[发明专利]一种隧穿场效应浮栅晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种隧穿场效应浮栅晶体管，其特征在于包括有：

一个具有第一种掺杂类型的半导体衬底；以及，

在所述半导体衬底上形成的具有第二种掺杂类型的源极和漏极；

在半导体衬底内形成的介于源极和漏极之间的一个沟道区域；

在半导体衬底之上形成的覆盖整个沟道区域的第一层绝缘薄膜；

在第一层绝缘薄膜之上形成的一个作为电荷存储节点的导电性的浮栅区；

在浮栅区和沟道区域之间形成的p-n结二极管；

在p-n结二极管与浮栅之间形成的薄栅氧层；

覆盖在浮栅区之上的第二层绝缘薄膜；以及

在所述第二层绝缘薄膜之上形成的控制栅极。

2.根据权利要求1所述的隧穿场效应浮栅晶体管，其特征在于：所述的在半导体衬底之上形成的覆盖整个沟道区域的第一层绝缘薄膜，其成分可以为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪及其多层组合。

3.根据权利要求1所述的隧穿场效应浮栅晶体管，其特征在于：所述的在半导体衬底之上形成的覆盖整个沟道区域的第一层绝缘薄膜，是在p-n结二极管对应的离子注入前或离子注入后，可以用曝光的光刻胶作为掩膜，通过干法或湿法去除半导体衬底表面的第一层绝缘薄膜。

4.根据权利要求1所述的隧穿场效应浮栅晶体管，其特征在于：在第一层绝缘薄膜之上形成的一个作为电荷存储节点的导电性的浮栅区，其材料可以为铝、钛、氮化钛、氮化钽、或离子掺杂的多晶硅等导电材料及其多层组合。

5.根据权利要求1所述的隧穿场效应浮栅晶体管，其特征在于：所述的p-n结二极管，是在半导体衬底内形成的介于源极和漏极之间的一个沟道区域采用可去除的薄膜材料曝光后，形成离子注入区域，再利用曝光、显影后光刻胶作为掩膜层，对该沟道区域进行离子注入n型杂质掺杂。

6.根据权利要求1所述的隧穿场效应浮栅晶体管，其特征在于：所述的p-n结二极管，是由硅基p-n同质结，或者是由锗硅、铟砷化镓、氮化镓、砷化镓、硅组合形成的异质结。

7.根据权利要求1所述的隧穿场效应浮栅晶体管，其特征在于：所述的在p-n结二极管与浮栅之间形成的薄栅氧层，是在p-n结二极管形成，光刻胶去除后，在p-n结二极管沟道区域表面，通过硅表面氧化生成的氧化硅，其厚度为0.1～20纳米。

8.根据权利要求1所述的隧穿场效应浮栅晶体管，其特征在于：所述的在p-n结二极管与浮栅之间形成的薄栅氧层，是在p-n结二极管形成，光刻胶去除后，在p-n结二极管沟道区域表面沉积的具备绝缘特性的介电薄膜材料，其厚度为0.1～20纳米。

9.根据权利要求1所述的隧穿场效应浮栅晶体管，其特征在于：所述的覆盖在浮栅区之上的第二层绝缘薄膜其成分可以为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪及其多层组合。

10.根据权利要求1所述的隧穿场效应浮栅晶体管，其特征在于：所述的控制栅极，其材料可以为钛、铝、氮化钛、氮化钽、或离子掺杂的多晶硅等导电材料及其多层组合。