專利名稱：靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，特別是涉及一種單晶體管靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元。
背景技術(shù)：
當(dāng)半導(dǎo)體進(jìn)入深次微米(Deep Sub-Micron)的工藝時(shí)，元件的尺寸逐漸縮小，對(duì)于存儲(chǔ)器元件而言，也就是代表存儲(chǔ)單元尺寸愈來(lái)愈小。另一方面，隨著信息電子產(chǎn)品(如計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理(PersonalDigital Assistant，PDA))需要處理、儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)日益增加，在這些信息電子產(chǎn)品中所需的存儲(chǔ)器容量也就愈來(lái)愈大。對(duì)于這種尺寸變小而存儲(chǔ)器容量卻需要增加的情形，如何制造尺寸縮小、高積集度，又能兼顧其質(zhì)量的存儲(chǔ)器元件是產(chǎn)業(yè)的一致目標(biāo)。
隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory，RAM)為一種揮發(fā)性的(volatile)存儲(chǔ)器，而廣泛的應(yīng)用于信息電子產(chǎn)品中。一般而言，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器包括靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Static Random Access Memory，SRAM)與動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)。
SRAM為以存儲(chǔ)單元(memory cell)內(nèi)晶體管的導(dǎo)電狀態(tài)來(lái)儲(chǔ)存數(shù)字信號(hào)，依照設(shè)計(jì)的方式，現(xiàn)有的SRAM存儲(chǔ)單元可以由四個(gè)晶體管與兩個(gè)電阻(4T2R)組成或是由六個(gè)晶體管(6T)所構(gòu)成。DRAM則是以存儲(chǔ)單元內(nèi)電容的帶電荷(Charging)狀態(tài)來(lái)儲(chǔ)存數(shù)字信號(hào)，依照設(shè)計(jì)的方式，DRAM存儲(chǔ)單元通常是一個(gè)晶體管與一個(gè)電容器(包括堆棧式電容器或是深溝槽式電容器)所構(gòu)成。
SRAM對(duì)于數(shù)據(jù)處理的速度較快，且其工藝可與互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體晶體管(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)的工藝整合在一起。因此，SRAM的工藝較為簡(jiǎn)便。但是，SRAM的缺點(diǎn)為存儲(chǔ)單元所占的面積大(以現(xiàn)有工藝技術(shù)而言，具有六個(gè)晶體管的SRAM的存儲(chǔ)單元尺寸(cell size)會(huì)是DRAM的存儲(chǔ)單元尺寸的10至16倍大。)，而無(wú)法有效提高集積度。另一方面，雖然DRAM的存儲(chǔ)單元所占據(jù)的面積較SRAM所占據(jù)的面積小，但是DRAM需要制作電容器，所以其工藝較SRAM的工藝較為復(fù)雜且成本也會(huì)較高。
近年來(lái)，業(yè)界提出一種單晶體管靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(1T-SRAM，亦即所謂pseudo-SRAM)，其在維持原來(lái)SRAM的外圍電路架構(gòu)的情況下，以DRAM的存儲(chǔ)單元(1T1C)取代SRAM存儲(chǔ)單元(6T或4T2R)，達(dá)到縮小存儲(chǔ)單元尺寸與高集積度的目的，同時(shí)維持SRAM免數(shù)據(jù)更新(refresh)及低隨機(jī)存取周期的優(yōu)點(diǎn)。因此，1T-SRAM可以成為傳統(tǒng)靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器與動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的替代方案。
然而，目前業(yè)界所提出的1T-SRAM，其存儲(chǔ)單元陣列中各存儲(chǔ)器單元的配置方式不佳，而導(dǎo)致元件積集度無(wú)法提升的問題點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，可增進(jìn)存儲(chǔ)器元件的積集度。
本發(fā)明的另一目的是在提供一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其具有優(yōu)選的配置方式。
