[发明专利]内存晶体管及其形成方法、半导体器件

权利要求书

1.一种内存晶体管，其特征在于，包括：

衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面；所述衬底还具有第一沟槽，所述第一沟槽的开口形成在所述第一表面上；

第一介电层，形成于所述第一沟槽的槽壁表面上；

栅极层，形成于所述第一沟槽中的所述第一介电层上，并且所述栅极层的顶表面低于所述第一表面；以及，

第二介电层，填充在所述第一沟槽中并位于所述栅极层的所述顶表面上，所述第二介质层覆盖所述栅极层并连接所述第一介电层，并且在所述第二介质层中形成有空腔，所述空腔是由所述第二介质层单独的密封在所述第二介质层中；

源极区和漏极区，形成在所述衬底中并延伸至所述衬底的第一表面，并且所述源极区和所述漏极区分别位于所述第一沟槽的两侧，以使所述空腔设置在所述源极区和所述漏极区之间。

2.如权利要求1所述的内存晶体管，其特征在于，所述空腔占据所述第二介电层的空间为大于等于5％。

3.如权利要求1所述的内存晶体管，其特征在于，所述空腔具有一最大高度和一最大宽度，所述最大宽度所在方向平行于所述第一表面，所述最大高度所在方向垂直于所述第一表面，所述最大高度值大于所述最大宽度值。

4.如权利要求1所述的内存晶体管，其特征在于，所述第一介电层的材质包括氧化硅。

5.如权利要求1所述的内存晶体管，其特征在于，所述第二介质层的材质包括氧化硅层、氮化硅层和氮氧化硅层中的一种或其组合。

6.如权利要求1所述的内存晶体管，其特征在于，所述衬底还具有源极区和漏极区，所述源极区和漏极区分列于所述第一沟槽的两侧，所述源极区和漏极区的底端在所述衬底中相对于所述第一表面的深度位置较低于所述栅极层的所述顶表面在所述衬底中相对于所述第一表面的深度位置。

7.如权利要求6所述的内存晶体管，其特征在于，所述第一沟槽的数量为多个，相邻的所述第一沟槽之间的所述源极区或所述漏极区共用。

8.如权利要求6所述的内存晶体管，其特征在于，所述衬底还具有第二沟槽，所述第二沟槽围绕所述源极区及所述漏极区排布，所述第二沟槽中充满隔离材料层。

9.一种内存晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供一衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面；

形成第一沟槽在所述衬底中，所述第一沟槽的开口形成在所述第一表面上；

形成第一介电层在所述第一沟槽的槽壁表面上；

形成栅极层在所述第一沟槽中的所述第一介电层上，所述栅极层的顶表面低于所述第一表面；以及

填充第二介电层在所述第一沟槽中，所述第二介质层位于所述栅极层的所述顶表面上，所述第二介质层覆盖所述栅极层并连接所述第一介电层，其中，在所述第二介电层中还形成有空腔，所述空腔是由所述第二介质层单独的密封在所述第二介质层中；

形成源极区和漏极区在所述衬底中，所述源极区和所述漏极区延伸至所述衬底的第一表面并分别位于所述第一沟槽的两侧，以使所述空腔设置在所述源极区和所述漏极区之间。

10.如权利要求9所述的内存晶体管的形成方法，其特征在于，所述空腔占据所述第二介电层的空间为大于等于5％。

11.如权利要求9所述的内存晶体管的形成方法，其特征在于，在填充所述第二介电层之后，还包括：

形成源极区和漏极区在所述衬底中，所述源极区和所述漏极区分别位于所述第一沟槽的两侧，并且所述源极区和漏极区的底端在所述衬底中相对于所述第一表面的深度位置较低于所述栅极层的所述顶表面在所述衬底中相对于所述第一表面的深度位置。