專利名稱：6f的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及6F2存取晶體管陣列，該陣列用于具有位線的半導(dǎo)體存儲器件，還涉及排列在一個半導(dǎo)體襯底的圖案表面之上的存儲器件。本發(fā)明進一步涉及一個具有6F2單元尺寸的半導(dǎo)體存儲器件。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體存儲單元通常包括一個用于儲存數(shù)據(jù)的存儲器件以及一個用于存取儲存在存儲器件中數(shù)據(jù)的存取器件。
在DRAM存儲單元中，數(shù)據(jù)的儲存是通過使儲存電容器的充電和放電進行的。在堆疊的電容器型DRAM存儲單元中，電容器放置在存取器件的頂端。典型的是把場效應(yīng)存取晶體管(FET)作為存取器件。
存取晶體管的有源區(qū)在一個單晶半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成。有源區(qū)包括界定第一源/漏-區(qū)范圍的第一摻雜區(qū)，界定第二源/漏-區(qū)范圍的第二摻雜區(qū)以及在第一和第二源/漏-區(qū)之間的一個溝道區(qū)。第一和第二摻雜區(qū)具有第一個導(dǎo)電率。溝道區(qū)不摻雜，或者具有與第一個導(dǎo)電率類型相反的第二種導(dǎo)電率類型。
第一摻雜區(qū)形成位線接觸部分，并與位線耦合。數(shù)據(jù)在位線和存儲單元之間傳輸。第二摻雜區(qū)形成存儲結(jié)點接觸部分，并與電容器的存儲結(jié)點電極連接。
根據(jù)平面單元概念，位線接觸部分和存儲結(jié)點接觸部分與半導(dǎo)體襯底的圖案表面鄰接。
各存取晶體管由施加給柵極的電壓控制，該柵極排列在圖案表面上方，并與各自的溝道部分相鄰。一個柵極電介質(zhì)使柵極與溝道區(qū)之間絕緣。柵極的電位通過電容耦合來控制載流子在鄰接的溝道部分中的分布。
給柵極施加的電壓高于閾值時，在存儲結(jié)點接觸部分和位線接觸部分之間的溝道部分中，可移動載流子增強區(qū)將形成傳導(dǎo)溝道。傳導(dǎo)溝道把電容器的存儲結(jié)點電極與位線連接。否則，電容器的存儲結(jié)點電極是與位線絕緣的。
典型地，存取晶體管以周期性重復(fù)的行和列的圖案來排列。存儲單元的各行由行絕緣體線隔開，使得存取晶體管在每一行內(nèi)的有源區(qū)在兩個相鄰的行絕緣體線之間形成半導(dǎo)體線。
在存儲單元的每一行內(nèi)，絕緣器件將各相鄰的存儲單元隔開。絕緣器件可形成為列絕緣體坑點(pit)，這些坑點由一個絕緣材料做成。
在一個光刻圖案化工藝中，當規(guī)定曝光波長時，能夠獲得一條線的最小線寬或者特征尺寸，除其他因素外，取決于被曝光的圖案。而在寬度/間距比約為1∶2，重復(fù)線圖案的情況下，由衍射造成的干擾圖案可能容易產(chǎn)生重疊，所以這不適用于孤立的或單線的圖案情況。
由于行絕緣體線和半導(dǎo)體線兩者的線寬可以相同，半導(dǎo)體線和行絕緣體線的圖案以雙線寬的間距周期性地重復(fù)，故而寬度/間距比約為1∶2。為獲得高封裝密度，結(jié)構(gòu)的線寬設(shè)置為最小特征尺寸F，這可以通過相應(yīng)的照相光刻圖案化工藝，對寬度/間距比為1∶2，周期性的條紋-狀線圖案來獲得。
在列絕緣體坑點情況下，坑點的寬度基本上應(yīng)該小于兩個相鄰列絕緣體坑點之間的半導(dǎo)體線段的長度。為獲得最小的單元尺寸，從光刻圖案化工藝中顯現(xiàn)出的坑點寬度應(yīng)該是F。兩個共享位線接觸部分的相鄰有源區(qū)的長度來自對兩個隔開的條紋狀交叉字線的要求，還來自從字線上方對位線接觸部分和結(jié)點接觸部分都應(yīng)該是可存取的要求。
