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TW200814297A - Integrated memory cell array - Google Patents

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TW200814297A
TW200814297A TW096131585A TW96131585A TW200814297A TW 200814297 A TW200814297 A TW 200814297A TW 096131585 A TW096131585 A TW 096131585A TW 96131585 A TW96131585 A TW 96131585A TW 200814297 A TW200814297 A TW 200814297A
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gate
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drain
semiconductor substrate
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TW096131585A
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TWI372459B (en
Inventor
Rolf Weis
Original Assignee
Qimonda Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of TWI372459B publication Critical patent/TWI372459B/zh

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/01Manufacture or treatment
    • H10D64/025Manufacture or treatment forming recessed gates, e.g. by using local oxidation
    • H10D64/027Manufacture or treatment forming recessed gates, e.g. by using local oxidation by etching at gate locations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/05Making the transistor
    • H10B12/053Making the transistor the transistor being at least partially in a trench in the substrate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/48Data lines or contacts therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

200814297 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種積體儲存單元陣列。 【先前技術】 積體MOSFET電晶體到基板的結漏電(細和 Mage)是元件開發中的一個重要問題。例如,在舰μ 應用中’不得不最佳化這些參數,僅用於—個接觸部,即 =對稱讀。所魏些用於DRAMJ&㈣元刺需要體接 近來,已經為DRAM應用提出了諸如簡CUT或 2雙閘極元件的不對稱平面元件、不對稱三維元件。然而, 匕們均具有從節點結(nGdejunetiGn)縣板的反閘控的直 接通路。 然而,至今還沒有找到便於實現的令人滿意的解決方 法。
