本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、微控制器(micro?controller?unit，mcu)作為芯片級的計(jì)算機(jī)，被廣泛應(yīng)用于新能源汽車、通信模組、智能家居等領(lǐng)域。高性能的微控制器離不開高性能的嵌入式快閃存儲(chǔ)器(embedded?flash，eflash)內(nèi)核的支撐。浮柵結(jié)構(gòu)作為eflash存儲(chǔ)器的主流結(jié)構(gòu)，隨著半導(dǎo)體制程演進(jìn)而不斷微縮。

2、然而，當(dāng)前的浮柵結(jié)構(gòu)還存在諸多問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的問題是如何提升浮柵可靠性，以優(yōu)化存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的性能。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供襯底；在所述襯底上形成浮柵前驅(qū)層，所述浮柵前驅(qū)層的材料為max材料；對所述浮柵前驅(qū)層進(jìn)行相變處理以形成初始浮柵，所述初始浮柵為mxene材料；對所述初始浮柵進(jìn)行氧化處理，形成浮柵和包圍所述浮柵的阻擋層。

3、可選的，所述max材料的分子式為mn+1axn，其中m代表過渡金屬，a代表主族元素，x代表碳或氮元素。

4、可選的，所述mxene材料的分子式為mn+1xntx，其中m代表過渡金屬，x代表碳或氮元素，t代表封端基團(tuán)；所述封端基團(tuán)包括：-f、-o和-oh。

5、可選的，所述浮柵的材料的分子式為mn+1xn，其中m代表過渡金屬，x代表碳或氮元素。

6、可選的，所述阻擋層的材料包括氧化鈦。

7、可選的，對所述浮柵前驅(qū)層進(jìn)行相變處理以形成初始浮柵的步驟包括：

8、對所述浮柵前驅(qū)層進(jìn)行刻蝕處理，形成浮柵前驅(qū)體；

9、對所述浮柵前驅(qū)體進(jìn)行相變處理，形成所述初始浮柵。

10、可選的，對所述浮柵前驅(qū)層進(jìn)行相變處理以形成初始浮柵的步驟包括：

11、在所述襯底上形成浮柵前驅(qū)層；

12、對所述浮柵前驅(qū)層進(jìn)行相變處理，形成過渡浮柵層，所述過渡浮柵層為mxene材料；

13、對所述過渡浮柵層進(jìn)行刻蝕處理，形成所述初始浮柵。

14、可選的，在所述襯底上形成浮柵前驅(qū)層的步驟中，通過磁控濺射形成所述浮柵前驅(qū)層。

15、可選的，在對所述初始浮柵進(jìn)行氧化處理，形成浮柵和包圍所述浮柵的阻擋層的步驟中，所述氧化處理的工藝氣體包括：氮?dú)夂涂諝庵械闹辽僖环N。

16、可選的，對所述初始浮柵進(jìn)行氧化處理的步驟中，所述氧化處理的溫度范圍為50℃～200℃；所述氧化處理的時(shí)間范圍為：100min～300min。

17、可選的，對所述初始浮柵進(jìn)行氧化處理的步驟中，所述阻擋層的厚度在的范圍內(nèi)。

18、可選的，對所述浮柵前驅(qū)層進(jìn)行相變處理的步驟中，所述相變處理的方法包括：濕法刻蝕。

19、可選的，所述濕法刻蝕的刻蝕溶液包括氯化氫和氟化鋰；所述濕法刻蝕的刻蝕溫度為30℃～50℃；所述濕法刻蝕的刻蝕時(shí)間為100h～150h。

20、可選的，還包括：在所述阻擋層表面形成隧穿層。

21、可選的，在所述阻擋層表面形成隧穿層的步驟中，所述隧穿層的材料為氧化硅。

22、可選的，在所述阻擋層表面形成隧穿層的步驟中，通過化學(xué)氣相沉積的方式形成所述隧穿層。

23、可選的，所述隧穿層的厚度在范圍內(nèi)。

24、可選的，在所述襯底內(nèi)形成源漏區(qū)；在所述襯底上形成選擇柵、擦除柵以及控制柵。

25、相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，所述存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)通過如上述任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法形成。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

