[发明专利]一种单电子记忆胞及其制造方法

权利要求书

1.一种单电子记忆胞，其特征在于，包括：单电子晶体管、金氧半场效晶体管和硅基底，单电子晶体管位于金氧半场效晶体管上方，硅基底上表面设有绝缘体；所述单电子晶体管包括字符线、纳米线、悬浮点、能量障壁和控制闸，字符线、纳米线、悬浮点、能力障壁和控制闸均位于硅基底上方绝缘体的同一平面上；所述金氧半场效晶体管包括源极、通道和汲极，通道位于悬浮点的正下面，通道与悬浮点之间有所述绝缘体。

2.根据权利要求1所述的一种单电子记忆胞，其特征在于：所述单电子晶体管的电源为字符线电压，所述字符线与控制闸各接于电源的两端。

3.根据权利要求2所述的一种单电子记忆胞，其特征在于：所述绝缘体材质为SiO₂，绝缘体在硅基底上通过硅基底的氧化形成；所述字符线、纳米线、控制闸均为掺杂磷的多晶硅；所述悬浮点为是掺杂硼的多晶硅嵌入于能量障壁中而形成；能量障壁材质为SiO₂。

4.根据权利要求3所述的一种单电子记忆胞，其特征在于：所述字符线为自由载子的供应者；所述纳米线是利于自由载子通过的一维度穿隧路线；所述悬浮点为自由载子的穿隧目标；所述能量障壁阻止自由载子的穿隧；所述控制闸利用与悬浮点之间的能量障壁厚度来控制是否有单电子晶体管电流。

5.根据权利要求4所述的一种单电子记忆胞，其特征在于：所述字符线中掺杂磷的浓度高于纳米线和控制闸中掺杂磷的浓度。

6.根据权利要求1所述的一种单电子记忆胞，其特征在于：所述金氧半场效晶体管的电源是汲极－源极电压。

7.根据权利要求6所述的一种单电子记忆胞，其特征在于：所述源极与汲极均是掺杂量比正常多的“N+”半导体，源极与汲极各接于电源的两端。

8.根据权利要求7所述的一种单电子记忆胞，其特征在于：所述通道为反转层，通道的感应电荷与穿隧进入悬浮点的电荷为相反特性。

9.根据以上任一权利要求所述的一种单电子记忆胞的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，取用硅基底；

S2，在硅基底上表面进行氧化，形成原始SiO₂绝缘层；

S3，对硅基底上表面的原始SiO₂绝缘层进行蚀刻，蚀刻成指定尺寸的SiO₂绝缘层；

S4，在步骤S3形成的SiO₂绝缘层上沉积字符线的多晶硅；

S5，在步骤S3形成的SiO₂绝缘层上沉积纳米线和悬浮点的多晶硅，纳米线位于字符线与悬浮点之间；

S6，首先在悬浮点的多晶硅侧面进行氧化，形成SiO₂能量障壁，然后在步骤S3形成的SiO₂绝缘层上沉积控制闸的多晶硅，控制闸的多晶硅紧贴SiO₂能量障壁；

S7，对字符线的多晶硅掺杂浓度较高的磷，形成字符线；对纳米线的多晶硅掺杂正常浓度的潜入磷，形成纳米线；对悬浮点的多晶硅掺杂硼，掺杂硼后的多晶硅嵌入SiO₂能量障壁形成悬浮点；对控制闸的多晶硅掺杂磷，形成控制闸；

S8，在硅基底上位于SiO₂绝缘层下方进行离子布植，形成金氧半场效晶体管的源极和汲极，源极与汲极均为掺杂量比正常多的“N+”半导体；金氧半场效晶体管的通道位于悬浮点正下方SiO₂绝缘层的下面。