[发明专利]采用半导体纳米颗粒的非易失性存储器件

权利要求书

1.一种半导体结构，其包括非易失性存储器元件，所述非易失性存储器元件包括：

场效应晶体管，其包括位于半导体层的一部分中的源极区、漏极区和体区；

位于所述半导体层下方的掩埋绝缘体层；以及

在所述掩埋绝缘体层中嵌入的半导体纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述半导体纳米颗粒与所述半导体层间隔开这样的距离，载流子通过量子隧穿而隧穿通过该距离。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述掩埋绝缘体层包括：

第一掩埋绝缘体层，其具有与所述嵌入的半导体纳米颗粒的最下表面接触的最上表面；以及

位于所述嵌入的半导体纳米颗粒上方的第二掩埋绝缘体层。

4.根据权利要求3所述的半导体结构，其中所述第一掩埋绝缘体层和所述第二掩埋绝缘体层包括不同的电介质材料。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括横向包围所述源极区、所述漏极区、所述体区并且在所述掩埋绝缘体层的最下表面下方延伸的浅沟槽隔离结构。

6.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括位于所述掩埋绝缘体层下方的处理衬底，其中背栅电极嵌入在所述处理衬底中并且位于所述体区下方。

7.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括另一场效应晶体管，该另一场效应晶体管包括位于所述半导体层的另一部分中的另一源极区、另一漏极区和另一体区，其中在所述半导体层的所述另一部分下方不存在半导体纳米颗粒。

8.根据权利要求7所述的半导体结构，其中所述场效应晶体管和所述另一场效应晶体管具有有着相同厚度并且包含相同材料的栅极叠层。

9.一种半导体结构，其包含自下而上为处理衬底、掩埋绝缘体层和顶部半导体层的叠层，其中所述掩埋绝缘体层包括位于所述掩埋绝缘体层的最上表面与所述掩埋绝缘体层的最下表面之间的平面上的嵌入的半导体纳米颗粒。

10.根据权利要求9所述的半导体结构，其中所述嵌入的半导体纳米颗粒具有范围为1nm到10nm的横向尺寸。

11.根据权利要求9所述的半导体结构，其中所述嵌入的半导体纳米颗粒包括元素半导体材料或化合物半导体材料。

12.根据权利要求9所述的半导体结构，其中所述嵌入的半导体纳米颗粒与所述掩埋绝缘体层的所述最上表面垂直间隔开范围为1nm到5nm的间距。

13.根据权利要求9所述的半导体结构，其中所述嵌入的半导体纳米颗粒的最下表面是共面的。

14.根据权利要求9所述的半导体结构，其中所述掩埋绝缘体层包括：

第一掩埋绝缘体层，其具有与所述嵌入的半导体纳米颗粒的最下表面接触的最上表面；以及

位于所述嵌入的半导体纳米颗粒上方的第二掩埋绝缘体层。

15.根据权利要求14所述的半导体结构，其中所述第一掩埋绝缘体层和所述第二掩埋绝缘体层包括不同的电介质材料。

16.根据权利要求14所述的半导体结构，其中所述第一掩埋绝缘体层和所述第二掩埋绝缘体层中的每一者包括从氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、电介质金属氧化物、电介质金属氮化物和电介质金属氧氮化物中独立选择的电介质材料。

17.根据权利要求9所述的半导体结构，其中所述嵌入的半导体纳米颗粒在所述掩埋绝缘体层的整个横向范围内横向延伸。

18.根据权利要求9所述的半导体结构，其中所述嵌入的半导体纳米颗粒嵌入在所述掩埋绝缘体层的第一部分中，该第一部分与所述掩埋绝缘体层的不包含任何嵌入的半导体纳米颗粒的第二部分横向间隔开。

19.一种形成半导体材料的方法，包括：

在位于处理衬底上的第一绝缘体层的表面上沉积半导体纳米颗粒；

在所述半导体纳米颗粒之上沉积第二绝缘体层；以及

将顶部半导体层接合到所述第二绝缘体层，其中形成了绝缘体上半导体（SOI）衬底，该衬底包括自下而上为所述处理衬底、掩埋绝缘体层和所述顶部半导体层的叠层，所述掩埋绝缘体层包括所述第一绝缘体层和所述第二绝缘体层。