[发明专利]包括一或多个非易失存储器单元的半导体结构及形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

包括半导体材料的支持衬底、位于该支持衬底上方的埋置绝缘层以及位于该埋置绝缘层上方的半导体层，该半导体层具有上表面及下表面，该下表面位于该埋置绝缘层上；以及

至少一个非易失存储器单元，该至少一个非易失存储器单元包括：

沟道区，位于该半导体层中；

前栅极结构，位于该沟道区及该半导体层的该上表面上方；

掺杂背栅区，位于该沟道区下方的该支持衬底中；以及

电荷储存材料，至少嵌入该沟道区与该背栅区之间的该埋置绝缘层的部分中。

2.如权利要求1所述的半导体结构，其中，该前栅极结构包括栅极绝缘层及控制栅极，以及其中，该掺杂背栅区提供编程/擦除栅极。

3.如权利要求2所述的半导体结构，其中，该至少一个非易失存储器单元还包括位于该沟道区的相对侧上的该半导体层中的源区及漏区，位于该源区上方的抬升式源区以及位于该漏区上方的抬升式漏区。

4.如权利要求3所述的半导体结构，其中，该埋置绝缘层包括基本没有电荷储存材料嵌入其中的部分，以及其中，该半导体结构还包括至少一个场效应晶体管，该至少一个场效应晶体管包括位于基本没有电荷储存材料嵌入其中的该埋置绝缘层的该部分上方的该半导体层中的源区、沟道区及漏区，以及位于该沟道区上方的栅极结构。

5.如权利要求4所述的半导体结构，还包括沟槽隔离结构，其中，位于该非易失存储器单元中的该埋置绝缘层的部分由该沟槽隔离结构横向定义。

6.如权利要求5所述的半导体结构，其中，该电荷储存材料包括嵌入该埋置绝缘层的材料中的该电荷储存材料的纳米粒子。

7.如权利要求6所述的半导体结构，还包括背栅接触区，以提供电性连接至该至少一个非易失存储器单元的该掺杂背栅区的至少其中一个。

8.如权利要求7所述的半导体结构，其中，该埋置绝缘层包括二氧化硅，以及该电荷储存材料包括锗、硅、金属以及包括氮及氟的至少其中之一的化合物的至少其中一种。

9.一种方法，包括：

提供绝缘体上半导体结构，其包括：包括半导体材料的支持衬底、位于该支持衬底上方的埋置绝缘层以及位于该埋置绝缘层上方的半导体层，该半导体层具有上表面及下表面，该下表面位于该埋置绝缘层上；以及

形成非易失存储器单元，该非易失存储器单元的该形成包括：

执行第一离子注入工艺，其中，在该埋置绝缘层的第一部分中注入第一离子；

在执行该第一离子注入工艺以后，执行退火工艺，其中，形成嵌入该埋置绝缘层的该第一部分中的电荷储存材料，其包括该注入第一离子的至少其中一些；

在该埋置绝缘层的该第一部分下方的该支持衬底中形成掺杂背栅区；以及

在位于该埋置绝缘层的该第一部分上方的该半导体层的第一部分上方形成前栅极结构。

10.如权利要求9所述的方法，还包括在执行该第一离子注入工艺之前形成掩膜，该掩膜定义在该第一离子注入工艺期间在该埋置绝缘层中被注入该第一离子的该第一部分以及在该第一离子注入工艺期间在该埋置绝缘层中基本没有该第一离子被注入的第二部分。

11.如权利要求10所述的方法，其中，该掺杂背栅区的该形成包括执行第二离子注入工艺，其中，在该埋置绝缘层的该第一部分下方的该支持衬底的部分中注入第二离子，该第二离子包括掺杂物离子。

12.如权利要求11所述的方法，在执行该第一离子注入工艺以后，还包括形成沟槽隔离结构，该沟槽隔离结构横向定义该非易失存储器单元中的该埋置绝缘层的该第一部分的部分。