【發明内容】 本發明的第-個方面,積體儲存單元陣列包括··半導 體基板;多娜所述基板的多卿行的主祕條形成的單 疋電晶體元件,所駐祕條在第—方向上延伸,並通過 中間絕緣賴在側向上彼此絕緣;每—個所述單元電晶體 元件包括:形成在所述半導體基板中的柱;圍繞所述柱的 閘極溝槽;形成在所述柱的上部區域中的第一源極/沒極 區,形成在所述閘極溝槽底部並圍繞所述柱的下部區域的 閘極"電層’以及形成在所述半導體基板的上部區域並與 6 200814297 所述閘極溝槽鄰接的第二源極級極區;多條在第二方向上 f伸的平行的位線,並被連接至所述單元電晶體元件的各 自的第-源極/祕區;多條在第三方向上延伸的字線,並 2接所述單元電晶體元件的各自的_ ;以及多個單元電 容器元件,被連接至所述單元電晶體元件的第二源極/汲極 區。 本fx月弟一個方面,積體儲存單元陣列包括:半導體 基板;多解元電晶體元件,這些單元t晶體元件包括: 形成在所述半導體基板上的柱;_所述柱關極溝槽; 形成在所雜的上經_第—雜/赌區;形成在所述 閉極溝槽底部並__柱的下部區域關極介電層;形 成在所述雜溝槽的所制極介電層上
述㈣下輕域:以郷成在所料導縣㈣上H 亚與所述_溝槽雜的第二雜/驗區;乡條位元線, 被連接至·單元電晶體元件的第—雜/汲極區的各自的 第-組;多條字線’連接第二組所述單元電晶體的各自的 閘極;以及乡解元電容H元件’被連接至所述單元電晶 體元件的第二源極/汲極區。 本發明第三個方面,積體電路包括具有電晶體的記憶 體單元,電晶體包括第一和第二源極/汲極部,和設置在與 第一和第二源極/汲極部之間的基板部相鄰的第一閘電極, 還包括第二閘電極,其與第一閘電極接觸,其中,第一和 第二閘電極被設置在相關於第一源極/汲極部的兩個相對側 200814297 體單第四個方面’積體電路包括具有電晶體的記憶 早=$日日體包括第―和第二源極後極部;位於第—和 極級極部之間的溝道’以及鄰近溝道關電極,其 科川^溝道方向上喊賴巾,閘電極與溝道的兩個相 對侧相鄰。 本發明基於—個方面,即Pn結和體區(bGdyregion) 之間的中間區是門控(或者說間控)的。另一個方面為,
在沿溝道方向的截面圖中,_極與保持在相同電位上的 溝道的兩個相對侧相鄰。 較佳的實施例在各個獨立權利要求中列出。 一根據-個實施例,每—個所述單域晶體元件包括第 三源極/汲極區域,其形成在所述半導體基板的上部區域, 鄰接於所述閘極溝槽並與所述第二源極/汲極區相對,所述 第二源極/汲極區和第三源極/汲極區屬於兩個不同的記憶 體單元,其共用所述第一源極/汲極區並具有相鄰的字線。 根據另一個實施例,所述第二和第三方向互相垂直, 並且所述第一方向位於所述第二和第三方向之間。 根據另一個實施例,所述第一方向與所述第二方向形 成15至25度之間的角度。 根據另一個實施例,所述相鄰的字線通過在所述主動 區條中形成的各自的絕緣區域而與另一條鄰近的字線絕 緣。 根據另一個實施例,每一個所述單元電晶體元件包括 在閘極介電層下方的半導體基板中形成的溝道,其在垂直 8 200814297 於電流的方向上具有彎曲的上表面。 根據另一個實施例,所述柱具有彎曲的側壁。 根據另一個實施例,每一個所述單元電晶體元件包括 在閘極溝槽之下的半導體基板中形成的溝道,溝道包括由 所述閘極溝槽和閘極覆蓋的上拐角。 根據另一個實施例,所述單元電容元件在相關聯的第 二或第三源極/汲極區域上方形成。 