27、本發(fā)明技術(shù)方案的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法中，通過對mxene材料的初始浮柵進(jìn)行氧化處理，形成浮柵和包圍所述浮柵的阻擋層。多層mxene材料之間不易發(fā)生氧化且晶格失配問題小、可靠性高，作為浮柵材料提升了存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的性能，此外，在對所述初始浮柵進(jìn)行氧化處理的過程中，外層的初始浮柵mxene材料被氧化處理形成金屬氧化物，金屬氧化物作為阻擋層防止內(nèi)層浮柵的金屬離子外溢，進(jìn)一步優(yōu)化了存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)特征：

1.一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述max材料的分子式為mn+1axn，其中m代表過渡金屬，a代表主族元素，x代表碳或氮元素。

3.如權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述mxene材料的分子式為mn+1xntx，其中m代表過渡金屬，x代表碳或氮元素，t代表封端基團(tuán)；所述封端基團(tuán)包括：-f、-o和-oh。

4.如權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述浮柵的材料的分子式為mn+1xn，其中m代表過渡金屬，x代表碳或氮元素。

5.如權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的材料包括氧化鈦。

6.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對所述浮柵前驅(qū)層進(jìn)行相變處理以形成初始浮柵的步驟包括：

7.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對所述浮柵前驅(qū)層進(jìn)行相變處理以形成初始浮柵的步驟包括：

8.如權(quán)利要求1、6或7所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述襯底上形成浮柵前驅(qū)層的步驟中，通過磁控濺射形成所述浮柵前驅(qū)層。

9.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在對所述初始浮柵進(jìn)行氧化處理，形成浮柵和包圍所述浮柵的阻擋層的步驟中，所述氧化處理的工藝氣體包括：氮?dú)夂涂諝庵械闹辽僖环N。

10.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對所述初始浮柵進(jìn)行氧化處理的步驟中，所述氧化處理的溫度范圍為50℃～200℃；所述氧化處理的時(shí)間范圍為：100min～300min。

11.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對所述初始浮柵進(jìn)行氧化處理的步驟中，所述阻擋層的厚度在的范圍內(nèi)。

12.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對所述浮柵前驅(qū)層進(jìn)行相變處理的步驟中，所述相變處理的方法包括：濕法刻蝕。

13.如權(quán)利要求12所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕的刻蝕溶液包括氯化氫和氟化鋰；所述濕法刻蝕的刻蝕溫度為30℃～50℃；

14.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，還包括：在所述阻擋層表面形成隧穿層。

15.如權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述阻擋層表面形成隧穿層的步驟中，所述隧穿層的材料為氧化硅。

16.如權(quán)利要求14或15所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述阻擋層表面形成隧穿層的步驟中，通過化學(xué)氣相沉積的方式形成所述隧穿層。

17.如權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述隧穿層的厚度在范圍內(nèi)。

18.如權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，還包括：

19.一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)通過如權(quán)利要求1至權(quán)利要求18任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的形成方法形成。

技術(shù)總結(jié)
一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及其形成方法，方法包括：提供襯底；在所述襯底上形成浮柵前驅(qū)層，所述浮柵前驅(qū)層的材料為MAX材料；對所述浮柵前驅(qū)層進(jìn)行相變處理以形成初始浮柵，所述初始浮柵為MXene材料；對所述初始浮柵進(jìn)行氧化處理，形成浮柵和包圍所述浮柵的阻擋層。多層MXene材料之間不易發(fā)生氧化且晶格失配問題小、可靠性高，作為浮柵材料提升了存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的性能，此外，在對所述初始浮柵進(jìn)行氧化處理的過程中，外層的初始浮柵MXene材料被氧化處理形成金屬氧化物，金屬氧化物作為阻擋層防止內(nèi)層浮柵的金屬離子外溢，進(jìn)一步優(yōu)化了存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：凌婉怡,任堃,吳永玉,高大為
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江創(chuàng)芯集成電路有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19