，所述第一介質(zhì)層的頂部高于或齊平于所述襯底表面，而且，在刻蝕部分浮柵層之后，所述第二結(jié)構(gòu)還位于溝槽一側(cè)的部分襯底表面，所述第二結(jié)構(gòu)通過所覆蓋的襯底表面與第一阱區(qū)相接觸。所述浮柵能夠通過所接觸的襯底表面與第一阱區(qū)接觸，則在形成所述第一介質(zhì)層之后，能夠在所述溝槽內(nèi)形成所述浮柵，使得形成所述半浮柵器件的工藝簡化。而且，所述浮柵僅通過一次形成浮柵層的工藝、以及一次刻蝕浮柵層的工藝即能形成，使所述浮柵層內(nèi)不具有氧化物界面或雜質(zhì)，所形成的浮柵電性能良好。
[0033]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，所述溝槽的側(cè)壁和底部表面形成第一介質(zhì)層，所述浮柵位于所述溝槽內(nèi)的第一介質(zhì)層表面、且暴露出位于溝槽一側(cè)側(cè)壁表面的部分第一介質(zhì)層頂部表面。所述浮柵能夠與第一阱區(qū)相接觸，由于浮柵內(nèi)摻雜有第二摻雜離子，第一阱區(qū)內(nèi)具有第一摻雜離子，所述第一摻雜離子和第二摻雜離子的導(dǎo)電類型相反，因此相接觸的浮柵和第一阱區(qū)能夠構(gòu)成隧穿場效應(yīng)晶體管。所述浮柵內(nèi)部不存在容易導(dǎo)致電性能不良的界面或雜質(zhì)，因此所形成的浮柵性能良好，使得所述半浮柵器件的性能更為穩(wěn)定、可靠性提高。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的半浮柵晶器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2至圖5是形成本發(fā)明一實(shí)施例的半浮柵器件的過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6至圖15是本發(fā)明另一實(shí)施例的半浮柵器件的形成過程的剖面結(jié)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)所形成的半浮柵器件性能不穩(wěn)定，可靠性較差。
[0038]請參考圖1，圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的半浮柵晶器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，包括:襯底100，所述襯底100內(nèi)具有摻雜阱區(qū)101，所述摻雜阱區(qū)101內(nèi)具有第一摻雜離子；位于所述襯底100內(nèi)的溝槽(未示出)，所述溝槽的底部低于所述摻雜阱區(qū)101的底部；位于所述溝槽的側(cè)壁和底部表面的柵介質(zhì)層102，所述柵介質(zhì)層102的頂部低于所述溝槽頂部；位于所述溝槽內(nèi)的柵介質(zhì)層102表面的第一浮柵層103,所述第一浮柵層103的表面與柵介質(zhì)層102的頂部齊平；位于部分第一浮柵層103表面的第二浮柵層104，所述第二浮柵層104暴露出部分第一浮柵層103表面、以及位于溝槽一側(cè)的柵介質(zhì)層102頂部表面，所述第二浮柵層104和第一浮柵層103構(gòu)成半浮柵，所述半浮柵內(nèi)摻雜有與第一摻雜離子類型相反的第二摻雜離子；位于所暴露出的柵介質(zhì)層102表面、所暴露出的第一浮柵層103表面、以及第二浮柵層104表面的絕緣層105 ;位于絕緣層105表面的控制柵層106 ;位于控制柵層106、半浮柵和柵介質(zhì)層102兩側(cè)的摻雜阱區(qū)101內(nèi)的源區(qū)107和漏區(qū)108，所述源區(qū)107和漏區(qū)108內(nèi)具有弟一彳多雜尚子。