f、 【實施方法】 第la) -f)到l〇a) -f)圖是示出了用於應用在根據本發明 第一實施例的儲存單元陣列中的積體電晶體元件的製造方 法的示意性佈局圖。 弟la) -f)圖示出了石夕半導體基板1,其中,形成填充 有諸如二氧化矽的介電絕緣材料的絕緣溝槽IT1和ΓΓ2。通 過认置在所述基板1的上表面〇F上的氮化矽遮罩條5執行 所述絕緣频m、rn的形成。在用郷成絕緣溝槽m、 〇 IT2的綱挪讀,輯填紐料被峨並触化學機械 3步驟3^處理,其中,氮化砍遮罩條5被作為研磨停止 部來使用。因此,氮化石夕遮罩條5的上表面和絕緣溝槽m、 IT2處於相同的南度水準L。應該注意,氮化石夕遮罩條5的 厚度為X ’其中χ在25-200 nm的範圍内。 儘管這裏沒有示出,但很明顯,絕緣溝槽也可以被設 置在圖la)的佈局圖的其餘的兩個侧面處。 在第2a) -f)圖中示出的後序處理步驟中,厚度為 的硬遮罩IS形成在第la) ·〇圖中的結構上,也就^說, 9 200814297 其厚度是位於其下方的氮化矽遮罩條5厚度的雙倍。較佳 地所述硬遮罩15的材料也為氮化梦。硬遮罩μ包括窗 口 F,其暴露出所述氮化矽遮罩條5的一部分和所述絕緣溝
槽m,ΙΤ2的-部分。應該注意,在形成所述硬遮罩窗F 的步驟期間,所述絕緣溝槽m、IT2的底層氧化物可以用 於終點檢測(endpoint detection)。
ϋ 在第3a) :〇 ®所示的下―倾理步射,氧化石夕概 墊層30被沉積在第2a) _f)圖的結構上,並進行氧化概墊 隔離物侧步驟,用於僅在所述窗F的底部打開所述氧化 物襯墊層3G,從而形成更小的窗F >在所述更小 的視窗F 1沉積另—健化⑦層25,並將其回侧到最 終的厚度X,即’所述氮化麵罩條5的厚度或所述硬遮罩 —此後,如在第4a) -f) _中所示,在钱刻步驟中剝去 氧化石夕襯㈣3G,所舰齡雜止在所述鶴罩15的上 表面上。從第叫圖中可以看出,由於具有所述更小視窗 ▲的延伸的附加氮化石夕條25,使得第4心_f)圖中的處理 狀態不同於第2a) -f)圖中的處理狀態。 #厂——处工王% n 挪剡 Uransier etch),這 疋指露出的氮切層5、15、25減少了厚度χ,這導致如第 -〇圖师的處理雜。該轉移伽_從氧切和石夕 的選擇來働沒切。耻,暴糾所縣板ί的兩個窗 二W1、W2在所述絕緣溝槽IT1、ΙΤ2之間 W、W2由所魏切鱗條 200814297 如第6a) -f)目中所示,現在執行用於形成間極溝槽 GW的組合氧化石夕/石夕蚀刻步驟。閑極溝槽在基板i和在鄰 近的絕緣溝槽m、m中具有―個深度。耻,必須在氧 化矽中更快速地钱刻。 可選地’可以首先執行氧切_步驟,然後執行非 選擇性的氧化矽/石夕蝕刻步驟。
從第6f)圖中可以具體得到,用於所述閘極溝槽GW 祕刻處縣所絲板i㈣成完全被輯_溝槽gw 圍繞的柱la。在酿賴GW的底部下方的基板i中具有 即將形成的電晶體元件的溝道。 、 的所述蝕刻處理完成後,為了調 了以任選地將溝道注入(implant ) 在所述閘極溝槽GW 整電晶體溝道CH的特性, 所述窗口 Wl、W2。 ^ 7a) -f)圖所示,通過熱氧化或通過高k材料沉 積或是兩者的結合,在所述_溝槽Gw中露出的石夕基板 1上形成例如由氧化讀成的_介電層⑼。轉,多晶 石夕層50沉積在所述閘極溝槽⑽巾並在其中凹進,立中多 晶石夕層洲形成_成㈣晶體元件的_。應當注意,用 =極的材料不僅限於多抑,還可以是其他可以使用的 V电材料,比如金屬,TiN,矽化物等。 、其後,另一個氧化石夕層60被沉積在整個結構上,並通 ,化學機械研齡騎磨至繼的硬料15社表面。這 涂致弟7a) -f)圖中示出的處理狀態。 在第8a) -f)圖中示出的另一個處理步驟中,執行氧 200814297 化矽/氮化抛刻步驟,這從第7a) _f)圖中示出的結構中 去除了所述氧切層6〇的厚度X以及所述硬縣15的剩 餘厚度X。 