[发明专利]一种双槽形结构的半浮栅器件及其制造方法

权利要求书

1.一种双槽形结构的半浮栅器件，其特征在于，其包括：

具有第一种掺杂类型的半导体衬底；

在所述半导体衬底内形成的用于器件隔离的场氧区，场氧区之间形成有源区；

在所述半导体衬底有源区内形成的具有第二种掺杂类型的轻掺杂源区、轻掺杂漏区；

在所述轻掺杂源区和轻掺杂漏区之间形成的第一槽形区域，用于形成槽形沟道，所述第一槽形区域的深度大于所述轻掺杂源区、轻掺杂漏区的深度；

覆盖所述轻掺杂源区、轻掺杂漏区和槽形沟道形成的第一绝缘层；

在所述轻掺杂漏区上方靠近槽形沟道的第一绝缘层处形成的浮栅开口；

覆盖所述第一绝缘层和浮栅开口形成的第一种掺杂类型的浮栅；

在所述浮栅开口下方的轻掺杂漏区中形成的具有第一种掺杂类型的扩散区；

在未被所述浮栅覆盖的轻掺杂漏区内形成的第二槽形区域，所述第二槽形区域的深度小于所述轻掺杂漏区深度；

覆盖所述轻掺杂源区、轻掺杂漏区、浮栅与第二槽形区域表面形成的第二绝缘层；

覆盖所述第二绝缘层形成的第二种掺杂类型的控制栅及其两侧的侧墙；

在所述控制栅两侧的轻掺杂源区和轻掺杂漏区内形成的重掺杂源区和重掺杂漏区，所述重掺杂漏区为窄禁带材料，所述第二槽形区域位于所述扩散区和重掺杂漏区之间；

以及所述重掺杂源区、重掺杂漏区、控制栅和半导体衬底的引出极。

2.根据权利要求1所述的半浮栅器件，其特征在于：所述窄禁带材料为SiGe。

3.根据权利要求2所述的半浮栅器件，其特征在于：所述第一绝缘层和第二绝缘层为二氧化硅和/或高介电常数材料，所述浮栅为第一种掺杂类型掺杂的多晶硅，所述控制栅为第二种掺杂类型掺杂的多晶硅、金属或合金。

4.根据权利要求2所述的半浮栅器件，其特征在于：所述浮栅通过所述浮栅开口与所述轻掺杂漏区相连并形成PN结二极管，所述PN结二极管、第二绝缘层和控制栅构成以控制栅作为栅极的栅控二极管，所述栅控二极管的阳极与所述浮栅相连接，所述栅控二极管的阴极与所述轻掺杂漏区相连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的半浮栅器件，其特征在于：所述第一种掺杂类型为N型，所述第二种掺杂类型为P型；或者，所述第一种掺杂类型为P型，所述第二种掺杂类型为N型。

6.一种权利要求1所述双槽形结构的半浮栅器件的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤S01，在具有第一种掺杂类型的半导体衬底内形成用于器件隔离的场氧区，场氧区之间形成有源区；

步骤S02，在所述有源区内形成具有第二种掺杂类型的轻掺杂区；

步骤S03，在所述轻掺杂区中通过光刻和刻蚀工艺形成第一槽形区域，用于形成槽形沟道，所述第一槽形区域的深度大于所述轻掺杂区的深度，并在所述槽形沟道两侧形成轻掺杂源区和轻掺杂漏区；

步骤S04，在所述半导体衬底表面生长第一绝缘层，所述第一绝缘层覆盖所述轻掺杂源区、轻掺杂漏区和槽形沟道，在所述轻掺杂漏区上方靠近槽形沟道的第一绝缘层处刻蚀形成浮栅开口以露出轻掺杂漏区；

步骤S05，在所述半导体衬底表面淀积具有第一种掺杂类型的第一导电层，并通过光刻刻蚀定义出器件的浮栅，所述浮栅覆盖所述第一绝缘层和浮栅开口，并在所述浮栅开口下方的轻掺杂漏区中形成具有第一种掺杂类型的扩散区；

步骤S06，在未被所述浮栅覆盖的轻掺杂漏区内通过光刻和刻蚀工艺形成第二槽形区域，所述第二槽形区域的深度小于所述轻掺杂漏区深度；

步骤S07，在所述半导体衬底表面生长第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述轻掺杂源区、轻掺杂漏区、浮栅和第二槽形区域；

步骤S08，在所述第二绝缘层之上淀积第二导电层，并通过光刻刻蚀定义出器件的控制栅，并在所述控制栅两侧形成侧墙；

步骤S09，对所述控制栅和未被控制栅覆盖的轻掺杂源区、轻掺杂漏区进行第二种掺杂类型的离子注入，形成重掺杂源区和重掺杂漏区；

步骤S10，通过光刻和刻蚀工艺刻蚀未被控制栅覆盖的重掺杂漏区形成漏区凹槽；

步骤S11，在所述漏区凹槽内生长窄禁带材料，并进行第二种掺杂类型的离子注入，形成具有第二种掺杂类型的窄禁带重掺杂漏区；

步骤S12，形成所述重掺杂源区、重掺杂漏区、控制栅和半导体衬底的引出极。