專利名稱：包括具有超晶格溝道的浮柵存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體器件及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
授予Wang等人的美國專利No. 5,357,119公開了 一種具 有通過減少分散在超晶格中的合金而實(shí)現(xiàn)的較高遷移率的Si-Ge短周 期超晶格。在這一系列中，授予Candelaria的美國專利No. 5,683,934 公開了一種包括溝道層的遷移率提高的MOSFET，該溝道層包括硅和基本以一定百分比出現(xiàn)在硅晶格中的第二種材料的合金，這使得溝 道層受到拉張應(yīng)力。圖2是

圖1的半導(dǎo)體器件的替代實(shí)施例的示意橫截面圖。 100201圖3是如圖1中所示的超晶格的顯著放大示意橫截面圖。 [0021|圖4是圖1中所示超晶格的一部分的透視示意原子圖。[0022圖5是可以在圖1的器件中使用的超晶格的另一實(shí)施例 的顯著放大示意橫截面圖。類似地，可以在浮置與控制柵極37"、 39"之間形成第二 超晶格絕緣層55'，使得在其之間提供垂直絕緣。超晶格絕緣層55"可 以具有與超晶格25"相同的構(gòu)造，或者它們可以具有不同的構(gòu)造，其 示例將在下文中進(jìn)一步討論。當(dāng)然，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的 那樣，也可以使用氧化物或其它絕緣層來代替此構(gòu)造中的超晶格絕緣 層55"。
[0036申請(qǐng)人已經(jīng)識(shí)別了用于存儲(chǔ)器件20的溝道區(qū)的改進(jìn)材料 和結(jié)構(gòu)。更具體地說，申請(qǐng)人已識(shí)別了具有其對(duì)于電子和/或空穴的適 當(dāng)電導(dǎo)有效質(zhì)量基本上小于對(duì)于硅的相應(yīng)值的能帶結(jié)構(gòu)的材料或結(jié) 構(gòu)。
100371現(xiàn)在另外參照?qǐng)D3和4，所述材料或結(jié)構(gòu)可以是超晶格 25的形式，其結(jié)構(gòu)被控制在原子或分子水平，并且可以使用原子或分 子層沉積的已知技術(shù)來形成。如對(duì)圖3的示意橫截面圖的特定參照而 可能最透徹地理解的那樣，超晶格25包括以堆疊關(guān)系布置的多個(gè)層組45a-45n。
[0038J超晶格25的每個(gè)層組45a -4511說明性地包括限定各自基 底半導(dǎo)體部分46a - 46n和其上的能帶改性層50的多個(gè)堆疊基底半導(dǎo) 體單層46。為了圖示的清晰起見，能帶改性層50在圖3中用點(diǎn)虛線 來指示。
[00391能帶改性層50說明性地包括限制在相鄰基底半導(dǎo)體部分 的晶格內(nèi)的一個(gè)非半導(dǎo)體單層。在其它實(shí)施例中， 一個(gè)以上此類單層 是可能的。應(yīng)注意到此處提及的非半導(dǎo)體或半導(dǎo)體單層意指用于單層 的材料如果成塊地形成則將是非半導(dǎo)體或半導(dǎo)體。即，如本領(lǐng)域的技 術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的那樣，諸如半導(dǎo)體等材料的一個(gè)單層可能不一定表 現(xiàn)出與其成塊地形成或在相對(duì)較厚層中相同的特性。
[0040|申請(qǐng)人在不希望受此束綽的情況下建立這樣的理論，即 能帶改性層50和相鄰基底半導(dǎo)體部分46a - 46n引起超晶格25具有在
考慮到另二種方式，此平;亍方向與堆1方向°垂直。:帶改性層50還 可以引起超晶格25具有公共能帶結(jié)構(gòu)。
|0041|還建立這樣的理論，即諸如所示存儲(chǔ)器件20等半導(dǎo)體器 件基于比在其它情況下低的電導(dǎo)有效質(zhì)量而取得較高的電荷載流子 遷移率。在一些實(shí)施例中，且由于由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的能帶工程，如下文 中將詳細(xì)描述的，超晶格25還可以具有基本直接的能帶隙，其可能 對(duì)于光電子器件特別有利。