此外,參照帛9a) _f)目,通過選擇性的餘刻步驟剝 除所述氮切麟條5的露出部分,其後,執行到基板i 的露出表面的離子注人,以在柱la上形成第-雜/沒極區 s。以及在所職板!的表面OT處形成第二和第三源極級極 區m、D2 °然後,沉積多晶補7G並將其研磨至相鄰的 絕緣溝槽IT1、IT2的上表面的水準L。 應該注意,儘管源極/汲極區〇卜D2的下 在問極導電 5〇社雜社方,料叹―個實^ 源極/汲極區D1、D2的下邊緣也可以與閘極導電材料5〇的 上邊緣齊平或在其之下。 取後’如第10a) -f)圖中所示,例如由氧化石夕製成的 另-麵緣層1GG魏齡整悔構上,並且之後,形成 源極級極接觸部cm、CD2、源極/沒極接觸部cs、⑽ 閘極接騎CG’驗接觸所述第—和第二源極/沒極區 Dl、D2、所述雜/祕區域s、以及所述閘極區域洲。 如第10e)圖所示’根據此實施例的元件溝道ch在垂 直於電流方向的方向上具有平坦的上表面。 這裏應該注意,雜级極接冑冑⑽ D2 -樣都是選_並且不是轉的。制地,如果對稱地 使用根據本實施例的電晶體,則源極/汲極區D2和祕級 極接觸部CD2是有用的。 12 200814297 太旅圖至第i3a) ·〇圖示出了用於應用在根據 ^發明弟二實施例的儲存單4列中的積體電晶體元件的 製造方法的示意性佈局圖。 第二個實施例由第5a) _5f)圖中示出的處理狀態開 始0 參照第lla)-f)圖’用於第二實施例的閘極溝槽 的蝕刻處理由氧化雜條•驟開始,該步職刻氧化 的速度比__速度快的多’從而達到絕緣溝槽m,ιτ2 中閘極溝槽G矿的最終深度,而切基板t中的閑極溝 槽GW ^卻尚未達到最終深度。顯然地,該侧步驟相對 于作為遮罩的氮化矽是高選擇性的。 其後,執行砍韻刻步驟,其相對於氮化石夕和氮化石夕也 是高選擇性的。在該石條刻步驟中,基板!被同向性地姓 刻,這導致了弟12a) -f)圖中示出的處理狀態。 具體地,可以從垂直於第12e)圖的電流方向看出,該 石夕餘刻步驟導致所述柱la的橫向變薄,從而得到其彎曲 的側壁以及閘極溝槽GW,下方的溝道區CH,的彎曲的表 面lb >。通過該矽的薄化步驟,可以在寬的範圍内改變即 將形成的電晶體的電特性。 根據第12a)-f)圖的處理狀態的處理步驟對應於第7a) _f)至l〇a) -f)圖的處理步驟,因此在此不再贅述。僅在 第13a)-f)圖中示出對應於第l〇a)-f)圖中示出的處理狀 態的最終處理狀悲。 第14a)-f)至16a)-f)圖示出了用於應用在根據本發 13 200814297 明第二實施綱儲存單元陣列巾的積體電㈣元件的製造 方法的示意性佈局圖。 第—個實把例也由第5a) —5f)圖中示出的處理狀態 開始。在第三實施例中,如第·〇圖所示,用於形^ 1極溝槽GW的餘刻步驟從在氧化^夕和氮化碎有高選 擇性的賴刻步·始,並且該_步驟在縣板t中形 成錐形的閘極溝槽GW> 一。 其後,進行氧化石夕/石夕姓刻步驟,該侧步驟侧氧化 石夕的速度比爛_速度快得多,這導致第i5a) _f)圖中 :㈣處理狀態,其顯示出在閘極溝槽Gw…下方的溝 =區CH具有曲面化’其曲率與第二實施例中表面化一 的曲率相反’如可從第15e)圖中所具體獲知。 ,據第15a) _f) _處理步驟對應於在上面已經參考 a f)和10a) _f)圖說明的處理步驟,因此在這裏不
