專利名稱：存儲單元裝置和制造這種裝置的注入掩膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由字線和位線對以矩陣形勢連接的混合存儲單元組成的存儲單元裝置，這些單元分別包括一個存儲電容器和一個選擇晶體管，其中為每個存儲單元分配一個具有與選擇晶體管的起始電壓不相同的起始電壓的短路晶體管。此外，本發(fā)明還涉及一種用于制造這種存儲單元裝置的注入掩膜。
在常規(guī)存儲單元裝置中，例如在具有選擇晶體管和鐵電存儲單元的那種裝置中，通常在存儲單元陣列中只應(yīng)用相同類型的晶體管。其中，″相同類型″的晶體管在這里主要意味著這些晶體管有相同導(dǎo)電類型并且還各具有相同的起始電壓。應(yīng)用這些相同類型的晶體管具有相當(dāng)大的優(yōu)點，即用于調(diào)整起始電壓所必須的注入可以大面積進(jìn)行，并且因而使注入掩膜的制造毫無困難。
作為舉例可以提到當(dāng)前的DRAM(動態(tài)寫/讀存儲器)，這種存儲器是由相同類型n溝道MOS晶體管的單元陣列構(gòu)成的，這種陣列是經(jīng)字線和位線對由相鄰排列的位線BL和bBL組成。
己知在開始所述類型的存儲單元裝置中，由于干擾脈沖可能出現(xiàn)最后導(dǎo)致信息丟失的問題(參閱DE 19832994 A1或GR 98 P 2134 DE)。為了防止這類信息丟失已經(jīng)考慮了再給每個存儲電容器分配一短路晶體管，該晶體管定時使存儲電容器的電極短路。但是，這種附加的短路晶體管應(yīng)該以優(yōu)先的方式具有與選擇晶體管的起始電壓不相同的起始電壓。在上述具有n溝道MOS場效應(yīng)晶體管的DRAM舉例中，因而以優(yōu)先的方式使用耗盡型場效應(yīng)晶體管作為短路晶體管。
圖4示出的一種常規(guī)存儲單元裝置包含有字線WL0、WL1、WL2、WL3和位線BL0、bBL0、BL1和bBL1，選擇晶體管TG，鐵電存儲電容器Cferro和短路晶體管SG。其中此存儲單元是如此相互連接的，即在用作字線和控制線的導(dǎo)線上不僅連接選擇晶體管TG，而且也連接短路晶體管SG。其中選擇晶體管TG和短路晶體管SG交替地與該導(dǎo)線連接。
下面將要敘述的這種存儲單元裝置的運行方式具有的假定條件是，選擇晶體管是增強型n溝道MOS場效應(yīng)晶體管，另外短路晶體管是耗盡型n溝道MOS場效應(yīng)晶體管并且短路晶體管的起始電壓與選擇晶體管的起始電壓有所不同，它比在一公共電極PL上的負(fù)電壓更負(fù)。
當(dāng)圖4的存儲單元裝置接通時，所有位線WL就都處在0V。于是首先公共電極PL由0V上升到VDD/2(VDD，供電電壓)。因為現(xiàn)在耗盡型場效應(yīng)晶體管的起始電壓相應(yīng)地被選的更負(fù)些，所以這些場效應(yīng)晶體管在公共電極PL充電到VDD/2之后仍然導(dǎo)通。從而鐵電存儲電容器Cferro的所有電極被短路現(xiàn)在為了能對某些存儲單元進(jìn)行存取，相應(yīng)的字線，即例如字線WL2由0V充電到供電電壓VDD或者更高，借此將所希望的鐵電電容器Cferro與相應(yīng)的位線BL連接。如果這些位線處在比公共電極PL較高或較低的電位，那么就在所選擇的鐵電電容器Cferro和所屬的位線BL之間進(jìn)行電荷均衡。但是在該過程出現(xiàn)之前卻必須使所選擇的鐵電電容器Cferro短路的短路晶體管SG關(guān)斷。這種關(guān)斷通過在相應(yīng)的字線上，也就是例如通過在字線WL3上的負(fù)電壓耒實現(xiàn)。通過該負(fù)電壓僅使所希望的耗盡型場效應(yīng)晶體管關(guān)斷。