[0042如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，存儲(chǔ)器件20的源 極/漏極區(qū)22、 23、 26、 27和柵極結(jié)構(gòu)35可以視為用于引起電荷載流 子相對(duì)于堆疊組45a - 45n的層在平行方向上穿過超晶格的運(yùn)輸?shù)膮^(qū) 域。本發(fā)明也考慮其它此類區(qū)域。
[00431超晶格25還說明性地包括上層組45n上的蓋層52。蓋層 52可以包括多個(gè)基底半導(dǎo)體單層46。蓋層52可以在基底半導(dǎo)體的2 ~ IOO單層之間，更優(yōu)選地在10~50單層之間。在以上圖2中所示的實(shí) 施例中，浮置柵極37"可以通過將蓋層52形成至希望的厚度并將蓋層摻雜至希望的摻雜劑濃度來形成。類似地，控制柵極層也可以通過適
當(dāng)?shù)負(fù)诫s超晶格絕緣層55'，的蓋層52"和確定其尺寸來形成。
00441每個(gè)基底半導(dǎo)體部分46a - 46n可以包括選自由第IV族 半導(dǎo)體、第III-V族半導(dǎo)體、以及第II-VI族半導(dǎo)體組成的組中的基 底半導(dǎo)體。當(dāng)然，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，術(shù)語第IV 族半導(dǎo)體還包括第IV-IV族半導(dǎo)體。更具體地，例如，所述基底半導(dǎo) 體可以包括硅和鍺中的至少一個(gè)。
|0045例如，每個(gè)能帶改性層50可以包括選自由氧、氮、氟、 以及碳-氧組成的組中的非半導(dǎo)體。該非半導(dǎo)體也通過下一層的沉積而 具有希望的熱穩(wěn)定性使得從而有利于制造。在其它實(shí)施例中，如本領(lǐng) 域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，所述非半導(dǎo)體可以是與給定半導(dǎo)體工
藝相容的另一種無機(jī)或有機(jī)元素或化合物。例如，更具體地，所述基 底半導(dǎo)體可以包括硅和鍺中的至少一個(gè)。
[00461應(yīng)注意的是術(shù)語單層意指包括單個(gè)原子層以及單個(gè)分子 層。還應(yīng)注意的是由一個(gè)單層提供的能帶改性層50還意指包括其中 不是所有可能的位置均被占據(jù)的單層。例如，特別地參照?qǐng)D4的原子 圖，對(duì)于作為基底半導(dǎo)體材料的硅、及作為能帶改性材料的氧，示出 了4/l重復(fù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于氧，僅有一半可能的位置被占據(jù)。
[0047|在其它實(shí)施例中和/或用不同的材料，這一半的占據(jù)不一 定是如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的情形。事實(shí)上，即使在此示意圖 中也可以看到給定單層中的氧的單個(gè)原子并不如原子沉積領(lǐng)域的技 術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣精確地沿著平面對(duì)準(zhǔn)。舉例來說，優(yōu)選的占據(jù) 范圍是充滿的可能氧位置的約八分之一至約一半，雖然某些實(shí)施例中 可以使用其它數(shù)字。
[00481目前在傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝中廣泛地使用硅和氧，因此，制 造商將輕易地能夠使用如此處所述的這些材料?，F(xiàn)在還廣泛地使用原 子或單層沉積。因此，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，可以輕 易地采用并實(shí)現(xiàn)依照本發(fā)明而并入超晶格25的半導(dǎo)體器件。
I0049J申請(qǐng)人在不希望受此束縛的情況下建立這樣的理論，即對(duì)于諸如Si/0超晶格等超晶格，例如，硅單層的數(shù)目應(yīng)理想地為七個(gè)
或更少，使得超晶格的能帶是公共的或始終相對(duì)一致的，以實(shí)現(xiàn)希望
