缘接触的高速浮栅存储器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：S1：采用半导体工艺自下而上依次构造控制栅极(200)、底栅介层(201)、浮栅层(202)、隧穿层介质(203)以及半导体沟道层(204)；S2：将所述半导体沟道层(204)的两端部表面暴露，采用相转变技术将暴露处的半导体相转化为金属相；S3：在所述金属相表面生成金属电极(207，208)。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中的相转变技术包括粒子插层、激光辐射、化学掺杂、氩等离子体处理中的一种或多种组合。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中通过设计图案并对图案进行电子束曝光将所述半导体沟道层(204)的两端部暴露。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述半导体沟道层(204)的材料为硫化钼、碲化钼、硒化钨、黑磷、硒化钯、硫化钨、硫化铼中的一种或多种组合；所述隧穿层介质(203)的材料为绝缘材料；所述浮栅层(202)为导体或半导体材料；底栅介层(201)的材料为二氧化硅、氧化锆、氧化铪或PMMA中的一种或几种。5.一种权利要求1～4任意一项所述的边缘接触的高速浮栅存储器的制备方法制备的边缘接触的高速浮栅存储器。6.一种边缘接触的高速浮栅存储器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1’：采用半导体工艺自下而上依次构造控制栅极(300)、底栅介层(301)、浮栅层(302)、隧穿层介质(303)、半导体沟道层(304)以及表面封装层(305)；S2’：在所述半导体沟道层(304)的两端部进行线性刻蚀；S3’：在线性刻蚀后的两端部沉积金属电极(306，307)。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2’中通过设计图案并对图案进行电子束曝光将接触区域暴露，并结合等离子体进行刻蚀。8.一种权利要求6～7任意一项所述的边缘接触的高速浮栅存储器的制备方法制备的边缘接触的高速浮栅存储器。2CN115910798A说明书1/5页一种边缘接触的高速浮栅存储器及其制备方法技术领域[0001]本发明属于存储器设计相关技术领域，更具体地，涉及一种边缘接触的高速浮栅存储器及其制备方法。背景技术[0002]作为固态磁盘中的基本设备，为了满足高体积密度的需求，闪存从平面配置转向3D封装，在集成密度方法得到显著发展。然而，停留在亚毫秒级的操作速度始终成为其性能提升的难点，因为在传统浮栅晶体管中，其操作速度受限于FN隧穿下有限的电荷注入效率。目前，在保持105循环擦写耐久性的同时，其擦写速度约为10～100us以上。理论上，通过高电场作用或者热载流子效应可以提高电荷注入效率。然而，高的电场条件尽管可以提升操作速度，但会牺牲其使用寿命，短擦写循环后器件即失效。近年来，人们提出了新器件结构、新材料、热电子注入等方案以改善浮栅存储器的操作速度，但仍然无法完全满足高速、高耐久存储器的需求。[0003]热电子注入方案通过产生高能量载流子，促进隧穿效率和提升操作速度至μs范围。然而，传统热载流子方式依赖于大的源漏电压对沟道载流子进行加速，带来更大的擦写功耗以及更严重的因热电子退化导致的器件失效问题。因此，亟需设计一种改善热电子注入效率的浮栅晶体管，以提升浮栅晶体管操作速度的同时保持存储器所需的高擦写耐久性。发明内容[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种边缘接触的高速浮栅存储器及其制备方法，可以显著提升浮栅晶体管操作速度同时可以保持存储器所需