典型地，兩個相連接的有源區(qū)的長度至少是5*F。產(chǎn)生的寬度/間距比為1∶6。相應(yīng)的光刻掩膜圖案更類似于單線圖案，而不太類似上述曝光友好的條紋狀圖案。
這樣，要在半導(dǎo)體線內(nèi)形成列絕緣體坑點，就要求比形成行絕緣線更加復(fù)雜的光刻圖案化工藝。
在德國專利No.DE 199 28 781 C1中，這里以參考方式同時公開其內(nèi)容，公開的是一堆疊電容器，它們共享具有凹進溝道陣列晶體管(RCAT)的位線接觸布局以及埋入的字線。字線完全埋在一個襯底中形成的溝渠里。每兩個字線溝渠與一個絕緣體溝渠交替變換。
美國專利No.5,502,320，這里以參考方式同時公開其內(nèi)容，涉及的半導(dǎo)體存儲器件是其部分電容器埋入，而字線全部埋入。
美國專利No.6,545,904，這里以參考方式同時公開其內(nèi)容，公開的是一個用于存取晶體管配置的隔離場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)。排列的隔離場效應(yīng)晶體管被當作一個在相鄰存儲單元之間替代列絕緣坑點的絕緣器件，處于存儲單元行之內(nèi)。隔離晶體管器件受隔離柵極線控制。通過給隔離柵極線施加適當?shù)钠珘海梢苿虞d流子在與隔離柵極線相鄰的半導(dǎo)體襯底部分的耗盡區(qū)中被耗盡。隔離晶體管永久被斷開，處于非傳導(dǎo)狀態(tài)。
和絕緣坑點相比，傳統(tǒng)的隔離晶體管經(jīng)受流向存儲結(jié)點的漏電流更高，以致存儲器件逐漸放電，因而為了存儲數(shù)據(jù)需要更新循環(huán)的重復(fù)頻率高。
利用具有一個柵極電介質(zhì)的隔離晶體管可降低柵極漏電流，該柵極電介質(zhì)比存取晶體管的柵極電介質(zhì)厚，導(dǎo)致至少要多增加一次光刻圖案化工藝。由于出現(xiàn)短溝道效應(yīng)，比如閾-下漏電流過多，平面隔離晶體管不能按比例很好地減少到100納米以下，使照相光刻圖案化的最小特征尺寸小于100納米。
所以，需要有一個存取晶體管配置，它能夠?qū)崿F(xiàn)減少漏電流的6F2布局，能按比例降低到100納米以下，而對于必要的圖案化工藝所要求的工藝復(fù)雜程度又較低。

發(fā)明內(nèi)容
首先，本發(fā)明提供了一個存取晶體管陣列，陣列包括一個半導(dǎo)體襯底，一個第一個和一個第二種存取晶體管和一個隔離晶體管。各存取晶體管具有一個柵極和一個有源區(qū)，其中有源區(qū)是在該半導(dǎo)體襯底之內(nèi)形成的，并包括一個位線接觸部分，一個結(jié)點接觸部分和一個溝道部分。位線接觸部分和結(jié)點接觸部分與襯底的圖案表面鄰接。溝道部分把位線接觸部分和結(jié)點接觸部分隔開。各柵極有部分在圖案表面之上，部分在凹進的溝槽之內(nèi)。凹進溝槽在結(jié)點接觸部分和各自的位線接觸部分之間的襯底內(nèi)形成。借助柵極電介質(zhì)各柵極與各自的溝道部分隔開。
隔離晶體管排列在第一和第二存取晶體管之間。第一和第二存取晶體管側(cè)面反轉(zhuǎn)朝向隔離晶體管，其中第一存取晶體管的結(jié)點接觸部分和第二存取晶體管的結(jié)點接觸部分與隔離晶體管相鄰。
隔離晶體管由隔離柵極線控制。隔離柵極線的部分在圖案表面之上，部分在一個隔離溝槽之內(nèi)，該隔離溝槽在第一和第二存取晶體管的結(jié)點接觸部分之間的襯底內(nèi)形成，一個隔離柵極電介質(zhì)把隔離柵極線與襯底隔開。