增強型場效應(yīng)晶體管，也就是同樣與字線WL3連接的選擇晶體管已經(jīng)由備用電位0V所關(guān)斷，并且只是由負(fù)電位使其有更高的歐姆電阻。
在對讀出信號進(jìn)行分析和對其放大之后，最后使所選擇的字線，即例如字線WL2重又被放電至0V，這樣使選擇的存儲單元與位線再次分開。為了重新建立電極與所選擇存儲單元的短路，與相應(yīng)的耗盡型場效應(yīng)晶體管連接的字線，即在本例中字線WL3重新回到0V。
在圖4示出的存儲單元裝置中，如上面已說明的，一個位線對由兩個相鄰排列的位線BL0和bBL0組成，并因此為一個存儲單元形成1/2分割。
圖4的存儲單元裝置的制造要求提供不同于選擇晶體管TG的具有另一種起始電壓的短路晶體管SG。為此需要一個附加的注入掩膜，借此，例如可以相應(yīng)的調(diào)整短路晶體管的特性，其中在上述舉例中涉及耗盡型n溝道MOS場效應(yīng)晶體管。
圖5示出對此實用的版面布局，該布局有字線WL0、WL1、WL2、.在位線(未示出)下的有源區(qū)10，位線接觸區(qū)11和注入掩膜12，該掩膜是如此設(shè)計的，即在位線的方問每兩個短路晶體管伴隨兩個選擇晶體管(主要在注入掩膜12下方)，如這點也可由圖4見到。
在圖6中另外單獨示出了注入掩膜12，其中對此注入掩膜12可以如此理解，即用非點狀虛線標(biāo)出的部分由鉻層13組成。在該鉻層13的轉(zhuǎn)角點或連接點處，在注入時出現(xiàn)掩膜問題，如用虛線標(biāo)出的圓14所示在掩膜制造時由于不能實現(xiàn)點狀分辨率，所以引起增大的轉(zhuǎn)角倒圓，這種倒圓或者導(dǎo)致不能注入(見箭頭A)或者導(dǎo)致不希望的注入(見箭頭B)。
由于上面指出的問題，到目前為止在實踐中不能以滿意的方式制成具有不同起始電壓的短路晶體管和選擇晶體管的存儲單元裝置。
因此本發(fā)明的任務(wù)是制造一種存儲單元裝置，在這種裝置中可以毫無問題的配備具有不同起始電壓的選擇晶體管和短路晶體管；此外還應(yīng)該提供一種注入掩膜，以適用于制造這種存儲單元裝置。
根據(jù)本發(fā)明此項任務(wù)在開始所述類型的存儲單元裝置中是如此解決的，即單獨的位線對各自通過另一位線對的一條位線分開，使得存儲單元相互以1/4分割排列。
由于制造這種存儲單元裝置的注入掩膜具有的優(yōu)點在于，在相鄰位置的位線上各個注入掩膜部分以這樣的分級形式安置，使得每個單獨的注入掩膜部分本身是相連在一起的，并且使得各單獨的注入掩膜部分相互平行，并以一定距離對字線和位線傾斜延伸。
本發(fā)明的有益擴(kuò)展結(jié)構(gòu)由從屬權(quán)利要求給出。
因此本發(fā)明使用一種與到目前為止的1/2分割技術(shù)不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各個位線對不再相鄰排列，而是分別通過另一位線對的一條位線分開，由此得到1/4分割。借此有可能使用一種注入掩膜實現(xiàn)調(diào)整起始電壓所需的注入，這種掩膜可以設(shè)計成貫通的窄條，而且沒有轉(zhuǎn)角點和連接點。
在本發(fā)明存儲裝置中的存儲電容器，例如可以應(yīng)用鐵電存儲電容器。本發(fā)明也可以以有益的方式應(yīng)用在其它存儲器中，例如在需要混合結(jié)構(gòu)的″快速擦寫存儲器″中。