本發(fā)明的又一目的是在提供一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，可有效縮小存儲(chǔ)器元件的面積。
本發(fā)明提出一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，包括一基底、一層?xùn)沤殡妼?、一個(gè)柵極、一個(gè)溝槽式電容器、一個(gè)源極/漏極區(qū)、一個(gè)第一接觸窗及一個(gè)第二接觸窗。其中，基底已形成有一個(gè)溝槽，而柵介電層配置于基底上。柵極配置于柵介電層上，而溝槽式電容器配置于柵極一側(cè)的溝槽中。源極/漏極區(qū)配置于柵極兩側(cè)的基底中，柵極一側(cè)的源極/漏極區(qū)是位于柵極與溝槽式電容器之間。第一接觸窗電連接于溝槽式電容器，而第二接觸窗電連接于柵極另一側(cè)的源極/漏極區(qū)。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，還包括一通過柵極(passing gate)，配置于溝槽式電容器上方。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，溝槽式電容器包括一個(gè)下電極、一層電容介電層、一個(gè)上電極及一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)。其中，下電極配置于溝槽表面的基底中，而電容介電層配置于溝槽表面。上電極配置于溝槽中與基底上，且覆蓋電容介電層。隔離結(jié)構(gòu)配置于部分電容介電層與上電極中，且位于部分的基底中。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，電容介電層還包括位于溝槽頂部側(cè)邊的部分基底上。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，電容介電層的材料包括氧化硅/氮化硅/氧化硅。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，上電極的材料包括摻雜多晶硅。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，下電極包括反轉(zhuǎn)層。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，隔離結(jié)構(gòu)包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，第一接觸窗包括上電極接觸窗，第二接觸窗包括位線接觸窗。
本發(fā)明另提出一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，包括一個(gè)基底、一層?xùn)沤殡妼印⒍€(gè)柵極、二個(gè)源極/漏極區(qū)、二個(gè)第一接觸窗及二個(gè)第二接觸窗。其中，基底已形成有二個(gè)溝槽，而柵介電層配置于基底上。柵極配置于柵介電層上，而溝槽式電容器，位于這些柵極之間，分別配置于這些溝槽中。源極/漏極區(qū)分別配置于這些柵極兩側(cè)的基底中，各柵極一側(cè)的源極/漏極區(qū)是位于柵極與溝槽式電容器之間。第一接觸窗分別電連接于這些溝槽式電容器，而第二接觸窗，分別電連接于各柵極另一側(cè)的源極/漏極區(qū)。
本發(fā)明又提出一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，適用于一存儲(chǔ)器陣列中，靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元至少具有相鄰的一個(gè)第一存儲(chǔ)單元列及一個(gè)第二存儲(chǔ)單元列，包括一個(gè)基底、一個(gè)第一溝槽式電容器、一個(gè)第二溝槽式電容器、一個(gè)第三溝槽式電容器、一個(gè)第四溝槽式電容器、一層?xùn)沤殡妼?、一條第一導(dǎo)線、一條第二導(dǎo)線、一條第三導(dǎo)線、一條第四導(dǎo)線、多個(gè)源極/漏極區(qū)、多個(gè)第一接觸窗及多個(gè)第二接觸窗。其中，基底已形成有四溝槽，其中二個(gè)溝槽配置于第一存儲(chǔ)單元列中，另外二個(gè)溝槽配置于第二存儲(chǔ)單元列中。第一溝槽式電容器及第四溝槽式電容器配置于第二存儲(chǔ)單元列的溝槽中，而第二溝槽式電容器及第三溝槽式電容器配置于第一存儲(chǔ)單元列的溝槽中。柵介電層配置于基底上，而第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線、第三導(dǎo)線及第四導(dǎo)線，于垂直第一存儲(chǔ)單元列與第二存儲(chǔ)單元列的延伸方向上，依序配置于柵介電層上。其中，第一導(dǎo)線配置于第二溝槽式電容器相鄰于第三溝槽式電容器的另一側(cè)，且通過第一溝槽式電容器上方，第四導(dǎo)線配置于第三溝槽式電容器相鄰于第二溝槽式電容器的另一側(cè)，且通過第二溝槽式電容器上方，第二導(dǎo)線與第三導(dǎo)線，配置于第一溝槽式電容器與第四溝槽式電容器之間，且該第二導(dǎo)線通過該第二溝槽式電容器上方，第三導(dǎo)線通過該第三溝槽式電容器上方。