再^只在第16a)_f)圖中示出對應於第則_f)圖中 不出的處理狀態的最終處理狀態。 弟=)-f)和18a) _f)圖示出了用於顧在根據本發 =實Γ的儲存單元陣列中的積體電晶體元件的製造 方法的不意性佈局圖。 、 始,實施例由第⑷—f)圖中示出的處理狀態開 σ UL ’在部分形成雜溝槽GW,…之後開始。 狀^i7a) 圖所示,在第6〇 -f)圖中示出的處理 後執彳了氧切_讀,其暴露出錄閘極溝槽 下方的溝道or…的拐角c。為了更好地理 14 200814297 解,在第17c)、17e)和17f)圖中的虛線示出了第6a) 一f) 圖的處理狀悲’也就是說,在氧化石夕钱刻步驟之前的處理 狀態。 隨後的處理步驟對應於上面參考第7a) _f)至1〇a) _f) 圖而說明的處理步驟,因此這裏不再贅述。 僅在第18a)-f)圖中示出了對應於第1〇a)_f)圖中的 處理狀態的最終處理狀態。 Ο u /如,18e)圖中所不’由氧化層覆蓋的閘極區域 覆盖了位於閘極溝槽—下方的溝道ch>,-的所述路出的拐角C’也就是說,該電晶體呈現出拐角元 件效應(comer device effect)。 第19a) -c)至28a) -d)圖示出了用於根據本發明第 五實施例=儲存單元_的製造方法的示意性佈局圖。 除了第19中d)圖被省略的情況之外,在第19至 圖中的每一個圖中,a)表示平面圖,b)表示沿平面圖a)中 :線A 的截面圖,表示沿平面圖心中的線^ •的截_ ’d)表示沿平_a)中的線c'c 面圖。 J歡 第19a) -c) ®中不出的處理狀態對應於第⑷ 處理狀態。具體地’在半導體基板1的表面上形 第19a) 罩條5,其中,遮罩條5沿Z方向延伸。如 成大約為20度的角α。在m统xy中的X軸形 具有相同財3 H間職朗述遮罩條s 緣溝槽Ιτ。在遮罩條下的基板條是主動 15 200814297 區條ΑΑ ’單元電晶體在那裏將形成。 第20a) -d)圖中示出的處理狀態對應於第如)_f)圖 中示出的處理狀態。具體地,形成硬遮罩條15,其被具有 中間窗口 F 一的所述氧化物襯墊層3〇所覆蓋,在所述窗口 中所述氣化物層25被沉積並被钱刻回到厚度χ,該厚 度是所述硬遮罩條15的厚度2X的一半。
ϋ 其後,如對應第4a) _f)圖的第21a) _d)圖中所示, 所述氧化物襯墊層30在選擇性蝕刻步驟中被剝除。 在對應第5a)_f)關第22a)_d)財和的後續處 理步驟中,如上面所述進行了轉移侧,將氮化石夕層 5 ’ 15 ’ 25的厚度減小x。 一第23a) _d)圖中示出的處理狀態對應於第_f)圖 中不出的處理n也就是說,在對應的字線射形成由 ,極材料5〇製成的埋人字線術魏4,其巾所述字線槽 =在,述基板:ι中使用氮切層5,15作為遮罩侧而成 ^取後’絕緣氧化石夕層60被沉積,並被研磨而退到麵 、,化石夕層IS的上表面。如圖可明確看到,字線低卜肌4 也是沿y方向平行地延伸。 如對應於第8a) _f) _第24a) _d)圖中所示,執行 ,匕石夕/氮化補刻步驟,這去除了所氧化層6〇的厚度X 和所述硬遮罩條15的殘留厚度。 心祕^仏)_d)目中示出的下—個步驟中,由氧化石夕製 古龙遮罩層M被沉積並被結構化成在儲存單元陣列上沿 y -延伸的塊條。特別地,這尤其可以由第25d)圖中示 16 200814297 出,所述塊遮罩M的單個塊條覆蓋了兩條相鄰的字線 WL2、WL3和中間區域。 塊遮罩Μ的相鄰的塊條由一條字線的距離隔開,也就 疋說,分別為在字線WL1和WL2之間的距離和字線 和WL4之間的距離。 也就是說在熱磷酸餘刻步驟中,使用所述塊遮罩Μ, 首先,暴硌的氮化矽層5被可選擇地去除。該蝕刻步驟相 € 對於相鄉的絶緣溝槽區域IT和塊遮罩Μ本身是可選擇地進 行。 其後,執行矽蝕刻,用於沿著字線WLi與WL2之間 和WL3與WL4之間的主動區條从去除石夕基板^區域, 如第25d)圖中所示。然後,絕緣區域61由氧化石夕沉積和 回研磨步獅成,其使字線WL2和WL3各自與相對應的 其他的相鄰字線WL1和WL4電絕緣。 這裏應當注意,通過進行注入步驟,也就是說,使用 U 塊遮罩Μ向基板1注入娜子,取代通過姓刻步驟去除各 自的矽基板1來形成所述絕緣區域61。 