這樣，存取晶體管和隔離晶體管形成為絕緣性能增強了的凹進溝道晶體管。由于給存取晶體管和隔離晶體管兩者提供的是同樣的，隔離性能增強的凹進溝道器件，從而消除了對晶體管器件不同處理工藝的要求，并降低了圖案化工藝的復(fù)雜程度。對于高封裝密度安裝準確的6F2單元尺寸，僅需要具有寬度/間距比約為1∶2的重復(fù)線的圖案條紋狀掩膜。對于存取晶體管的結(jié)點接觸部分和位線接觸部分，都有可能實現(xiàn)低摻雜濃度，從而進一步降低結(jié)點的接點漏電流，并且降低了工藝的復(fù)雜程度。
第二，本發(fā)明提供了一個半導(dǎo)體存儲器件，該器件包括一個半導(dǎo)體襯底，一個第一個和一個第二種存取晶體管，一個隔離晶體管，一些存儲電容器和一個位線。
各存取晶體管都有一個柵極和一個有源區(qū)。有源區(qū)是在半導(dǎo)體襯底之內(nèi)形成的，并包括一個位線接觸部分，一個結(jié)點接觸部分和一個溝道部分。位線接觸部分和結(jié)點接觸部分與襯底的圖案表面鄰接。溝道部分把位線接觸部分和結(jié)點接觸部分隔開。每個柵極至少有一部分在凹進溝槽內(nèi)。凹進溝槽在結(jié)點接觸部分和各自的位線接觸部分之間的襯底內(nèi)形成。各柵極借助一個柵極電介質(zhì)與各自的溝道部分隔開。
各存取晶體管的結(jié)點接觸部分與安排在圖案表面上方的存儲電容器耦合。各位線接觸部分與位線耦合。
隔離晶體管排列在第一和第二存取晶體管之間。第一和第二存取晶體管側(cè)面反轉(zhuǎn)朝向隔離晶體管，其中第一存取晶體管的結(jié)點接觸部分和第二存取晶體管的結(jié)點接觸部分與該隔離晶體管相鄰。
隔離晶體管由隔離柵極線控制。隔離柵極線至少有一部分在隔離溝槽之內(nèi)，隔離溝槽在第一和第二存取晶體管的結(jié)點接觸部分之間的襯底內(nèi)形成，借助一個隔離柵極電介質(zhì)使隔離柵極線與襯底隔開。
本發(fā)明的這些目標以及其他目標、特征和優(yōu)點將通過以下示例性的實施方案的詳細描述而明顯起來，下面就結(jié)合附圖來了解這些實施方案。


通過對以下所涉及實施方案的描述，將詳細呈現(xiàn)本發(fā)明的公開內(nèi)容，描述時將參考以下附圖，其中圖1闡明的是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，一個共享位線接觸布局的存取晶體管陣列的橫斷面圖；圖2闡明的是根據(jù)本發(fā)明提出凹進溝道器件的第一實施方案，一個共享位線接觸布局的存取晶體管陣列的橫斷面圖；圖3闡明的是根據(jù)本發(fā)明提出U-溝槽器件的第二實施方案，一個共享位線接觸布局的存取晶體管陣列的橫斷面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方案一個存儲單元陣列的簡化平面圖，這種存儲單元陣列共享位線接觸布局，并具有直的位線；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方案一個存儲單元陣列的簡化平面圖，這種存儲單元陣列共享位線接觸布局，并具有途徑曲折的位線；圖6闡明的是根據(jù)本發(fā)明進一步實施方案的一個共享位線接觸布局的存取晶體管陣列的橫斷面圖，方案提出全部埋藏字線。
除非特別指明，各個圖形中相應(yīng)的數(shù)字表示的是相應(yīng)的部分和結(jié)構(gòu)。這些圖只是為了把優(yōu)選實施方案的有關(guān)方面解釋清楚而畫的，故而沒有必要在各方面都按比例畫出。
具體實施例方式
圖1是沿圖5上I-I切割線的橫斷面圖，闡明的是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個存取晶體管的配置。
圖1橫斷面圖的切割線沿著半導(dǎo)體翼片111的曲折線，從半導(dǎo)體襯底1的一個大段12在外表延伸。在切割面前、后的兩個平行平面內(nèi)，半導(dǎo)體翼片111受到行絕緣體線9的限制。