多個(gè)源極/漏極區(qū)分別配置于第一存儲(chǔ)單元列中的第一導(dǎo)線及第四導(dǎo)線兩側(cè)的基底中，及配置于第二存儲(chǔ)單元列中的第二導(dǎo)線及第三導(dǎo)線兩側(cè)的基底中。多個(gè)第一接觸窗分別電連接于這些溝槽式電容器，而多個(gè)第二接觸窗，分別電連接位于第一導(dǎo)線相鄰于第二溝槽式電容器的另一側(cè)、第四導(dǎo)線相鄰于第三溝槽式電容器的另一側(cè)、及第二導(dǎo)線及第三導(dǎo)線之間的源極/漏極區(qū)。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線、第三導(dǎo)線及第四導(dǎo)線位于第一存儲(chǔ)單元列中的部分，分別為一第一柵極、一第二通過柵極、一第三通過柵極及一第四柵極，而位于第二存儲(chǔ)單元列中的部分，分別為一第一通過柵極、一第二柵極、一第三柵極及一第四通過柵極。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，第一通過柵極、第二通過柵極、第三通過柵極及第四通過柵極分別配置于第一溝槽式電容器、第二溝槽式電容器、第三溝槽式電容器及第四溝槽式電容器上方。
依照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例所述，在上述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元中，第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線、第三導(dǎo)線及第四導(dǎo)線包括字線。
由上所述，本發(fā)明所提出的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元因?yàn)榫哂袃?yōu)選的配置方式，可有效縮小存儲(chǔ)器元件的面積，進(jìn)而增加存儲(chǔ)器元件的積集度。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下配合附圖以及優(yōu)選實(shí)施例，以更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
圖1為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元所繪示的上視圖。
圖2為沿著圖1中剖面線A-A’所繪示的剖面圖。
圖3為依照本發(fā)明第二實(shí)施例的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元所繪示的上視圖。
圖4為沿著圖3中剖面線B-B’所繪示的剖面圖。
圖5為依照本發(fā)明第三實(shí)施例的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元所繪示的上視圖。
圖6為沿著圖5中剖面線C-C’所繪示的剖面圖。
圖7為依照本發(fā)明第四實(shí)施例的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元所繪示的上視圖。
圖8為沿著圖7中剖面線D-D’所繪示的剖面圖。
簡(jiǎn)單符號(hào)說明10、20存儲(chǔ)單元列100、200、300基底102、202、302柵介電層104、204、304a、404a、504a、604a柵極106、206、306、406、506、606溝槽式電容器108、208、308源極/漏極區(qū)110、112、210、212、310、312接觸窗114、214、314溝槽116、216、316間隙壁118、218、418、518下電極120、220、420、520電容介電層122、222、422、522上電極124、224、324隔離結(jié)構(gòu)126、226、326介電層128、304b、404b、504b、604b通過柵極304、404、504、604導(dǎo)線具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例及第二實(shí)施例圖1為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元所繪示的上視圖。圖2為沿著圖1中剖面線A-A’所繪示的剖面圖。
請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1及圖2，本發(fā)明提出一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，包括基底100、柵介電層102、柵極104、溝槽式電容器106、源極/漏極區(qū)108、第一接觸窗110、第二接觸窗112及介電層126。其中，基底100已形成有一溝槽114，而柵介電層102配置于基底100上，柵介電層102的材料例如是氧化硅，其形成方法例如是熱氧化法。
柵極104，配置于柵介電層102上，柵極104的材料例如是摻雜多晶硅，形成摻雜多晶硅的方法例如是以臨場(chǎng)(In-situ)摻雜的方式，利用化學(xué)氣相沉積法形成之。此外，更可在柵極104兩側(cè)配置一間隙壁116，其材料例如是氮化硅。
