專利名稱：一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法及結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制備技術(shù)，尤其涉及一種形成非對(duì)稱側(cè)墻的刻蝕工藝方法，該方法用于提高浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的寫(xiě)入速度。
背景技術(shù)：
嵌入式動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使得大容量DRAM在目前的系統(tǒng)級(jí)芯片(SOC)中非常普遍。大容量嵌入式動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(eDRAM)給SoC帶來(lái)了諸如改善帶寬和降低功耗等只能通過(guò)采用嵌入技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的各種好處。傳統(tǒng)嵌入式動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(eDRAM)的每個(gè)存儲(chǔ)單元除了晶體管之外，還需要一個(gè)深溝槽電容器結(jié)構(gòu)，電容器的深溝槽使得存儲(chǔ)單元的高度比其寬度大很多，造成制造工藝?yán)щy。其制作工藝與CMOS超大規(guī)模集成電路工藝非常不兼容，限制了它在嵌入式系統(tǒng)芯片(SOC)中的應(yīng)用。浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元(Floating Body Cell，即FBC)是一種有希望替代eDRAM的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器。FBC是利用浮體效應(yīng)(Floating Body Effect，即FBE)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器單元， 其原理是利用絕緣體上硅(Silicon on Insulator,即SOI)器件中氧埋層(BOX)的隔離作用所帶來(lái)的浮體效應(yīng)，將被隔離的浮體(Floating Body)作為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)寫(xiě)“ 1”和寫(xiě)“0”。 由于浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元去掉了傳統(tǒng)DRAM中的電容器，使得其工藝流程完全與CMOS工藝兼容，同時(shí)可以構(gòu)成密度更高的存儲(chǔ)器，因此有希望替代現(xiàn)有的傳統(tǒng)eDRAM應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)芯片中。浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元在寫(xiě)“1”時(shí)，載流子一邊在襯底積聚，一邊會(huì)從源端慢慢的泄漏。寫(xiě)“1”的速度由襯底電流的大小和積聚的載流子從源端泄漏的速度共同決定的。提高浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的襯底電流，就可以提高浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的寫(xiě)入速度。此外，減少襯底積聚的載流子從源端泄漏，也可以達(dá)到提高浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的目的。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種提高浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的寫(xiě)入速度的方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，在一襯底上制作半導(dǎo)體器件，包括以下步驟
在所述襯底上制備柵極、淺溝隔離槽；進(jìn)行輕摻雜漏極注入，在柵極兩側(cè)形成輕摻雜源漏區(qū)域；
沉積一層薄膜，形成一層側(cè)墻薄膜層； 其中，還包括以下步驟
以一定的傾斜于漏區(qū)的角度α，向所述側(cè)墻薄膜層中注入離子，形成具有一定摻雜濃度的側(cè)墻薄膜層；
刻蝕所述側(cè)墻，刻蝕停止在所述柵極結(jié)構(gòu)的頂部和所述襯底上，刻蝕后，靠近源端的所述側(cè)墻寬度大于靠近漏端的所述側(cè)墻的寬度；
對(duì)所述半導(dǎo)體器件進(jìn)行摻雜工藝并進(jìn)行退火工藝，在所述襯底中形成源極、漏極以及溝道；