的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于Si/0,圖3和4中所示的4/1重復(fù)結(jié)構(gòu)已被模型化以指 示X軸方向上對(duì)于電子和空穴的提高的遷移率。例如，對(duì)于電子，所 計(jì)算的電導(dǎo)有效質(zhì)量(對(duì)于塊體硅為各向同性)是0.26，對(duì)于X軸方 向上的4/1 SiO超晶格，其為0.12，結(jié)果得到比值0.46。類似地，對(duì) 于空穴的計(jì)算得到對(duì)于塊體硅為0.36的值，對(duì)于4/1 Si/O超晶格為 0.16的值，結(jié)果得到比值0.44。
10050雖然在某些半導(dǎo)體器件中這樣的方向優(yōu)先特征可能是希 望的，其它器件可以受益于與層組平行的任何方向上遷移率的更均勻 的增大。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，還可以有益于具有對(duì) 于電子或空穴兩者、或這些電荷載流子中的僅一種的增大遷移率。
|0051 j對(duì)于超晶格25的4/1 Si/O實(shí)施例的較低電導(dǎo)有效質(zhì)量可 以小于其它情況下發(fā)生的電導(dǎo)有效質(zhì)量的三分之二，并且這適用于電 子和空穴兩者。當(dāng)然，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，超晶格 25還可以在其中包括至少一種類型的電導(dǎo)率摻雜劑。
|0052|事實(shí)上，現(xiàn)在另外參照?qǐng)D5,現(xiàn)在將描述具有依照本發(fā)明 的具有不同特性的超晶格25'的另一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，示出了 重復(fù)圖案3/1/5/1。更具體地，最低的基底半導(dǎo)體部分46a'具有單層， 第二最低的基底半導(dǎo)體部分46b'具有五個(gè)單層。這種圖案在整個(gè)超晶 格25'中重復(fù)。每個(gè)能帶改性層50，可以包括一個(gè)單層。對(duì)于包括Si/0 的此類超晶格25'，載流子遷移率的提高與層的在平面中的取向無關(guān)。 圖5中未具體地提及的那些其它元素與以上參照?qǐng)D2所討論的那些類 似，并且此處不需要進(jìn)一步討論。
[0053j在一些器件實(shí)施例中，超晶格的所有基底半導(dǎo)體部分可 以具有相同數(shù)目的單層的厚度。在其它實(shí)施例中，至少一些基底半導(dǎo) 體部分可以具有不同數(shù)目的單層的厚度。在另外的其它實(shí)施例中，所 有基底半導(dǎo)體部分可以具有不同數(shù)目的單層的厚度。
|005引在圖6A-6C中，示出了使用密度泛函理論(DFT)而計(jì)算的能帶結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域中眾所周知的是DFT低估帶隙的絕對(duì)值。因 此，可以通過適當(dāng)?shù)?裁剪修正(scissors correction )，，來使帶隙上的 所有能帶移位。但是，能帶的形狀被公知為可靠得多。垂直能量軸應(yīng) 就此而解釋。
[0055J圖6A示出了從如在現(xiàn)有技術(shù)中的塊體硅(由連續(xù)線表 示)和對(duì)于如圖1中所示的4/1 Si/0超晶格25 (由虛線表示)兩者的 從伽瑪點(diǎn)(G)計(jì)算的能帶結(jié)構(gòu)。所述方向參考4/1 Si/0結(jié)構(gòu)的單位 晶胞并且不參考傳統(tǒng)Si單位晶胞，雖然圖1中的(001)方向?qū)?yīng)于 傳統(tǒng)Si單位晶胞的(001)方向，并因此而顯示了 Si導(dǎo)帶最低點(diǎn)的預(yù) 期位置。圖中的(100 )和(010 )方向?qū)?yīng)于傳統(tǒng)Si單位晶胞的(110 ) 和(-110)方向。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到對(duì)于4/1 Si/0結(jié)構(gòu)，圖 上的Si能帶被折疊使得在適當(dāng)?shù)牡挂拙Ц穹较蛏媳硎舅鼈儭?br> |0056j能夠看出對(duì)于4/1 Si/0結(jié)構(gòu)，導(dǎo)帶最低點(diǎn)與塊體硅(Si) 相反而位于伽瑪點(diǎn)，而價(jià)帶最低點(diǎn)出現(xiàn)在(001)方向上的布利淵區(qū) 的邊緣，我們稱其為Z點(diǎn)。由于由附加氧層引入的擾動(dòng)而引起的能帶 分裂，還可以注意到與Si的導(dǎo)帶最低點(diǎn)的曲率相比4/1 Si/O結(jié)構(gòu)的導(dǎo) 帶最低點(diǎn)的較大曲率。