第26a) ·(〇圖中示出的處理狀態通過去除塊遮罩層Μ 末實現並且在所述回研磨(back polish)步驟中將絕緣區 域61研磨到存留的氮化石夕遮罩條5的水準。 ° 然後,如參考第9a) _f)圖中所說明的,露出的氮化 石夕遮罩條6侧除,且執行注人步_形成雜和沒極區 域S D1 D2 ’並且多晶石夕層7〇被沉積並研磨到相鄰的 緣溝槽IT的水準。 ' 17 200814297 此外,參考第27a) _d)圖,在整個儲存單元陣列上形 成了由氧化矽製成的絕緣層100。然後,在光刻/餘刻步驟 中,使用條遮罩沿線B-B /形成位線接觸孔BLK卜BLK2、 BLK3、BLK4,以與單元電晶體的源極區域s接觸。緊接 著’形成沿X方向平行地延伸的位線BL1、BL2、BL3、BL4, 其中位線BL1、BL2、BL3、BL4包括在本技術領域中所公 知的下方的多晶矽層101、中間的鎢層102和上方的氮蓋帽 層103。多晶矽層1〇1在位線接觸孔blki、BLK2、BLK3、 BLK4中形成位線接觸部。如第27c圖中所示,在餘刻所述 位線BL1、BL2、BL3、BL4的步驟中,在源極區域s中產 生了輕微的底部姓刻。 其後,如第28a) — d)圖中所示,另一個由二氧化矽 製成的介電層105被沉積並被研磨而退回到與所述位線 BU、BL2 ’BL3 ’BL4的上邊。然後,電容器接觸部ccn, CC12 ’ CC2卜 CC22,CC3卜 CC32,CC41,CC42 形成於 所述介電€ 105巾而將單元電晶體元件的汲極區域m,D2 暴露出來。電容器接觸部cabccihcchTCDTOb CC32: CC4卜CC42可以通過細侧步驟形成,此步驟 之後是緊接著使用比域作為接觸材料的沉積/回研磨步 驟。 在最後的過程步驟中,電容器cn、a2、C2i、c22、 C3卜C32、C41、C42在所述介電層1G5 ±的最上方形成, 從而完成了儲存單it陣列。所述電容器cn、cim卜 C22、⑶、C32、C41、⑽可以按照對稱的行和列、錯位 18 200814297 的行和列或任何其他合適的排列形式形成。 ^如第28d)圖所示,該陣列的記憶體單元是對稱的,也 就疋说’共用位線BL1,並且被連接到兩個不同的字線I〕 和WL3。根據本實施例的儲存單元陣列的主要優勢在於, 電晶體由於在節點侧完全圍繞著閘極而能夠被更有效地截 斷。因為沿位元線方向的記憶體單元尺寸可達到2F,所以 有形成sub —6F2記憶體單元的可能性,然而,因為將氧化 物間隔層30用於源極接觸部的間隔物概念,所以記憶體單 元沿字線方向的尺寸可從2F縮減。 應該注意,根據第五實施例的儲存單元陣列的電晶體 το件是與上面根據第la)彳)圖至第1〇a) _f)圖說明的電 晶體元件等同的。然而,顯然根據第Ua)彳)圖至第13a) f)圖’第14a) -f)圖至第16a) _f)圖,以及第17a) -f) 圖至第18a) -f)圖的電晶體元件也可以用於根據本發明的 儲存單元陣列。 尤其疋主動S AA也可以具有z字型(zig-zag)的子 結構,這可以通過將每一個第二汲極1 一源極_一汲極2一元 素進行鏡像來實現。 儘管已經參照較佳實施例描述了本發明,但本發明不 局限於此,其可以按照本領域技術人員所公知的多種方式 進行修改。因此,本發明僅由所附的申請專利範圍限定。 19 200814297 【圖式簡單說明】 在圖式中: 第la) -f)到l〇a) _f)圖示出了用於應用在根據本發明第 實施例的儲存單元陣列中的積體電晶體元件的製造方法 的示意性佈局圖; 第lla)_f)至I3a)-f)圖示出了用於應用在根據本發明第 —實施例的儲存單元陣列中的積體電晶體元件的製造方法 的示意性佈局圖。 第14a) ·ί)至16a)-f)圖示出了用於應用在根據本發明第 二實施例的儲存單元陣列中的積體電晶體元件的製造方法 的示意性佈局圖。 