溝槽式電容器106，配置于柵極104一側(cè)的溝槽114中，包括下電極118、電容介電層120、上電極122與隔離結(jié)構(gòu)124。其中，下電極118配置在溝槽114表面的基底100中，下電極118例如是反轉(zhuǎn)層，反轉(zhuǎn)層的形成方法例如是在后續(xù)與溝槽式電容器106電連接的接觸窗110上施加電壓，而形成于溝槽114表面的基底100中。電容介電層120配置于溝槽114表面，且位于溝槽114頂部側(cè)邊的部分基底100上。電容介電層120例如是高介電常數(shù)的介電材料層，而高介電常數(shù)的介電材料層的材料例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅。另外，上電極122配置于溝槽114中與基底100上，且覆蓋電容介電層120，而其材料例如是摻雜多晶硅。隔離結(jié)構(gòu)124配置在部分電容介電層120與上電極122中，且位于部分的基底100中。隔離結(jié)構(gòu)124例如是淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(shallow trench isolation，STI)。
源極/漏極區(qū)108，配置于柵極104兩側(cè)的基底100中，柵極104一側(cè)的源極/漏極區(qū)108是位于柵極104與溝槽式電容器106之間，并與溝槽式電容器106的下電極118電連接，而另一側(cè)的源極/漏極區(qū)108可由相鄰二個(gè)柵極104所共享。上述源極/漏極區(qū)108的形成方法，例如是離子注入法。
介電層126，配置于基底100上，并覆蓋于柵極104與溝槽式電容器106上，其材料例如是氧化硅，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
接觸窗110，配置于介電層126中，電連接于溝槽式電容器106，可通過在接觸窗110上施加電壓，而在溝槽114表面的基底100中形成反轉(zhuǎn)層，以作為溝槽式電容器106的下電極118。接觸窗110例如是上電極接觸窗。接觸窗110的材料例如是摻雜多晶硅、鋁、鎢或銅。
接觸窗112，配置于介電層126中，電連接于柵極104另一側(cè)的源極/漏極區(qū)108。接觸窗112例如是位線接觸窗。接觸窗112的材料例如是摻雜多晶硅、鋁、鎢或銅。
圖3為依照本發(fā)明另一實(shí)施例的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元所繪示的上視圖。圖4為沿著圖3中剖面線B-B’所繪示的剖面圖。
在本發(fā)明第二實(shí)施例中，靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元還包括一通過柵極128，配置于溝槽式電容器106上方。在第二實(shí)施例中的其它構(gòu)件，與第一實(shí)施例相同，于此不再贅述。
由上述第一實(shí)施例及第二實(shí)施例可知，所描述靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元為一位的存儲(chǔ)器單元，以此靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元為最小的重復(fù)配置單元，可獲得高積集度的存儲(chǔ)器元件。
第三實(shí)施例圖5為依照本發(fā)明第三實(shí)施例的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元所繪示的上視圖。圖6為沿著圖5中剖面線C-C’所繪示的剖面圖。
請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D5及圖6，本發(fā)明另提出一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，包括基底200、柵介電層202、二個(gè)柵極204、二個(gè)溝槽式電容器206、二個(gè)源極/漏極區(qū)208、二個(gè)第一接觸窗210、二個(gè)第二接觸窗212及介電層226。其中，基底200已形成有二個(gè)溝槽214，而柵介電層202配置于基底200上，柵介電層202的材料例如是氧化硅，其形成方法例如是熱氧化法。
柵極204，配置于柵介電層202上，柵極204的材料例如是摻雜多晶硅，形成摻雜多晶硅的方法例如是以臨場(chǎng)(In-situ)摻雜的方式，利用化學(xué)氣相沉積法形成之。此外，更可在柵極204兩側(cè)配置一間隙壁216，其材料例如是氮化硅。