下面借助附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些附圖是

圖1示出按本發(fā)明存儲單元裝置的存儲單元陣列，圖2示出用于制造圖1所示的存儲單元陣列的版圖布局，圖3示出圖2所示版圖布局所應(yīng)用的注入掩膜，圖4示出一種常規(guī)存儲單元裝置的存儲單元陣列，
圖5示出用于制造圖4所示存儲單元陣列的版圖布局，圖6示出圖5所示版圖布局中的注入掩膜。
圖4至圖6于本文開始己敘述過。在圖1至圖3中與在圖4和圖6中相互對應(yīng)的組成部分用相同的參考符號表示，因此下面不再另述。
圖1示出一種存儲單元陣列，在該陣列中位線BL0和bBL0或BL1和bBL1不呈相鄰成對延伸。而是在這里位線BL1跟隨位線BL0，然后接著是位線bBL0和bBL1。就是說各個位線對分別通過另一個位線對的一個位線分開，由此得到為存儲單元相互間的1/4分割。
于是該另一種分割對注入掩膜12的構(gòu)形有重要影響，例如從圖2可以看到注入掩膜12由各個如此階梯狀地在相鄰排列的位線上錯位地安置的部分組成，使得各個注入掩膜部分本身是相連在一起的，并且各個注入掩膜部分彼此平行以及相互間以一定距離對字線和位線傾斜地延伸。這些注入掩膜部分12以及與其互補的鉻掩膜部分13在圖3中再一次單獨地列出。正如從圖2和圖3可清楚地看到的那樣，在本發(fā)明的存儲單元裝置中不出現(xiàn)注入掩膜的連接區(qū)和轉(zhuǎn)角區(qū)，這樣就可以可靠地避免與這些區(qū)域相關(guān)的問題。注入掩膜12的這另一種構(gòu)形的可能性是由1/4分割決定的，該分割又是通過在各個位線對之間分別放置另一對的一個位線實現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.用于制造存儲單元裝置的注入掩膜，該存儲單元裝置由與字線(WL0、WL1、WL2...)和位線(BL0、bBL0；BL1、bBL1...)以矩陣形式連接的混合存儲單元組成，這些存儲單元分別由一個尤其是鐵電存儲電容器(Cferro)和一個選擇晶體管(TG)組成，其中為每個存儲單元分配一個具有與選擇晶體管(TG)的起始電壓不相同起始電壓的短路晶體管(SG)，并且其中各個位線對(BL0，bBL0；BL1、bBL1)各通過另一位線對的一條位線(例如BL1)相互分開，使得存儲單元彼此以1/4分割排列，其特征在于，各個注入掩膜部分(12)如此階梯狀地在相鄰排列的位線(BL0、bBL0、BL1、bBL1)上錯位地安置，使得各單個注入掩膜部分(12)本身是相連在一起的，并且各個注入掩膜部分彼此平行，以及相互間以一定距離對字線(WL0、WL1、WL2...)和位線(BL0、bBL0、BL1、bBL1...)傾斜地延伸。
2.按權(quán)利要求1的注入掩膜，其特征在于，掩膜本身由鉻組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由混合存儲單元組成的存儲單元裝置,其中各個位線對(BLO、bBL0;BL1、bBL1)各通過另一位線對的一條位線分開,使得存儲單元相互以1/4分割排列。借此可以應(yīng)用沒有連接區(qū)及轉(zhuǎn)角區(qū)域的自身相連的注入掩膜部分(12),這種掩膜可以避免注入問題并且使制造不同起始電壓的晶體管成為可能。
文檔編號G11C11/22GK1252603SQ9912333
公開日2000年5月10日 申請日期1999年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月23日
發(fā)明者H·赫尼希施米茨, G·布朗 申請人:西門子公司