第17a) ·ί)至18a) -f)圖示出了用於應用在根據本發明第 四實施例的儲存單元陣列中的積體電晶體元件的製造方法 的示意性佈局圖。 第19a),b)至28a)_d)圖示出了用於根據本發明第五實施 例的儲存單元陣列的製造方法的示意性佈局圖。 在圖式中,相同的參考標號表示相同或功能上相同的 部件。 在第1圖至第18圖中的每一個圖中,a)表示平面圖, b)表示沿平面圖a)中的線A-A剖取的截面圖,c)表示沿 平面圖a)中的線B-B剖取的截面圖,d)表示沿平面圖a) 中的線I-Ι剖取的載面圖,e)表示沿圖a)中的線π_π剖取 的截面圖,f)表示沿平面圖a)中的線m_m剖取的截面圖。 20 200814297 【主要元件符號說明】 1 砍半導體基板 la、la, 柱 lbT 表面 lc 曲面 5 氮化矽遮罩條 5、15、25 氮化矽層 15 硬遮罩 30 氧化矽襯墊層 40 閘極介電層 50 多晶石夕層 5(Τ 閘極區域 60、6(Γ 氧化石夕層 61 絕緣區域 70 沉積多晶矽層 100 絕緣層 101 多晶石夕層 102 嫣層 103 氮蓋帽層 105 介電層 A、A'B、B'CT 線 AA 主動區條 BL1-4 位線 BLK-4 接觸孔 21 200814297 c 拐角
Cll-12、C21-22、C31-32、C41-C42 電容器 CC11 -12、CC21-22、CC31-32、CC41-42
CD卜 CD2、CS CG CH、CH ' CH > D1 D2 F、F 一、W 卜 W2 GW、GW ' GW IT、ΓΠ、IT2 L M OF S WL1-WL4 X、2X
電容器接觸部 源極/汲極接觸部 閘極接觸部 、or… 電晶體溝道 第二源極/汲極區 第三源極/汲極區 窗口 ' GW / … 閘極溝槽 絕緣溝槽 水準 塊遮罩 上表面 第一源極/汲極區 字線 厚度 22

Claims (1)

  1. 200814297 十、申請專利範圍: i· 一種積體儲存單元陣列,包括: 一半導體基板; 多個單元電晶體元件,沿所述基板的多個平行的主動區 條形成,所述主動區條在第一方向上延伸並且通過中間 絕緣溝槽彼此在侧向絕緣; 每一個所述單元電晶體元件包括: 在所述半導體基板中形成的一柱; 圍繞所述柱的一閘極溝槽; 在所述柱的一上部區域形成的一第一源極/汲極區; 在所述閘極溝槽的底部形成並圍繞所述柱的下部區域的 一閘極介電層; 在所述閘極溝槽的所述閘極介電層上形成的一閘極,其 圍繞所述柱的下部區域,以及; 所述半導體基板的一上部區域中形成的一第二源極級 極區,其與所述閘極溝槽鄰接; 多條平行的位線,在第二方向上延伸,並被連接至所述 單元電晶體元件的各自的第一源極/汲極區; 多條字線,在第三方向上延伸,並連接所述單元電晶體 元件的各自的閘極;以及 夕個單元電容器元件,被連接至所述單元電晶體元件的 該第二源極/汲極區。 2·如申請專利範圍第丨項所述的積體儲存單元陣列,其 中’每-個所述單元電晶體元件包括—第三源極/汲極區 23 200814297 域,其开>成在所述半導體基板的上部區域並鄰接所述閘 極溝槽且與所述第二源極/汲極區相對,所述第二和第三 源極/汲極區屬於兩個不同的記憶體單元,其共用所述第 一源極/汲極區並具有相鄰的字線。 3·如申請專利範圍第1項所述的積體儲存單元陣列,其 中,所述第二和第三方向互相垂直,並且所述第一方向 位於所述第二和第三方向之間。 。 4·如申請專利範圍第3項所述的積體儲存單元陣列,其 中,所述第一方向與所述第二方向形成15至25度之間 的角度。 5·如申請專利範圍第2項所述的積體儲存單元陣列,其 中所述相鄰的字線通過在所述主動區條中形成的各自 的絕緣區域而與另一鄰近字線絕緣。 