上述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其中，所述襯底還包括一底層、隔離層，分布于所述襯底和所述淺溝隔離槽的下方。上述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其中，所述隔離層為一
氧埋層。上述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其中，所述底層為硅底層。上述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其中，所述傾斜于漏區(qū)的角度α值為0° -90°。上述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其中，在向所述側(cè)墻的薄膜層中注入的離子步驟中，所述注入的離子為鍺、氙或其他中性元素。上述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其中，對(duì)所述漏區(qū)以及源區(qū)進(jìn)行摻雜進(jìn)行離子注入重?fù)诫s。上述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其中，在所述襯底與所述柵極之間設(shè)置一層薄氧化層。一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的結(jié)構(gòu)，包括一襯底，其特征在于， 包括柵極，淺溝隔離槽；在所述柵極側(cè)壁上覆蓋一層側(cè)墻，所述側(cè)墻包括源端側(cè)墻和漏端側(cè)墻，并且所述源端側(cè)墻寬度大于所述漏端側(cè)墻的寬度；在所述襯底中形成源極、漏極以及溝道，所述漏極的摻雜離子比所述源極的摻雜離子更靠近溝道。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于
本發(fā)明在側(cè)墻(Spacer)刻蝕工藝中，首先采用中性元素(如鍺、氙等)對(duì)側(cè)墻薄膜進(jìn)行有角度的離子注入，注入角度向漏端傾斜，使得在側(cè)墻刻蝕工藝中對(duì)漏端的側(cè)墻薄膜刻蝕速度要大于源端的側(cè)墻薄膜的刻蝕速度，使得刻蝕后漏端的側(cè)墻寬度減小，而源端的側(cè)墻寬度增大，在接下來(lái)的源漏高摻雜注入和退火工藝后，漏端的摻雜離子離溝道距離被拉近， 源端的摻雜離子與溝道和襯底的距離被拉遠(yuǎn)，一方面提高了漏端溝道中的縱向電場(chǎng)，增大了襯底電流，另一方面降低了積聚載流子從源端的泄漏速度，從而提高了浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的寫(xiě)入速度。


圖1是本發(fā)明的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合原理圖和具體操作實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其包括以下步驟
如圖IA所示，在襯底1上制備柵極2、淺溝隔離槽3 ；向襯底1和柵極2中注入輕摻雜離子，在柵極2的兩側(cè)的襯底中形成輕摻雜源漏極4 ；在此步驟中，襯底1下方還包括底層12，隔離層11，其中，隔離層11處于底層12與襯底1之間。優(yōu)選地，隔離層11為一氧埋層，底層12由硅制成。另外，在柵極2與襯底1之間，還包括一層薄氧化層21。如圖IB所示，在柵極2上沉積一層薄膜，形成一層側(cè)墻薄膜層6，側(cè)墻薄膜層6覆蓋至柵極2的鄰壁以及鄰近柵極2的襯底1的上方。如圖IC所示，一定的傾斜于漏區(qū)的角度α，向側(cè)墻薄膜層6中注入離子，形成具有一定摻雜濃度的側(cè)墻薄膜層；
在此步驟中，以傾斜于漏區(qū)一定的角度，向側(cè)墻薄膜層6中注入中性元素離子，例如， 鍺、氙等，使得，側(cè)墻薄膜層6形成具有一定摻雜濃度的側(cè)墻薄膜層，通過(guò)角度的傾斜，使得在隨后的側(cè)墻刻蝕工藝中，對(duì)漏端的側(cè)墻薄膜刻蝕速度要大于源端的側(cè)墻薄膜刻蝕的速度。另外，根據(jù)需要，可以在大于0°并小于90°的范圍確定傾斜角度α的值。如圖ID所示，對(duì)側(cè)墻薄膜層6進(jìn)行刻蝕。在此步驟中，由于在上一步驟IC中，在側(cè)墻薄膜層6中注入了一定的中性元素離子，使得在刻蝕中，對(duì)漏端的側(cè)墻薄膜刻蝕速度大于源端的側(cè)傾薄膜刻蝕的速度，因而，在對(duì)側(cè)墻薄膜層6進(jìn)行刻蝕后，形成靠近源端的側(cè)墻5寬度要大于靠近漏端的側(cè)墻5的寬度。如圖IE所示，對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行重?fù)诫s工藝并進(jìn)行退火工藝處理，在襯底1中形成源極7，漏極8和溝道(圖中未標(biāo)示)。在此步驟中，根據(jù)側(cè)墻5的寬度確定源極7和漏極8與溝道間的距離，由于靠近源端的側(cè)墻5的寬度大于靠近漏端的側(cè)墻5的寬度，因而使得經(jīng)摻雜后的漏極7的摻雜離子離溝道和襯底1的距離被拉進(jìn)，而源極8的摻雜離子與溝道和襯底1的距離被拉遠(yuǎn)，從而， 一方面提高了漏端溝道中的縱向電場(chǎng)，增大了襯底電流，另一方面降低了積聚載流子從源端的泄漏速度，提高了浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的寫(xiě)入速度。