00571圖6B示出了對(duì)于塊體硅(連續(xù)線)和4/lSi/0超晶格25 (虛線)從Z點(diǎn)計(jì)算的能帶結(jié)構(gòu)。本圖示出了 (100)方向上價(jià)帶的 提高的曲率。
[0058圖6C示出了從塊體硅(連續(xù)線)和對(duì)于如圖5中所示的 5/1/3/1 Si/O超晶格25'(虛線)兩者的由伽瑪和Z點(diǎn)計(jì)算的能帶結(jié)構(gòu) 的圖示。由于5/1/3/1 Si/O結(jié)構(gòu)的對(duì)稱，(100)和(010)方向上所 計(jì)算的能帶結(jié)構(gòu)是等價(jià)的。因此，可以預(yù)期，在平行于各個(gè)層、即垂 直于(001)堆疊方向的平面中，電導(dǎo)有效質(zhì)量和遷移率是各向同性。 請(qǐng)注意，在5/1/3/1 Si/0示例中，導(dǎo)帶最低點(diǎn)和價(jià)帶最低點(diǎn)均在Z點(diǎn) 處或接近于Z點(diǎn)。
100591雖然增大的曲率是減小的有效質(zhì)量的指示，但可以經(jīng)由 電導(dǎo)率倒易有效質(zhì)量張量計(jì)算來進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^和區(qū)別。這引導(dǎo)申請(qǐng)人進(jìn)一步建立這樣的理論，即5/1/3/1超晶格25，應(yīng)是基本直接的帶隙。 如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的那樣，用于光躍遷的適當(dāng)矩陣元素是直 接與間接帶隙特性之間的區(qū)別的另 一種指示。
[0060現(xiàn)在另外參照?qǐng)D7A-7E,現(xiàn)在將描述制造存儲(chǔ)器件20的 方法。該方法從提供硅襯底21開始。舉例來說，該襯底可以具有<100> 取向的輕摻雜P型或N型單晶硅的八英寸晶片21，雖然也可以使用 其它適當(dāng)?shù)囊r底。依照本示例，隨后跨越襯底21的上表面形成超晶 格25材料層。
[0061更具體地，使用原子層沉積來在襯底21的整個(gè)表面沉積 超晶格25并形成外延硅蓋層52，如上所述，并且將所述表面平面化 以達(dá)到圖7A的結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意的是在一些實(shí)施例中，如本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，超晶格25材料可以有選擇地沉積在將形成溝 道的那些區(qū)域中，而不是跨越整個(gè)襯底21上。此外，不是在所有實(shí) 施例中都可能需要平面化。
[0062|外延硅蓋層52可以具有優(yōu)選厚度以防止柵極氧化物生長 或任何隨后的其它氧化期間的超晶格消耗，同時(shí)降低或最小化硅蓋層 的厚度以減少與超晶格平行的任何傳導(dǎo)路徑。根據(jù)用于給定氧化物生 長消耗下層硅的約45%的眾所周知的關(guān)系，硅蓋層52可以大于生長 的柵極氧化物厚度的45。/。加上小的增量使得解決為本領(lǐng)域的技術(shù)人 員所知的制造容差。對(duì)于本示例，假設(shè)25埃柵極的生長，可以使用 約13-15埃的蓋層厚度。
