质层之后，在沟槽内的第一介质层表面、以及衬底表面形成浮栅层，且所述浮栅层的表面高于所述衬底表面，之后，通过刻蚀所述浮栅层，直至暴露出位于沟槽一侧侧壁表面的部分第一介质层顶部表面为止，能够形成浮栅。所述形成的浮栅能够与第一阱区相接触，由于浮栅层内掺杂有第二掺杂离子，第一阱区内掺杂有第一掺杂离子，所述第一掺杂离子和第二掺杂离子的导电类型相反，因此相接触的浮栅和第一阱区能够构成PN结，进而形成隧穿场效应晶体管。由于所述浮栅由一层完整的浮栅层刻蚀形成，因此所形成的浮栅内不存在容易导致性能不良的界面或杂质，尤其是浮栅的第一结构和第二结构之间的接触界面性能稳定。因此，所形成的浮栅性能改善，使得所形成的半浮栅器件的性能更为稳定、可靠性提高。
[0103]相应的，本发明实施例还提供一种采用上述方法形成的半浮栅器件，请继续参考图15，包括:衬底200，所述衬底200内具有第一阱区201，所述第一阱区201内具有第一掺杂离子；位于所述衬底200内的沟槽(未示出)，所述沟槽的底部低于所述第一阱区201的底部；位于所述沟槽的侧壁和底部表面的第一介质层205 ;浮栅207a，所述浮栅内具有第二掺杂离子，所述第二掺杂离子的导电类型与第一掺杂离子相反，所述浮栅207a包括位于所述沟槽内的第一介质层205表面的第一结构271、以及位于第一结构271部分表面的第二结构272，所述第二结构272与位于沟槽一侧的部分第一阱201相接触，且所述第二结构272暴露出位于沟槽另一侧侧壁表面的第一介质层205顶部；位于所述浮栅207a表面的第二介质层208，所述第二介质层208与所述浮栅207a暴露出的第一介质层205相连接；位于所述第二介质层208表面的控制栅209。
[0104]本实施例中，所述沟槽的侧壁和底部表面形成第一介质层，所述浮栅位于所述沟槽内的第一介质层表面、且暴露出位于沟槽一侧侧壁表面的部分第一介质层顶部表面。所述浮栅能够与第一阱区相接触，由于浮栅内掺杂有第二掺杂离子，第一阱区内具有第一掺杂离子，所述第一掺杂离子和第二掺杂离子的导电类型相反，因此相接触的浮栅和第一阱区能够构成隧穿场效应晶体管。所述浮栅内部不存在容易导致电性能不良的界面或杂质，因此所形成的浮栅性能良好，使得所述半浮栅器件的性能更为稳定、可靠性提高。
[0105]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种半浮栅器件的形成方法，其特征在于，包括: 提供衬底，所述衬底内具有第一阱区，所述第一阱区内掺杂有第一掺杂离子； 在所述衬底内形成沟槽，所述沟槽的底部低于所述第一阱区的底部； 在所述沟槽的侧壁和底部表面形成第一介质层； 在所述沟槽内的第一介质层表面和衬底表面形成浮栅层，所述浮栅层的表面高于所述衬底表面，所述浮栅层内掺杂有第二掺杂离子，所述第二掺杂离子的导电类型与第一掺杂离子相反； 刻蚀部分浮栅层，形成浮栅，所述浮栅包括位于所述沟槽内的第一介质层表面的第一结构、以及位于第一结构部分表面的第二结构，所述第二结构与位于沟槽一侧的部分第一阱区相接触，且所述第二结构暴露出位于沟槽另一侧侧壁表面的第一介质层顶部； 在所述浮栅表面形成第二介质层，所述第二介质层与所述浮栅暴露出的第一介质层相连接； 在所述第二介质层表面形成控制栅。2.如权利要求1所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，还包括:形成浮栅层之前，在所述第一介质层的表面形成牺牲层，所述牺牲层的表面低于所述衬底表面；以所述牺牲层为掩膜，刻蚀所述第一介质层，暴露出靠近衬底表面的部分沟槽的侧壁表面；在刻蚀所述第一介质层之后，去除所述牺牲层；在去除所述牺牲层之后，形成所述浮栅层。3.如权利要求2所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，在刻蚀部分浮栅层之后，所述第二结构仅位于所述第一结构表面，所述第二结构通过所述沟槽暴露出的侧壁表面与第一阱区相接触。4.如权利要求2所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，在刻蚀部分浮栅层之后，所述第二结构还位于沟槽一侧的部分衬底表面，所述第二结构通过所述沟槽暴露出的侧壁表面、以及所覆盖的衬底表面与第一阱区相接触。5.如权利要求1所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的顶部高于或齐平于所述衬底表面。6.如权利要求5所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，在刻蚀部分浮栅层之后，所述第二结构还位于沟槽一侧的部分衬底表面，所述第二结构通过所覆盖的衬底表面与第一阱区相接触。7.如权利要求1所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，所述沟槽的形成工艺包括:在衬底表面形成掩膜层，所述掩膜层暴露出部分衬底表面；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述衬底，在所述衬底内形成沟槽。