各半導(dǎo)體翼片111都包括兩個存取晶體管61，62的有源區(qū)51，52。半導(dǎo)體翼片111沿圖5所示的彎彎曲曲的線排列。各有源區(qū)51，52都包括位線接觸部分511、521，結(jié)點接觸部分513、523以及溝道部分512、522，溝道部分512、522把結(jié)點接觸部分513、523分別與位線接觸部分511、521隔開。每對存取晶體管61，62的兩個晶體管61，62以鏡象-相反方式排列，并共享公共位線接觸部分511、521。位線接觸部分511、521，結(jié)點接觸部分513、523以及溝道部分512、522都與半導(dǎo)體襯底1的圖案表面10鄰接。
線寬小于120納米時，位線接觸部分511、521通過濃密摻雜提供，而結(jié)點接觸部分513、523通過輕微摻雜形成，這樣可以避免存取器件在非-傳導(dǎo)狀態(tài)時溝道效應(yīng)短和漏電流大的問題。
字線2垂直延伸到切割線。字線2橫穿在溝道部分512、522上方的半導(dǎo)體翼片111行。在字線2和溝道部分512、522的交叉區(qū)域內(nèi)，各自的字線2作為柵極有效地控制各自溝道512、522內(nèi)可移動載流子的分布。柵極電介質(zhì)21使字線2的半導(dǎo)體層22與溝道部分512、522絕緣。高傳導(dǎo)層23安排在半導(dǎo)體層22的頂端。字線2還進一步包括覆蓋各自高傳導(dǎo)層23的絕緣層24，以及覆蓋半導(dǎo)體層22，高傳導(dǎo)層23和絕緣層24垂直側(cè)壁的絕緣隔離片25。
圖1中心排列的是作為絕緣器件的列絕緣體坑點7。隔離柵極線3排列在列絕緣體坑點7的上方，在左邊第一存取晶體管61和右邊第二存取晶體管62之間。第一存取晶體管61和第二存取晶體管62安排為鏡象-相反方式，它們各自的結(jié)點接觸部分513、523與列絕緣體坑點7鄰接。
隔離柵極線3的形成可使得對字線2賦予圖案的光刻工藝容易進行，并可和字線2用相同的圖案化工藝產(chǎn)生。因此，各隔離柵極線3都包括一個半導(dǎo)體層32，一個高傳導(dǎo)層33，一個絕緣層34和絕緣隔離片35。字線2和隔離柵極線3是從相同層疊中同時形成的，故以下用術(shù)語柵極導(dǎo)體線予以總稱。
圖案周期間距在沿垂直于圖1切割線的列的方向上是半導(dǎo)體翼片111寬度的兩倍，并可確定單元布局在列方向上的最小特征尺寸FC。
用同樣辦法處理柵極導(dǎo)體線2，3間距，使得柵極導(dǎo)體線2，3在行方向上間距的最小特征尺寸FRGC與FC等價。
至于給列絕緣體坑點7賦予圖案時，需要進一步的條紋狀蝕刻掩膜，其中對于高密度封裝的寬度/間距比應(yīng)為1∶6。需要基本上更復(fù)雜的圖案化工藝，來抑制象側(cè)瓣打印的干擾效應(yīng)。
所以，現(xiàn)有技術(shù)建議另一個絕緣器件，以便不再需要一個最小線寬FC以及間距周期6*FC的條紋狀蝕刻掩膜。為替代列絕緣體坑點7，在絕緣半導(dǎo)體層32和半導(dǎo)體襯底1的圖案表面10之間形成絕緣柵極電介質(zhì)31，使得隔離晶體管可在半導(dǎo)體襯底1之內(nèi)形成，并具有與存取晶體管61、62相鄰的結(jié)點接觸部分513、523，以作為第一和第二絕緣源/漏-接點，以及在第一和第二絕緣源/漏-接點之間的隔離區(qū)域50。
移動載流子在隔離區(qū)域中的分布由施加給隔離柵極線3的支持電位控制。在對存取晶體管進行配置時，可選擇支持電壓，使得隔離晶體管總是斷開的。
當把存取晶體管按比例降低到溝道長度更短時，在溝道部分的位接觸和在結(jié)點接觸邊上耗損區(qū)的各邊緣將靠攏到一起，而且通過溝道部分從存儲結(jié)點流向位線的閾-下漏電流將會增加。