溝槽式電容器206，位于二個(gè)柵極204之間，分別配置于溝槽214中，每一溝槽式電容器206包括下電極218、電容介電層220、上電極222與隔離結(jié)構(gòu)224。其中，下電極218配置在溝槽214表面的基底200中，下電極218例如是反轉(zhuǎn)層，反轉(zhuǎn)層的形成方法例如是在后續(xù)與溝槽式電容器206電連接的接觸窗210上施加電壓，而形成于溝槽214表面的基底200中。電容介電層220配置于溝槽214表面，且位于溝槽214頂部側(cè)邊的部分基底200上。電容介電層220例如是高介電常數(shù)的介電材料層，而高介電常數(shù)的介電材料層的材料例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅。另外，上電極222配置于溝槽214中與基底200上，且覆蓋電容介電層220，而其材料例如是摻雜多晶硅。隔離結(jié)構(gòu)224配置在部分電容介電層220與上電極222中，且位于部分的基底200中。隔離結(jié)構(gòu)224例如是淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
源極/漏極區(qū)208，分別配置于柵極204兩側(cè)的基底200中，各柵極204一側(cè)的源極/漏極區(qū)208是位于柵極204與溝槽式電容器206之間，并與溝槽式電容器206的下電極218電連接，而另一側(cè)的源極/漏極區(qū)208可由相鄰二個(gè)柵極204所共享。上述源極/漏極區(qū)208的形成方法，例如是離子注入法。
介電層226，配置于基底200上，并覆蓋于柵極204與溝槽式電容器206上，其材料例如是氧化硅，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
接觸窗210，配置于介電層226中，分別電連接于這些溝槽式電容器206，可通過在接觸窗210上施加電壓，而在溝槽214表面的基底200中形成反轉(zhuǎn)層，以作為溝槽式電容器206的下電極218。接觸窗210例如是上電極接觸窗。接觸窗210的材料例如是摻雜多晶硅、鋁、鎢或銅。
接觸窗212，配置于介電層226中，分別電連接于各柵極204另一側(cè)的源極/漏極區(qū)208。接觸窗212例如是位線接觸窗。接觸窗212的材料例如是摻雜多晶硅、鋁、鎢或銅。
由上述第三實(shí)施例可知，所描述靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元為二位的存儲(chǔ)器單元，以此靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元所制造的存儲(chǔ)器元件，具有優(yōu)選的配置方式，可有效縮小存儲(chǔ)器元件的面積。
第四實(shí)施例圖7為依照本發(fā)明第四實(shí)施例的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元所繪示的上視圖。圖8為沿著圖7中剖面線D-D’所繪示的剖面圖。
請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D7及圖8，本發(fā)明又提出一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，適用于一存儲(chǔ)器陣列中，此靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元至少具有相鄰的存儲(chǔ)單元列10及存儲(chǔ)單元列20，包括一個(gè)基底300、柵介電層302、四條導(dǎo)線304、404、504、604、四個(gè)溝槽式電容器306、406、506、606、源極/漏極區(qū)308、接觸窗310及第二接觸窗312及介電層326。其中，基底300已形成有四個(gè)溝槽314，其中二個(gè)溝槽314配置于存儲(chǔ)單元列中10，另外二個(gè)溝槽314配置于存儲(chǔ)單元列20中。柵介電層302配置于基底300上，柵介電層302的材料例如是氧化硅，其形成方法例如是熱氧化法。
請(qǐng)參照?qǐng)D7，溝槽式電容器306及溝槽式電容器606，配置于存儲(chǔ)單元列20的溝槽314中，而溝槽式電容器406及溝槽式電容器506配置于存儲(chǔ)單元列10的溝槽314中。
請(qǐng)參照?qǐng)D8，每一溝槽式電容器的結(jié)構(gòu)，以存儲(chǔ)單元列10為例，溝槽式電容器406、506分別包括下電極418、518、電容介電層420、520、上電極422、522與隔離結(jié)構(gòu)324。其中，下電極418、518配置在溝槽314表面的基底300中，下電極418、518例如是反轉(zhuǎn)層，而反轉(zhuǎn)層的形成方法例如是在后續(xù)與溝槽式電容器306、406、506、606電連接的接觸窗310上施加電壓，而形成于溝槽314表面的基底300中。電容介電層420、520配置于溝槽314表面，且位于溝槽314頂部側(cè)邊的部分基底300上。電容介電層420、520例如是高介電常數(shù)的介電材料層，而高介電常數(shù)的介電材料層的材料例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅。另外，上電極422、522配置于溝槽314中與基底300上，且覆蓋電容介電層420、520，而其材料例如是摻雜多晶硅。隔離結(jié)構(gòu)324配置在部分電容介電層420、520與上電極422、522中，且位于部分的基底300中。隔離結(jié)構(gòu)324例如是淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。此外，溝槽式電容器306、606的結(jié)構(gòu)與溝槽式電容器406、506的結(jié)構(gòu)類似，為本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易推知，于此不再贅述。