[0039]以N型半浮柵器件為例，當(dāng)對控制柵106施加負(fù)偏壓，對漏區(qū)108施加正偏壓時(shí)，由半浮柵與摻雜阱區(qū)101形成的隧穿場效應(yīng)晶體管反偏，發(fā)生帶間隧穿，電子由漏區(qū)108注入到半浮柵中，使半浮柵中的電子數(shù)量增加，即呈寫入邏輯“O”狀態(tài)；當(dāng)對控制柵106施加正偏壓，并對漏區(qū)108施加負(fù)偏壓時(shí)，由半浮柵與摻雜阱區(qū)101形成的隧穿場效應(yīng)晶體管正偏打開，使得半浮柵中的存儲(chǔ)電子向源區(qū)釋放，導(dǎo)致半浮柵中的電子數(shù)量降低，即呈寫入邏輯“I”狀態(tài)。由于上述半浮柵器件的的注入和釋放機(jī)制，使得半浮柵器件的工作電壓大大降低，器件速度大大提高。
[0040]為了形成如圖1所述的半浮柵器件，請參考圖2至圖5，圖2至圖5是形成如圖1所示的半浮柵器件的過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]請參考圖2，提供襯底100，所述襯底100內(nèi)具有摻雜阱區(qū)101 ;在所述襯底100表面形成掩膜層120，所述掩膜層120暴露出部分摻雜阱區(qū)101的表面；以所述掩膜層120為掩膜，刻蝕所述襯底100，在襯底100內(nèi)形成溝槽130。
[0042]請參考圖3，采用熱氧化工藝在所述溝槽130的側(cè)壁和底部表面形成柵介質(zhì)層102。
[0043]請參考圖4，在所述溝槽130內(nèi)的柵介質(zhì)層102表面第一浮柵層103，所述第一浮柵層103的表面低于所述襯底100的表面。
[0044]請參考圖5，以所述第一浮柵層103作為掩膜，刻蝕靠近溝槽130頂部的部分柵介質(zhì)層102，以暴露出靠近溝槽130頂部的部分側(cè)壁表面。
[0045]其中，由于所需形成的柵介質(zhì)層102頂部需要低于所述溝槽130頂部，以便后續(xù)形成的半浮柵(如圖1所示)能夠與摻雜阱區(qū)101相接觸，因此，需要首先形成第一浮柵層103作為刻蝕柵介質(zhì)層102的掩膜，再于后續(xù)工藝形成位于第一浮柵層103部分表面的第二浮柵層104(如圖1所示)，以形成半浮柵。
[0046]然而，由于所述第一浮柵層103和第二浮柵層104通過兩步不同的工藝形成，而兩步不同的工藝之間，容易造成所述第一浮柵層103表面吸附雜質(zhì)、或形成自然氧化層，則后續(xù)在第一浮柵層103表面形成第二浮柵層104之后，容易致使所形成的第一浮柵層103和第二浮柵層104的接觸不良。因此，所形成的半浮柵的電性能不穩(wěn)定，所形成的半浮柵器件的穩(wěn)定性不佳。
[0047]為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種半浮柵器件及其形成方法。其中，在溝槽的側(cè)壁和底部表面形成第一介質(zhì)層之后，在溝槽內(nèi)的第一介質(zhì)層表面、以及襯底表面形成浮柵層，且所述浮柵層的表面高于所述襯底表面，之后，通過刻蝕所述浮柵層，直至暴露出位于溝槽一側(cè)側(cè)壁表面的部分第一介質(zhì)層頂部表面為止，能夠形成浮柵。所述形成的浮柵能夠與第一阱區(qū)相接觸，由于浮柵層內(nèi)摻雜有第二摻雜離子，第一阱區(qū)內(nèi)具有第一摻雜離子，所述第一摻雜離子和第二摻雜離子的導(dǎo)電類型相反，因此相接觸的浮柵和第一阱區(qū)能夠形成PN結(jié)，即隧穿場效應(yīng)晶體管。由于所述浮柵通過一層完整的浮柵層刻蝕形成，因此所形成的浮柵內(nèi)部不會(huì)存在電性能不良的界面或雜質(zhì)，因此所形成的浮柵性能改善，使得所形成的半浮柵器件的性能更為穩(wěn)定、可靠性提高。