[0063|圖7B示出了形成第一絕緣層?xùn)艠O氧化物37、浮置柵極 37、第二絕緣層38、以及柵極電極36之后的存儲(chǔ)器件20。更具體地， 執(zhí)行了兩個(gè)柵極氧化物和多晶硅沉積步驟，繼之以圖案化和/或刻蝕以 形成柵極堆層。多晶硅沉積指的是將硅低壓化學(xué)汽相沉積(LPCVD) 到氧化物上的(因此其形成多晶硅材料)。所述步驟包括用P+或As-進(jìn)行摻雜以使其導(dǎo)電，并且例如所述層可以約250 nm厚。如本領(lǐng)域 的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，在LDD形成之后則可以在超晶格25之 上形成側(cè)壁隔離物40、 41。[0064在替代實(shí)施例中，第一柵極絕緣層36可以省略，并在浮 置柵極層37而不是第二柵極絕緣層38上以與如上所述相同的方式形 成超晶格絕緣層55"。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，這提供 了如圖2中所示的替代柵極結(jié)構(gòu)。
[0065J如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，部分超晶格25材 料和襯底21可以在源極/漏極區(qū)中去除。如可以看到的那樣，此步驟 還形成位于超晶格25下面的襯底21的下層部分24?？梢砸耘c上文中 對(duì)于柵極結(jié)構(gòu)35所述的類似的方式來刻蝕超晶格25。但是，應(yīng)注意 的是在超晶格25中存在例如氧等非半導(dǎo)體，除非含氧量高到足以形 成Si02并且可以使用為氧化物而非硅配置的刻蝕劑來更容易地刻蝕， 否則仍然用為硅或多晶硅配置的刻蝕劑來刻蝕超晶格。當(dāng)然，如本領(lǐng) 域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，對(duì)于給定執(zhí)行過程的適當(dāng)刻蝕將根據(jù) 用于超晶格25和襯底21的結(jié)構(gòu)和材料而改變。
100661另外，所述圖案化步驟可以包括執(zhí)行旋涂光刻、烘焙、 曝光(即平版印刷步驟)，并將抗蝕劑顯影。通常，所述圖案隨后被 轉(zhuǎn)印到在刻蝕步驟期間充當(dāng)刻蝕掩膜的另 一個(gè)層(氧化物或氮化物)。 所述刻蝕步驟通常是材料選擇性(例如比氧化物快十倍地刻蝕硅)的 等離子體刻蝕(各向異性、干法刻蝕)并將光刻圖案轉(zhuǎn)印到相關(guān)材料 中。
00671參照?qǐng)D7C，使用n型或p型LDD注入、退火、以及清 潔來形成輕摻雜的源極和漏極("LDD")擴(kuò)展22、 23。在LDD注入 之前或之后可以使用退火步驟，但是根據(jù)具體的工藝，可以將其省略。 所述清潔步驟是化學(xué)刻蝕使得在沉積氧化物層之前去除金屬和有機(jī)物。 [00681圖7D中示出了源極和漏極區(qū)26、 27的注入。SiCb層被 沉積并^L回蝕。用適當(dāng)?shù)腘型或P型離子注入來形成源極和漏極區(qū) 26、 27。隨后，將該結(jié)構(gòu)退火并清潔。然后執(zhí)行自對(duì)準(zhǔn)硅化形成以形 成硅化物層30、 31、以及34，并形成源極/漏極接觸32、 33以提供圖 1中所示的最終半導(dǎo)體器件20。所述硅化物形成亦稱硅化(salicidation)。所述硅化工藝包括金屬沉積(例如Ti)、氮退火、 金屬刻蝕、以及二次退火。
[0069當(dāng)然，前面所述僅是其中可以使用本發(fā)明的工藝和器件 的一個(gè)示例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解其在許多其它工藝和器件中的 應(yīng)用和使用。在其它工藝和器件中，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以在一部分晶片 或基本上穿過整個(gè)晶片來形成。另外， 一些實(shí)施例中對(duì)于形成超晶格 25，也可能不需要原子層沉積工具的使用。例如，如本領(lǐng)域的技術(shù)人 員將認(rèn)識(shí)到的那樣，可以用與單層的控制相容的工藝條件使用CVD 工具來形成單層。
0070j本領(lǐng)域的技術(shù)人員將想到本發(fā)明的許多變體及其它實(shí)施 例，其具有前述說明及相關(guān)附圖中出現(xiàn)的教導(dǎo)內(nèi)容的益處。因此，應(yīng)