請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D7及圖8，導(dǎo)線304、404、504、604，于垂直存儲(chǔ)單元列10與存儲(chǔ)單元列20的延伸方向上，依序配置于柵介電層302上。導(dǎo)線304、404、504、604例如是字線。導(dǎo)線304配置于溝槽式電容器406相鄰于溝槽式電容器506的另一側(cè)，且通過溝槽式電容器306上方，而導(dǎo)線604配置于溝槽式電容器506相鄰于溝槽式電容器406的另一側(cè)，且通過溝槽式電容器606上方。導(dǎo)線404與導(dǎo)線504，配置于溝槽式電容器406與溝槽式電容器506之間，且導(dǎo)線404通過溝槽式電容器406上方，而導(dǎo)線504通過溝槽式電容器506上方。上述導(dǎo)線304、404、504、604的材料例如是摻雜多晶硅，形成摻雜多晶硅的方法例如是以臨場(chǎng)(In-situ)摻雜的方式，利用化學(xué)氣相沉積法形成之。此外，更可在導(dǎo)線304、404、504、604兩側(cè)配置一間隙壁316，其材料例如是氮化硅。
上述的導(dǎo)線304、404、504、604位于存儲(chǔ)單元列10中的部分，分別為柵極304a、通過柵極404b、通過柵極504b與門極604a，而位于存儲(chǔ)單元列20中的部分，分別為通過柵極304b、柵極404a、柵極504a及通過柵極604b。其中，通過柵極304b、404b、504b、604b分別配置于溝槽式電容器306、406、506、606的上方。
源極/漏極區(qū)308分別配置于存儲(chǔ)單元列10中的導(dǎo)線304(柵極304a)及導(dǎo)線604(柵極604a)兩側(cè)的基底300中，及配置于存儲(chǔ)單元列20中的導(dǎo)線404(柵極404a)及導(dǎo)線504(柵極504a)兩側(cè)的基底中。上述源極/漏極區(qū)308的形成方法，例如是離子注入法。值得一提的是，柵極一側(cè)的源極/漏極區(qū)308與溝槽式電容器306、406、506、606的下電極(可參照?qǐng)D8中的標(biāo)號(hào)418、518)電連接，另一側(cè)的源極/漏極區(qū)308，可為相鄰兩個(gè)有源元件所共享。
介電層326，配置于基底300上，并覆蓋于導(dǎo)線304、404、504、604與溝槽式電容器306、406、506、606上，其材料例如是氧化硅，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法。
接觸窗310，配置于介電層326中，分別電連接于溝槽式電容器306、406、506、606，可通過在接觸窗310上施加電壓，而在溝槽314表面的基底300中形成反轉(zhuǎn)層，以作為溝槽式電容器306、406、506、606的下電極(可參照?qǐng)D8中的標(biāo)號(hào)418、518)。接觸窗310例如是上電極接觸窗。接觸窗310的材料例如是摻雜多晶硅、鋁、鎢或銅。
接觸窗312，配置于介電層326中，分別電連接位于導(dǎo)線304相鄰于溝槽式電容器406的另一側(cè)的源極/漏極區(qū)308、導(dǎo)線604相鄰于溝槽式電容器506的另一側(cè)的源極/漏極區(qū)308、及導(dǎo)線404及導(dǎo)線504之間的源極/漏極區(qū)308。接觸窗312例如是位線接觸窗。接觸窗312的材料例如是摻雜多晶硅、鋁、鎢或銅。
由上述第四實(shí)施例可知，所描述靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元為四位的存儲(chǔ)器單元，以此靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元所制造的存儲(chǔ)器元件，可提升存儲(chǔ)器元件的積集度。
綜上所述，本發(fā)所提出的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，提供優(yōu)選的存儲(chǔ)器單元配置方式，不論是以一位、二位或四位作為最小存儲(chǔ)器單元來(lái)進(jìn)行重復(fù)配置，皆可進(jìn)一步縮小存儲(chǔ)器元件的面積，而有效提升存儲(chǔ)器元件的積集度。
雖然本發(fā)明以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，包括基底，已形成有溝槽；柵介電層，配置于該基底上；柵極，配置于該柵介電層上；溝槽式電容器，配置于該柵極一側(cè)的該溝槽中；源極/漏極區(qū)，配置于該柵極兩側(cè)的該基底中，該柵極一側(cè)的該源極/漏極區(qū)是位于該柵極與該溝槽式電容器之間；第一接觸窗，電連接于該溝槽式電容器；以及第二接觸窗，電連接于該柵極另一側(cè)的該源極/漏極區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，還包括通過柵極，配置于該溝槽式電容器上。