8.如权利要求7所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的形成工艺为氧化工艺。9.如权利要求7所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，所述掩膜层包括:位于衬底表面的氧化硅层、以及位于所述氧化硅层表面的氮化硅层。10.如权利要求9所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，还包括:形成浮栅层之前，在所述第一介质层的表面形成牺牲层；以所述牺牲层为掩膜，刻蚀所述掩膜层，直至暴露出靠近衬底表面为止；在刻蚀所述掩膜层之后，去除所述牺牲层；在去除所述牺牲层之后，形成所述浮栅层。11.如权利要求10所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的表面低于所述衬底的表面，还包括:以所述牺牲层为掩膜，刻蚀所述第一介质层，暴露出靠近衬底表面的部分沟槽的侧壁表面。12.如权利要求10所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的表面高于或齐平于所述衬底表面。13.如权利要求1所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，所述控制栅和第二介质层的形成工艺包括:在衬底表面、第一介质层暴露出的顶部表面、以及浮栅表面形成第二介质膜；在所述第二介质膜表面形成控制栅层；刻蚀所述控制栅层和第二介质膜，直至暴露出衬底表面为止，形成第二介质层和控制栅层。14.如权利要求1所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，在形成所述控制栅之后，在所述控制栅、第二介质层、浮栅和第一介质层两侧的第一阱区内形成源区和漏区，所述源区和漏区内掺杂有第一掺杂离子，且所述源区和漏区内的掺杂浓度高于第一阱区内的掺杂浓度。15.如权利要求14所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，在形成所述源区和漏区之前，在所述控制栅的侧壁表面形成侧墙。16.如权利要求1所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，还包括:在所述衬底内的第一阱区底部形成第二阱区，所述第二阱区内掺杂有第二掺杂离子。17.如权利要求16所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，所述第二阱区的掺杂浓度低于所述第一阱区的掺杂浓度。18.如权利要求1所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，所述浮栅层内的掺杂浓度大于所述第一阱区内的掺杂浓度。19.如权利要求1所述的半浮栅器件的形成方法，其特征在于，所述衬底的材料为硅；所述第一介质层的材料为氧化硅；所述浮栅层的材料为多晶硅；所述第二介质层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种组合；所述控制栅的材料为多晶硅。20.一种采用如权利要求1至19任一项方法所形成的半浮栅器件，其特征在于，包括: 衬底，所述衬底内具有第一阱区，所述第一阱区内具有第一掺杂离子； 位于所述衬底内的沟槽，所述沟槽的底部低于所述第一阱区的底部； 位于所述沟槽的侧壁和底部表面的第一介质层； 浮栅，所述浮栅内具有第二掺杂离子，所述第二掺杂离子的导电类型与第一掺杂离子相反，所述浮栅包括位于所述沟槽内的第一介质层表面的第一结构、以及位于第一结构部分表面的第二结构，所述第二结构与位于沟槽一侧的部分第一阱区相接触，且所述第二结构暴露出位于沟槽另一侧侧壁表面的第一介质层顶部； 位于所述浮栅表面的第二介质层，所述第二介质层与所述浮栅暴露出的第一介质层相连接； 位于所述第二介质层表面的控制栅。
【专利摘要】一种半浮栅器件及其形成方法，形成方法包括：提供衬底，衬底内具有第一阱区；在衬底内形成沟槽，沟槽的底部低于第一阱区的底部；在沟槽的侧壁和底部表面形成第一介质层；在沟槽内的第一介质层表面和衬底表面形成浮栅层，浮栅层的表面高于衬底表面，浮栅层内和第一阱区内的掺杂类型相反；刻蚀部分浮栅层，形成浮栅，浮栅包括位于沟槽内的第一结构、以及位于第一结构部分表面的第二结构，第二结构与位于沟槽一侧的部分第一阱区相接触，且第二结构暴露出位于沟槽另一侧侧壁表面的第一介质层顶部；在浮栅表面形成第二介质层，第二介质层与浮栅暴露出的第一介质层相连接；在第二介质层表面形成控制栅。所形成的半浮栅器件性能改善。
【IPC分类】H01L21/336, H01L29/423, H01L29/788, H01L21/28
【公开号】CN105336622
【申请号】CN201410370627
【发明人】王文博, 卜伟海, 康劲
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年7月30日