理解的是本發(fā)明不限于所公開的具體實(shí)施例，并且意欲將變體和實(shí)施 例包括在隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體器件，其包括半導(dǎo)體襯底；以及至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)單元，該至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)單元包括間隔開的源極區(qū)和漏極區(qū)，超晶格溝道，該超晶格溝道包括在所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間的所述半導(dǎo)體襯底上的多個(gè)堆疊的層組，所述超晶格溝道的每個(gè)層組包括多個(gè)堆疊的基底半導(dǎo)體單層，該多個(gè)堆疊的基底半導(dǎo)體單層限定基底半導(dǎo)體部分及其上的能帶改性層，所述能帶改性層包括限制在相鄰基底半導(dǎo)體部分的晶格內(nèi)的至少一個(gè)非半導(dǎo)體單層，與所述超晶格溝道相鄰的浮置柵極，以及與所述浮置柵極電極相鄰的控制柵極。
2. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中，所述非易失性存儲(chǔ)單元還 包括在所迷浮置柵極與所述控制柵極之間的第 一 絕緣層。
3. 權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件，其中，所述至少一個(gè)非易失性存 儲(chǔ)單元還包括在所述超晶格溝道與所述浮置柵極之間的第二絕緣層。
4. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中，所述至少一個(gè)非易失性存 儲(chǔ)單元還包括在所述浮置柵極與所述控制柵極之間的超晶格絕緣層。
5. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，還包括所述源極區(qū)與漏極區(qū)中的 至少一個(gè)上的接觸層。
6. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中，所述超晶格溝道在其中具 有公共能帶結(jié)構(gòu)。
7. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中，所述超晶格溝道具有比沒 有能帶改性層的情況下更高的電荷栽流子遷移率。
8. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，硅。
9. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，鍺。
10. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，
11. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件， 單層的厚度。
12. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件， 小于八個(gè)單層的厚度。
13. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件， 本直接的能帶隙。
14. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件， 上層組上的基底半導(dǎo)體蓋層。
15. 權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件， 具有相同數(shù)目的單層的厚度。其中，每個(gè)基底半導(dǎo)體部分包括 其中，每個(gè)基底半導(dǎo)體部分包括其中，每個(gè)能帶改性層包括氧。 其中，每個(gè)能帶改性層具有一個(gè)其中，每個(gè)基底半導(dǎo)體部分具有其中，所述超晶格溝道還具有基其中，所述超晶格溝道還包括最其中，所有所述基底半導(dǎo)體部分
16. 權(quán)利要求l的半導(dǎo)體器件，其中，至少一些所述基底半導(dǎo)體 部分具有不同數(shù)目的單層的厚度。