本發(fā)明還公開(kāi)了一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的結(jié)構(gòu)，包括一襯底1， 其中，包括柵極2，淺溝隔離槽3 ；在柵極2的側(cè)壁上覆蓋一層側(cè)墻5，側(cè)墻5包括源端側(cè)墻 (圖中未標(biāo)示)和漏端側(cè)墻(圖中未標(biāo)示)，并且源端側(cè)墻寬度大于所述漏端側(cè)墻的寬度；在襯底1中形成源極7、漏極8以及溝道(圖中未標(biāo)示)，漏極7的摻雜離子比源極8的摻雜離子更靠近溝道。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例，其只是作為范例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，在一襯底上制作半導(dǎo)體器件，包括以下步驟在所述襯底上制備柵極、淺溝隔離槽；進(jìn)行輕摻雜漏極注入，在柵極兩側(cè)形成輕摻雜源漏區(qū)域；沉積一層薄膜，形成一層側(cè)墻薄膜層；其特征在于，還包括以下步驟以一定的傾斜于漏區(qū)的角度α，向所述側(cè)墻薄膜層中注入離子，形成具有一定摻雜濃度的側(cè)墻薄膜層；刻蝕所述側(cè)墻薄膜層，刻蝕停止在所述柵極結(jié)構(gòu)的頂部和所述襯底上，刻蝕后，靠近源端的所述側(cè)墻寬度大于靠近漏端的所述側(cè)墻的寬度；對(duì)所述半導(dǎo)體器件進(jìn)行摻雜工藝并進(jìn)行退火工藝，在所述襯底中形成源極、漏極以及溝道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其特征在于，所述襯底還包括一底層、隔離層，分布于所述襯底和所述淺溝隔離槽的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其特征在于，所述隔離層為一氧埋層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其特征在于，所述底層為硅底層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其特征在于，所述傾斜于漏區(qū)的角度α值為0° -90°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其特征在于，在向所述側(cè)墻的薄膜層中注入的離子步驟中，所述注入的離子為鍺、氙或其他中性元ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其特征在于，對(duì)所述漏區(qū)以及源區(qū)進(jìn)行摻雜進(jìn)行離子注入重?fù)诫s。
8.根據(jù)權(quán)利一要求1所述的一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，其特征在于，在所述襯底與所述柵極之間設(shè)置一層薄氧化層。
9.一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的結(jié)構(gòu)，包括一襯底，其特征在于，包括柵極，淺溝隔離槽；在所述柵極側(cè)壁上覆蓋一層側(cè)墻，所述側(cè)墻包括源端側(cè)墻和漏端側(cè)墻，并且所述源端側(cè)墻寬度大于所述漏端側(cè)墻的寬度；在所述襯底中形成源極、漏極以及溝道，所述漏極的摻雜離子比所述源極的摻雜離子更靠近溝道。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的方法，在一襯底上制作半導(dǎo)體器件，其中，還包括以下步驟以一定的傾斜于漏區(qū)的角度，向所述側(cè)墻薄膜層中注入離子；刻蝕所述側(cè)墻，刻蝕后，靠近源端的所述側(cè)墻寬度大于靠近漏端的所述側(cè)墻的寬度；對(duì)所述半導(dǎo)體器件進(jìn)行摻雜并進(jìn)行退火，在所述襯底中形成源極、漏極以及溝道。本發(fā)明還公開(kāi)了一種提高浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入速度的結(jié)構(gòu)，包括一襯底，柵極，淺溝隔離槽；在所述柵極側(cè)壁上覆蓋一層側(cè)墻，所述側(cè)墻包括源端側(cè)墻和漏端側(cè)墻，并且所述源端側(cè)墻寬度大于所述漏端側(cè)墻的寬度；在所述襯底中形成源極、漏極以及溝道，所述漏極的摻雜離子比所述源極的摻雜離子更靠近溝道。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102446770SQ20111030800
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者俞柳江 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司