具跨越电介质之本质平衡场的深沟电容器

摘要

本发明之较佳具体实施例提供一种克服许多先前技艺的限制之改进的电容器设计。本发明之较佳具体实施例使用锗以调整储存节点之工作函数。尤其是锗的加入改变了储存节点之费米能阶(fermi level)，将费米能阶移向导电带。此一费米能阶的改变降低在储存节点与相对电极间导电带边缘电位之差异，因而降低跨越电容器所见之最大电位。在较佳具体实施例中，p型掺杂的锗化矽是在邻接电容器电介质层的深沟电容器中形成。然后在掺杂的锗化矽之上形成障壁层，而其余的储存节点区域充填了n+型复晶矽。p型掺杂的锗化矽调整了电容器储存节点之工作函数，将费米能阶移向导电带。此减低了储存节点与做为相对电极的埋入极板之导电带边缘电位间之最大差异。此具一种电子抹除可程式唯读记忆装置，包括一第一及第二记忆单元。其中，每一记忆单元至少具有一控制闸极层及一源极掺杂区且第一及第二记忆单元之源极掺杂区相互电性连接而第一及第二记忆单元之控制闸极层则相互绝缘。第一及第二记忆单元之源极掺杂区接收一第一电位而第一及第二记忆单元之控制闸极层则分别接收一第二及第三电位以抹除第一记忆单元且不改变第二记忆单元。

主权项

1.一种积体电容器,该积体电容器包含:a)一在一基板中形成之深沟;b)一在该基板中围绕该深沟形成之相对电极;c)一电容器电介质;d)一在该深沟中形成之锗化矽层;及e)一在该深沟中于该锗化矽层之上形成之矽层。2.如申请专利范围第1项之电容器,其中该锗化矽层包含一P型掺杂之Si1-xGex,其中x包含Ge之莫耳分数。3.如申请专利范围第2项之电容器,其中x包含0.5与0.6之间。4.如申请专利范围第1项之电容器,其中该锗化矽层具有一在10-30奈米间之厚度。5.如申请专利范围第1项之电容器,其中在该深沟中形成之矽层包含N型掺杂之复晶矽。6.如申请专利范围第1项之电容器,其中该锗化矽层实质上平衡了高及低资料储存用之跨于电容器电介质所见之电场。7.如申请专利范围第1项之电容器,其中该相对电极包含一N+埋入极板。8.一种本质平衡之积体电容器,该电容器包含:a)一在一基板中形成之深沟;b)一靠近该深沟形成之埋入极板,该埋入极板包含一电容器相对电极;c)一在该深沟形成之电容器电介质;d)一在该深沟中于该电容器电介质之上形成之储存电极,该储存电极包含:i)一邻近该电容器电介质形成之Si1-x Gex层,其中x包含Ge之莫耳分数;ii)一在该深沟中形成之掺杂的复晶矽层,该掺杂的复晶矽涵盖该Si1-xGex层。9.如申请专利范围第8项之电容器,其中该该埋入极板包含一N+埋入极板,而其中该掺杂的复晶矽层包含N+掺杂的复晶矽。10.如申请专利范围第8项之电容器,其中该x包含0.5与0.6之间。11.如申请专利范围第8项之电容器,其中该Si1-xGex层为掺杂之P型。12.如申请专利范围第8项之电容器,其中该Si1-xGex层具有在10-30奈米间之厚度。13.如申请专利范围第8项之电容器,其中该Si1-xGex充填该深沟的底部。14.如申请专利范围第8项之电容器,其中该Si1-xGex层实质上平衡了高及低资料储存用之跨于电容器电介质所见之电场。15.如申请专利范围第8项之电容器,尚包含一围绕该深沟顶部形成之氧化环,且其中Si1-xGex层从深沟之底部延伸至稍高于氧化环之底部。16.如申请专利范围第8项之电容器,其中该储存节点尚包含在该Si1-xGex层与该掺杂的复晶矽间形成之障壁层。17.一种形成一电容器之方法,该方法包含之步骤为:a)提供一矽基板;b)在该矽基板中蚀刻一深沟;c)在围绕该深沟的矽基板中形成一相对电极;d)在该深沟中形成一电容器电介质;e)在该深沟中的电容器电介质之上形成一锗化矽层;及f)以矽层充填该深沟。18.如申请专利范围第17项之方法,其中形成一锗化矽之步骤包含形成一P型掺杂之Si1-xGex层,其中x包含Ge之莫耳分数。19.如申请专利范围第18项之方法,其中x是在0.5与0.6之间。20.如申请专利范围第17项之方法,其中形成一锗化矽层之步骤包含使用SiH4及GeH4做为反应剂之低压化学汽相沈积。21.如申请专利范围第17项之方法,其中形成一锗化矽层之步骤包含该锗化矽层之硼掺杂。22.如申请专利范围第17项之方法,其中形成一锗化矽层之步骤包含以B2H6做为该锗化矽层的硼掺杂之低压化学汽相沈积。23.如申请专利范围第17项之方法,其中在该深沟中形成一矽层之步骤包含在该深沟中形成N+复晶矽。24.如申请专利范围第17项之方法,其中形成相对电极之步骤包含经该深沟扩散N+掺杂剂以形成一埋入极板。25.如申请专利范围第17项之方法,尚包含在该锗化矽层与该矽层间形成一障壁层之步骤。26.一种形成一电容器之方法,该方法包含之步骤为:a)提供一矽基板;b)在该矽基板中蚀刻一深沟;c)在围绕该深沟的矽基板中形成一N+埋入极板相对电极;d)在该深沟中形成一电容器电介质;e)在该深沟中的电容器电介质之上形成一锗化矽层;f)凹入该锗化矽层,该凹入从该深沟顶部移除锗化矽;g)在该锗化矽层其余部分之上形成一障壁层;及h)以N+复晶矽充填该深沟。27.如申请专利范围第26项之方法,其中形成一锗化矽层之步骤包含形成一P型掺杂之Si1-xGex层,其中x包含Ge之莫耳分数。28.如申请专利范围第26项之方法,其中形成一锗化矽层之步骤包含使用SiH4及GeH4做为反应剂之低压化学汽相沈积。29.如申请专利范围第26项之方法,其中形成一锗化矽层之步骤包含锗化矽层之硼掺杂。30.如申请专利范围第26项之方法,其中形成一锗化矽层之步骤包含以B2H6做为该锗化矽层的硼掺杂之低压化学汽相沈积。图式简单说明:图1及2示出一传统深沟电容器之能带间隙图;图3及4示出一具有外界偏压之传统深沟电容器之能带间隙图;图5及6示出根据本发明之较佳具体实施例具有一矽/锗层的深沟电容器之能带间隙图;图7-10示出根据本发明之较佳具体实施例形成一具有矽/锗层的深沟电容器之各种处理步骤:及图11示出一先前技艺之深沟电容器。