本发明公开了一种基于SiC_x织构的硅量子点浮栅非易失性半导体存储器及其制备方法，包括硅衬底，在硅衬底上掺杂形成的源导电区和漏导电区，以及在源漏之间的载流子沟道上依次生长的隧穿氧化层、电荷存储层、控制栅氧化层及金属栅层；所述电荷存储层包括SiC_x织构和横纵向均匀分布于SiC_x织构中的硅量子点。本发明有效利用硅量子点-SiC_x织构间的隧穿势垒，构成了控制栅氧化层-SiC_x织构-Si量子点-SiC_x织构-隧穿氧化层双阶梯势垒电荷存储结构；不仅可实现电荷的有效分立存储，增强电荷保持特性，还允许器件具有更薄的隧穿氧化层，加快了电荷的擦写速度，使存储器的综合性能得到全面提升，并为器件的尺寸进一步缩小提供了技术支持。