发明名称 深沟渠式单电晶体静态随机存取记忆体单元
摘要 本发明系揭露一种深沟渠电容记忆体单元结构,包含有一第一导电型半导体基底,具有一主表面;一第二导电型离子布植井,具有一井接面深度,设于该半导体基底之该主表面上;一闸极介电层,设于该离子布植井上;一闸极,设于该闸极介电层上;一第一导电型重掺杂区,设于闸极一侧之该离子布植井中;一第一导电型轻掺杂区,设于闸极与该第一导电型重掺杂区相反之另一侧之该离子布植井中;以及一深沟渠电容,垂直该主表面形成于该半导体基底内并向下深入超过该离子布植井之井接面深度至一预定深度,例如3至5微米深,其中该深沟渠电容包含有一离子外扩散井,其形成于该沟渠电容之下部,并与该离子布植井贯通连结,其中该深沟渠电容另包含有一多晶矽电极,其系藉由一电容介电层以及一沟渠上端绝缘层与该第一导电型轻掺杂区、该离子布植井以及该外扩散井电性隔绝。
申请公布号 TWI289924 申请公布日期 2007.11.11
申请号 TW093105216 申请日期 2004.02.27
申请人 联华电子股份有限公司 发明人 郑钧文
分类号 H01L27/11(2006.01) 主分类号 H01L27/11(2006.01)
代理机构 代理人 许锺迪 台北县永和市福和路389号5楼
主权项 1.一种深沟渠电容记忆体单元结构,包含有: 一第一导电型(first conductivity type)半导体基底,具 有一主表面(main surface); 一第二导电型(second conductivity type)离子布植井,具 有一井接面深度(well junction depth),设于该半导体基 底之该主表面上; 一闸极介电层,设于该离子布植井上; 一闸极,设于该闸极介电层上; 一第一导电型重掺杂(heavily doped)区,设于该闸极一 侧之该离子布植井中; 一第一导电型轻掺杂(lightly doped)区,设于该闸极与 该第一导电型重掺杂区相反之另一侧之该离子布 植井中;以及 一深沟渠电容,垂直该主表面形成于该半导体基底 内并向下深入超过该离子布植井之该井接面深度 至一预定深度,其中该深沟渠电容包含有一离子外 扩散井(ion out diffusion we11),其形成于该沟渠电容之 下部,并与该离子布植井贯通连结(merge),其中该深 沟渠电容另包含有一多晶矽电极,其系藉由一电容 介电层(capacitor dielectric)以及一沟渠上端绝缘层( trench top insulation layer)与该第一导电型轻掺杂区、 该离子布植井以及该外扩散井电性隔绝,其中一接 触插塞系穿过该沟渠上端绝缘层与该多晶矽电极 电连接。 2.如申请专利范围第1项所述之深沟渠电容记忆体 单元结构,其中该第一导电型为P型,而该第二导电 型为N型。 3.如申请专利范围第1项所述之深沟渠电容记忆体 单元结构,其中该离子外扩散井之上端距离该半导 体基底之该主表面约4000至6000埃。 4.如申请专利范围第1项所述之深沟渠电容记忆体 单元结构,其中该深沟渠电容形成于该半导体基底 内之深度大于3微米。 5.如申请专利范围第1项所述之深沟渠电容记忆体 单元结构,其中该电容介电层系为氧化矽-氮化矽- 氧化矽(ONO)介电层。 6.如申请专利范围第1项所述之深沟渠电容记忆体 单元结构,其中该沟渠上端绝缘层系为一矽氧层。 7.如申请专利范围第6项所述之深沟渠电容记忆体 单元结构,其中该沟渠上端绝缘层之厚度约为100至 400埃。 8.如申请专利范围第1项所述之深沟渠电容记忆体 单元结构,其中 提供一闸极电压予该闸极,开启该闸极下方之一水 平通道; 输入一位元线电压予该第一导型重掺杂区;以及 经由该接触插塞输入一负电压于该多晶矽电极,藉 此该第一导电型轻掺杂区与该离子外扩散井之间 感应形成一垂直通道; 如此使电洞经由该第一导型重掺杂区、该闸极下 方之该水平通道、该第一导电型轻掺杂区及该垂 直通道,而到达该离子外扩散井。 9.一种深沟渠式单电晶体静态随机存取记忆体单 元,包含有: 一PMOS电晶体,形成于一N型离子布植井上,其中该N 型离子布植井系以离子布植形成于一P型半导体基 底中,其中该PMOS电晶体包含有一闸极设于该N型离 子布植井上,并藉由一闸极介电层与该N型离子布 植井电性隔离,一P型重掺杂汲极/源极,设于该闸极 一侧之该N型离子布植井中以及P型轻掺杂汲极/源 极,设于该闸极与该P型重掺杂汲极/源极相反之另 一侧之该N离子布植井中;以及 一深沟渠电容,形成于该半导体基底内该PMOS电晶 体之一侧,并向下深入超过该离子布植井之井接面 深度至一预定深度,其中该深沟渠电容包含有一N 型离子外扩散井,其形成于该沟渠电容之下部,并 与该N型离子布植井贯通连结(merge),其中该深沟渠 电容另包含有一多晶矽电极,其系藉由一电容介电 层以及一沟渠上端绝缘层与该P型轻掺杂汲极/源 极、该N型离子布植井以及该N型外扩散井电性隔 绝,其中一接触插塞系穿过该沟渠上端绝缘层与该 多晶矽电极电连接。 10.如申请专利范围第9项所述之深沟渠式单电晶体 静态随机存取记忆体单元,其中该沟渠上端绝缘层 设于该多晶矽电极上方。 11.如申请专利范围第9项所述之深沟渠式单电晶体 静态随机存取记忆体单元,其中该沟渠上端绝缘层 系为一矽氧层。 12.如申请专利范围第11项所述之深沟渠式单电晶 体静态随机存取记忆体单元,其中该沟渠上端绝缘 层之厚度约为100至400埃。 13.如申请专利范围第9项所述之深沟渠式单电晶体 静态随机存取记忆体单元,其中该电容介电层系为 氧化矽-氮化矽-氧化矽(ONO)介电层。 14.如申请专利范围第9项所述之深沟渠式单电晶体 静态随机存取记忆体单元,其中该深沟渠电容形成 于该半导体基底内之该预定深度系大于3微米。 15.如申请专利范围第9项所述之深沟渠式单电晶体 静态随机存取记忆体单元,其中 提供一闸极电压予该闸极,开启该闸极下方之一水 平P通道; 输入一位元线电压予该P型重掺杂汲极/源极区;以 及 经由该接触插塞输入一负电压于该多晶矽电极,藉 此该P型轻掺杂汲极/源极区与该N型离子外扩散井 之间感应形成一垂直P通道; 如此使电洞经由该P型重掺杂汲极/源极区、该闸 极下方之该水平P通道、该P型轻掺杂汲极/源极区 及该垂直P通道,而到达该N型离子外扩散井。 图式简单说明: 图一至图九显示依据本发明较佳实施例制作深沟 渠式记忆体元件的剖面示意图。
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