3.如權(quán)利要求1所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該溝槽式電容器，包括下電極，配置于該溝槽表面的該基底中；電容介電層，配置于該溝槽表面；上電極，配置于該溝槽中與該基底上，且覆蓋該電容介電層；以及隔離結(jié)構(gòu)，配置于部分該電容介電層與該上電極中，且位于部分的該基底中。
4.如權(quán)利要求3所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該電容介電層還包括位于該溝槽頂部側(cè)邊的部分該基底上。
5.如權(quán)利要求3所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該電容介電層的材料包括氧化硅/氮化硅/氧化硅。
6.如權(quán)利要求3所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該上電極的材料包括摻雜多晶硅。
7.如權(quán)利要求3所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該下電極包括反轉(zhuǎn)層。
8.如權(quán)利要求3所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該隔離結(jié)構(gòu)包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該第一接觸窗包括上電極接觸窗，該第二接觸窗包括位線接觸窗。
10.一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，包括基底，已形成有二溝槽；柵介電層，配置于該基底上；二柵極，配置于該柵介電層上；二溝槽式電容器，位于該些柵極之間，分別配置于該該些溝槽中；二源極/漏極區(qū)，分別配置于該些柵極兩側(cè)的該基底中，各該柵極一側(cè)的各該源極/漏極區(qū)是位于各該柵極與各該溝槽式電容器之間；二第一接觸窗，分別電連接于該些溝槽式電容器；以及二第二接觸窗，分別電連接于各該柵極另一側(cè)的各該源極/漏極區(qū)。
11.如權(quán)利要求10所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該溝槽式電容器，包括下電極，配置于各該溝槽表面的該基底中；電容介電層，配置于各該溝槽表面；上電極，配置于各該溝槽中與該基底上，且覆蓋各該電容介電層；以及隔離結(jié)構(gòu)，配置于部分各該電容介電層與各該上電極中，且位于部分的該基底中。
12.如權(quán)利要求11所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該電容介電層還包括位于各該溝槽頂部側(cè)邊的部分該基底上。
13.如權(quán)利要求11所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該電容介電層的材料包括氧化硅/氮化硅/氧化硅。
14.如權(quán)利要求11所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該上電極的材料包括摻雜多晶硅。
15.如權(quán)利要求11所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該下電極包括反轉(zhuǎn)層。
16.如權(quán)利要求11所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該隔離結(jié)構(gòu)包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求10所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該些第一接觸窗包括上電極接觸窗，該些第二接觸窗包括位線接觸窗。
18.一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，適用于存儲(chǔ)器陣列中，該存儲(chǔ)器陣列至少具有相鄰的第一存儲(chǔ)單元列及第二存儲(chǔ)單元列，包括基底，已形成有四溝槽，其中二個(gè)溝槽配置于該第一存儲(chǔ)單元列中，另外二個(gè)溝槽配置于該第二存儲(chǔ)單元列中；第一溝槽式電容器、第二溝槽式電容器、第三溝槽式電容器及第四溝槽式電容器，而該第一溝槽式電容器及該第四溝槽式電容器配置于該第二存儲(chǔ)單元列的該些溝槽中，該第二溝槽式電容器及該第三溝槽式電容器配置于該第一存儲(chǔ)單元列的該些溝槽中；柵介電層，配置于該基底上；第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線、第三導(dǎo)線及第四導(dǎo)線，于垂直該第一存儲(chǔ)