17. 權(quán)利要求l的半導(dǎo)體器件，其中，每個(gè)能帶改性層包括選自 由氧、氮、氟、以及碳-氧組成的組中的非半導(dǎo)體。
18. —種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其包括 提供半導(dǎo)體襯底；以及通過以下步驟形成至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)單元 形式間隔開的源極區(qū)和漏極區(qū)，形成超晶格溝道，該超晶格溝道包括在所述源極和漏極區(qū) 之間的所述半導(dǎo)體襯底上的多個(gè)堆疊的層組，所述超晶格溝道的每個(gè)層組包括多個(gè)堆疊的基底半導(dǎo)體 單層，該多個(gè)堆疊的基底半導(dǎo)體單層限定基底半導(dǎo)體部分及其 上的能帶改性層，所述能帶改性層包括限制在相鄰基底半導(dǎo)體部分的晶格 內(nèi)的至少一個(gè)非半導(dǎo)體單層，形成與所述超晶格溝道相鄰的浮置柵極，以及形成與所述浮置柵極相鄰的控制柵極。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中，形成所述至少一個(gè)非易失性存 儲(chǔ)單元還包括在所述超晶格溝道與所述浮置柵極之間形成第一絕緣層。
20. 權(quán)利要求19的方法，其中，形成所述至少一個(gè)非易失性存 儲(chǔ)單元還包括在所述浮置柵極與所述控制柵極之間形成第二絕緣層。
21. 權(quán)利要求18的方法，其中，形成所述至少一個(gè)非易失性存 儲(chǔ)單元還包括在所述浮置柵極與所述控制柵極之間形成超晶格絕緣層。
22. 權(quán)利要求18的方法，還包括在源極區(qū)和漏極區(qū)中的至少一 個(gè)上形成接觸層。
23. 權(quán)利要求18的方法，其中，所述超晶格溝道在其中具有公 共能帶結(jié)構(gòu)。
24. 權(quán)利要求18的方法，其中，所述超晶格溝道具有比沒有能 帶改性層的情況下更高的電荷栽流子遷移率。
25. 權(quán)利要求18的方法，其中，每個(gè)基底半導(dǎo)體部分包括硅。
26，權(quán)利要求18的方法，其中，每個(gè)基底半導(dǎo)體部分包括鍺。
27. 權(quán)利要求18的方法，其中，每個(gè)能帶改性層包括氧。
28. 權(quán)利要求18的方法，其中，每個(gè)能帶改性層具有一個(gè)單層 的厚度。
29. 權(quán)利要求18的方法，其中，每個(gè)基底半導(dǎo)體部分具有小于 八個(gè)單層的厚度。
30. 權(quán)利要求18的方法，其中，所述超晶格溝道還具有基本直 接的能帶隙。
31. 權(quán)利要求18的方法，其中，形成所述超晶格溝道還包括在 最上層組上形成基底半導(dǎo)體蓋層。
32. 權(quán)利要求18的方法，其中，所有所述基底半導(dǎo)體部分具有 相同數(shù)目的單層的厚度。
33. 權(quán)利要求18的方法，其中，至少一些基底半導(dǎo)體部分具有 不同數(shù)目的單層的厚度。
34. 權(quán)利要求18的方法，其中，每個(gè)能帶改性層包括選自由氧、 氮、氟、以及碳-氧組成的組中的非半導(dǎo)體。
全文摘要
半導(dǎo)體器件，可以包括半導(dǎo)體襯底(21)和至少一個(gè)非易失性存儲(chǔ)單元。所述至少一個(gè)存儲(chǔ)單元可以包括以定距離間隔的源極和漏極區(qū)(26，27)，以及超晶格溝道(25)，該超晶格溝道(25)包括源極和漏極區(qū)之間的半導(dǎo)體襯底上的多個(gè)堆疊層組。超晶格溝道的每個(gè)層組可以包括限定基底半導(dǎo)體部分及其上的能帶改性層的多個(gè)堆疊基底半導(dǎo)體單層，所述能帶改性層可以包括限制在相鄰基底半導(dǎo)體襯底部分的晶格內(nèi)的至少一個(gè)非半導(dǎo)體單層。浮置柵極(37)可以與超晶格溝道相鄰，控制柵極(39)可以與第二柵極(38)絕緣層相鄰。
文檔編號(hào)H01L27/115GK101438415SQ200780016287
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月5日
發(fā)明者K·V·拉奧, 斯考特·A·克瑞普斯 申請(qǐng)人:梅爾斯科技公司