6·如申請專利範圍第丨項所述的積體儲存單元陣列,其 中,每一個所述單元電晶體元件包括在所述閘極介電層 下方的所述半導體基板中形成的一溝道,所述溝道在垂 直於電流的方向具有一彎曲的上表面。 7·如申請專利範圍第1項所述的積體儲存單元陣列,其中 所述柱具有彎曲的侧壁。 八 8·如申請專利範圍第1項所述的積體儲存單元陣列,其 中,每一個所述單元電晶體元件具有在所述閘極介電層 下方的所述半導體基板巾形成的—溝道,該溝道包括被 所述閘極介電層和閘極覆蓋的上拐角。 9·如申請專利範圍第1項所述的積體儲存單元陣列,其 24 200814297 中’所述單元電容器元件在一相關聯的第二或第三源極/ 汲極區域上方形成。 1〇·如申請專纖圍第1項所述的積體儲存單元陣列,其 中,在第一方向上延伸的所述主動區條具有一 z字型的 子結構。 11·如申請專利範圍第i項所述的積體儲存單元陣列,其 中,所述字線由相鄰的閘極形成。 12· —種積體儲存單元陣列,包括: 一半導體基板; 多個單元電晶體元件,包括: 在所述半導體基板中形成的一柱; 圍繞所述柱的一閘極溝槽; 在所述柱的-上部區域中形成的m沒極區; 在所述閘極4槽的底部形成並圍繞所述柱的—下部區域 的一閘極介電層; 在所述閘極溝槽的所述難介電層上形成的—閘極,其 圍繞所述柱的一下部區域,以及; 、 在所述半導體基板的一上部區域形成的一第二源極/汲 極區,其鄰接所述閘極溝槽; 多條位元線,被連接至所述單元電晶體元件的沒極各自 的第一組第一源極/汲極區; 夕條字線,連接第二組所述單城晶體元件的各自的間 極;以及 多個單元電容ϋ元件,被連接至所述單元電晶體元件的 25 200814297 第二源極/;及極區。 13·如申請專利範圍第12項所述的積體儲存單元陣列,其 中,每一個所述單元電晶體元件包括一第三源極/汲極區 域,其在所述半導體基板的一上部區域形成並鄰接所述 閘極溝槽且與所述第二源極/汲極區相對,所述第二和第 二源極/汲極區域屬於兩個不同記憶體單元,其共用所述 第一源極/汲極區並具有相鄰的字線。 14·如申請專利範圍第13項所述的積體儲存單元陣列,其 中,所述相鄰的字線通過在所述主動區條中形成的各自 的絕緣區域而與另一鄰近的字線絕緣。 15·如申請專利範圍第12項所述的積體儲存單元陣列,其 中’每一個所述單元電晶體元件包括在所述閘極介電層 下方的所述半導體基板中形成的一溝道,其在垂直於電 流的方向上具有一彎曲的上表面。 16·如申請專利範圍第12項所述的積體儲存單元陣列,其中 所述柱具有彎曲的侧壁。 17·如申請專利範圍第12項所述的積體儲存單元陣列,其 中’每一個所述單元電晶體元件具有在所述閘極介電層 下方的所述半導體基板中形成的一溝道,該溝道包括被 所述閘極介電層和閘極覆蓋的上拐角。 18·如申請專利範圍第12項所述的積體儲存單元陣列,其 中,所述單元電容器元件在一相關聯的第二或第三源極/ 汲極區域上方形成。 19·如申請專利範圍第12項所述的積體儲存單元陣列,其 26 200814297 中’所述字線由相鄰的閘極形成。 20·種包括了具有一電晶體的記憶體單元的積體電路,所 述電晶體包括: 一第一和一第二源極/汲極部,以及 一第一閘電極,被設置相鄰於所述第一源極/汲極部和第 二源極/汲極部之間的一基板部分;還包括與所述第一閘 電極接觸的一第二閘電極,其中,所述第一閘電極和所 述第二閘電極被設置在相關於第一源極/汲極部的相對 側。 21· —種包括了具有一電晶體的記憶體單元的積體電路,所 述電晶體包括: 一第一源極/汲極部和一第二源極/汲極部; 一溝道,設置在所述第一源極/汲極部和所述第二源極/ 汲極部之間;以及 一閘電極,與所述溝道相鄰, 其中,在沿溝道方向的一截面圖上,所述閘電極與所述 溝道的兩個相對侧相鄰。 27
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