[0048]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0049]圖6至圖15是本發(fā)明實(shí)施例的半浮柵器件的形成過程的剖面結(jié)示意圖。
[0050]請參考圖6，提供襯底200，所述襯底200內(nèi)具有第一阱區(qū)201，所述第一阱區(qū)201
內(nèi)摻雜有第一摻雜離子。
[0051]所述襯底200為硅襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底、絕緣體上硅襯底、絕緣體上鍺襯底、玻璃襯底或II1-V族化合物襯底(例如氮化鎵襯底或砷化鎵襯底等)。本實(shí)施例中，所述襯底200為硅襯底，則后續(xù)能夠通過氧化工藝在后續(xù)形成的溝槽側(cè)壁和底部表面形成柵介質(zhì)層，且所形成的柵介質(zhì)層材料為氧化硅。
[0052]所述第一阱區(qū)201形成于襯底200內(nèi)的表面區(qū)域，所述第一阱區(qū)201通過離子注入工藝形成，且所述第一阱區(qū)201的摻雜類型與后續(xù)形成的源區(qū)和漏區(qū)的摻雜類型相同；在所述第一講區(qū)201內(nèi)，第一摻雜離子的濃度為lE17atom/cm3?lE18atom/cm3。后續(xù)形成的浮柵底部低于所述第一阱區(qū)201的底部，使得所述第一阱區(qū)201位于后續(xù)形成的浮柵的兩側(cè)，所述第一阱區(qū)201能夠與后續(xù)所接觸的浮柵構(gòu)成PN結(jié)，以形成隧穿場效應(yīng)晶體管。在本實(shí)施例中，所述第一阱區(qū)201內(nèi)的第一摻雜離子為N型離子，所述N型離子包括磷離子或砷離子。在另一實(shí)施例中，所述第一阱區(qū)201內(nèi)的第一摻雜離子為P型離子，所述P型離子包括銦離子或硼離子。
[0053]在本實(shí)施例中，所述襯底200內(nèi)的第一阱區(qū)201底部還具有第二阱區(qū)202，所述第二阱區(qū)202內(nèi)摻雜有第二摻雜離子，且所述第二摻雜離子的導(dǎo)電類型與第一摻雜離子相反，所述第二摻雜離子的濃度大于第一阱區(qū)201內(nèi)的第二摻雜離子的濃度，在所述第二阱區(qū)202內(nèi)，所述第二摻雜離子的濃度小于或等于lE16atomS/cm3。后續(xù)形成的浮柵底部位于所述第二阱區(qū)202內(nèi)，而所述第二阱區(qū)202與所述浮柵相鄰的部分區(qū)域用于形成半浮柵器件的溝道區(qū)。在本實(shí)施例中，所述第二阱區(qū)202內(nèi)的第二摻雜離子為P型離子，所述P型離子包括銦離子或硼離子。在另一實(shí)施例中，所述第二阱區(qū)202內(nèi)的第二摻雜離子為N型離子包括磷離子或砷離子。在一實(shí)施例中，所述第二阱區(qū)202采用離子注入工藝形成。在另一實(shí)施例中，所述襯底200為P型襯底或N型襯底，即位于第一阱區(qū)201底部的襯底200均作為第二阱區(qū)。
[0054]請參考圖7，在所述襯底200內(nèi)形成溝槽203，所述溝槽203的底部低于所述第一阱區(qū)201的底部。
[0055]所述溝槽203的形成工藝包括:在襯底200表面形成掩膜層204，所述掩膜層204暴露出部分襯底200表面；以所述掩膜層204為掩膜，刻蝕所述襯底200，在所述襯底200內(nèi)形成溝槽203。
[0056]所述掩膜層204的形成工藝包括:在襯底200表面形成掩膜薄膜；在所述掩膜薄膜表面形成圖形化的光刻膠層，所述光刻膠層暴露出需要形成溝槽203的對應(yīng)區(qū)域；以所述光刻膠層為掩膜，刻蝕所述掩膜薄膜直至暴露出襯底200表面為止，形成掩膜層204 ;在刻蝕所述掩膜薄膜之后，去除所述光刻膠層。