單元列與該第二存儲(chǔ)單元列的延伸方向上，依序配置于該柵介電層上，其中，該第一導(dǎo)線，配置于該第二溝槽式電容器相鄰于該第三溝槽式電容器的另一側(cè)，且通過該第一溝槽式電容器上方，該第四導(dǎo)線，配置于該第三溝槽式電容器相鄰于該第二溝槽式電容器的另一側(cè)，且通過該第四溝槽式電容器上方，該第二導(dǎo)線與該第三導(dǎo)線，配置于該第一溝槽式電容器與該第四溝槽式電容器之間，且該第二導(dǎo)線通過該第二溝槽式電容器上方，該第三導(dǎo)線通過該第三溝槽式電容器上方，；多個(gè)源極/漏極區(qū)，分別配置于該第一存儲(chǔ)單元列中的該第一導(dǎo)線及該第四導(dǎo)線兩側(cè)的該基底中，及配置于該第二存儲(chǔ)單元列中的該第二導(dǎo)線及該第三導(dǎo)線兩側(cè)的該基底中；多個(gè)第一接觸窗，分別電連接于該些溝槽式電容器；以及多個(gè)第二接觸窗，分別電連接位于該第一導(dǎo)線相鄰于該第二溝槽式電容器的另一側(cè)、該第四導(dǎo)線相鄰于該第三溝槽式電容器的另一側(cè)、及該第二導(dǎo)線及第三導(dǎo)線之間的該些源極/漏極區(qū)。
19.如權(quán)利要求18所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該第一導(dǎo)線、該第二導(dǎo)線、該第三導(dǎo)線及該第四導(dǎo)線位于該第一存儲(chǔ)單元列中的部分，分別為第一柵極、第二通過柵極、第三通過柵極及第四柵極，而位于該第二存儲(chǔ)單元列中的部分，分別為第一通過柵極、第二柵極、第三柵極及第四通過柵極。
20.如權(quán)利要求18所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該第一通過柵極、該第二通過柵極、該第三通過柵極及該第四通過柵極分別配置于該第一溝槽式電容器、該第二溝槽式電容器、該第三溝槽式電容器及該第四溝槽式電容器上方。
21.如權(quán)利要求18所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該溝槽式電容器，包括下電極，配置在各該溝槽表面的該基底中；電容介電層，配置于各該溝槽表面；上電極，配置于各該溝槽中與該基底上，且覆蓋各該電容介電層；以及隔離結(jié)構(gòu)，配置于部分各該電容介電層與各該上電極中，且位于部分的該基底中。
22.如權(quán)利要求21所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該電容介電層還包括位于各該溝槽頂部側(cè)邊的部分該基底上。
23.如權(quán)利要求21所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該電容介電層的材料包括氧化硅/氮化硅/氧化硅。
24.如權(quán)利要求21所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該上電極的材料包括摻雜多晶硅。
25.如權(quán)利要求21所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該下電極包括反轉(zhuǎn)層。
26.如權(quán)利要求21所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中各該隔離結(jié)構(gòu)包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
27.如權(quán)利要求18所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該第一導(dǎo)線、該第二導(dǎo)線、該第三導(dǎo)線及該第四導(dǎo)線包括字線。
28.如權(quán)利要求18所述的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，其中該些第一接觸窗包括上電極接觸窗，該些第二接觸窗包括位線接觸窗。
全文摘要
一種靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，包括一基底、一層?xùn)沤殡妼?、一個(gè)柵極、一個(gè)溝槽式電容器、一個(gè)源極/漏極區(qū)、一個(gè)第一接觸窗及一個(gè)第二接觸窗。其中，基底已形成有一個(gè)溝槽，而柵介電層配置于基底上。柵極配置于柵介電層上，而溝槽式電容器配置于柵極一側(cè)的溝槽中。源極/漏極區(qū)配置于柵極兩側(cè)的基底中，柵極一側(cè)的源極/漏極區(qū)是位于柵極與溝槽式電容器之間。第一接觸窗電連接于溝槽式電容器，而第二接觸窗電連接于柵極另一側(cè)的源極/漏極區(qū)。
文檔編號(hào)H01L27/11GK101047185SQ200610071509
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者黃俊麒, 梁佳文, 林永昌, 李瑞池 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司