通過增加溝道和接點兩個部分的摻雜劑濃度，可以使耗損區(qū)的寬度降低。
另一方面，結(jié)點接觸邊的摻雜較濃時，將會使結(jié)點接觸邊和襯底之間的漏電流增加。所以，通常只提高位線接觸邊上的摻雜劑濃度。因此，考慮到在溝道部分和接點部分的摻雜劑濃度，具有短溝道的存取晶體管一般是不對稱的。
由于隔離晶體管的源/漏-接點兩者都是存取晶體管的結(jié)點接觸部分，所以對源/漏-接點進行的都是輕微摻雜。隔離區(qū)域把隔離晶體管的源/漏-接點隔開，對隔離區(qū)域的摻雜根據(jù)存取晶體管溝道部分的結(jié)點邊進行。隨著溝道長度的下降，隔離晶體管耗損區(qū)的邊緣將靠攏到一起，而且通過隔離區(qū)域各接點之間的閾-下漏電流將會增加。
所以隔離晶體管的隔離性質(zhì)比存取晶體管的要差。
圖2是根據(jù)本發(fā)明對存取晶體管配置的第一實施方案，沿圖4上切割線II的一個存取晶體管配置的橫斷面圖。
圖2上橫斷面圖的切割線沿著半導(dǎo)體線11直線，從半導(dǎo)體襯底1的一個大段12在外表延伸。半導(dǎo)體襯底優(yōu)先包括一個單晶半導(dǎo)體，例如單晶硅。在切割面的前、后兩個平行平面內(nèi)，半導(dǎo)體線11受到行絕緣體線9的限制。行絕緣體線9的配置對應(yīng)遵從圖4上的平面圖。
各半導(dǎo)體線都包括成對存取晶體管61、62的有源區(qū)51、52。各有源區(qū)51、52包括位線接觸部分511、521和結(jié)點接觸部分513、523，其中位線接觸部分511、521和結(jié)點接觸部分513、523都與圖案表面10鄰接。位線接觸部分511、521和結(jié)點接觸部分513、523形成為淺n-摻雜層，其邊緣比圖案表面10低，并基本與之平行。
在各位線接觸部分511、521和各自的結(jié)點接觸部分513、523之間，在各自的有源區(qū)51、52內(nèi)形成凹進溝槽4。各凹進溝槽4在內(nèi)部從圖案表面10向下延伸的深度比行絕緣體線9的小。與凹進溝槽4鄰接的有源區(qū)51、52的一部分形成內(nèi)在的或p-摻雜的溝道區(qū)512、522，溝道區(qū)512、522在各自有源區(qū)51、52的位線接觸部分511、521和結(jié)點接觸部分513、523之間延伸。
存取晶體管61、62成對排列。每對存取晶體管61、62的有源區(qū)51、52以鏡象-相反形式形成，并共享公共位線接觸部分511、521。
字線2垂直切割線而延伸。字線2在凹進溝槽4上方橫穿半導(dǎo)體線11。柵極電介質(zhì)21，優(yōu)選為二氧化硅，使得部分埋藏的字線2的半導(dǎo)體層26與溝道部分512、522絕緣。半導(dǎo)體層26優(yōu)選包括摻雜的多晶硅。各字線2埋藏的第一部分將各自的凹進溝槽4全部填滿。字線2的第二部分安排在襯底1的圖案表面10上方。也就是說，各字線2的半導(dǎo)體層26填充各自的凹進溝槽4，并向上延伸超出溝槽4，凸出于襯底1圖案表面10的上方。
高傳導(dǎo)層23安排在半導(dǎo)體層26的頂端以降低線阻。高傳導(dǎo)層23至少包括一層含有一個金屬或者一個金屬化合物的材料。字線2進一步包括覆蓋各自高傳導(dǎo)層23的絕緣層24，覆蓋半導(dǎo)體層26，高傳導(dǎo)層23和絕緣層24垂直側(cè)壁的絕緣隔離片25。絕緣層23和絕緣隔離片24優(yōu)選包含氮化硅。在字線2和溝道部分512、522交叉區(qū)域內(nèi)，對凹進溝槽4進行填充的字線2的各個部分都可有效地作為柵極，該柵極借助電容耦合來控制可移動載流子在鄰接的溝道部分512、522內(nèi)的分布。
這樣，各存取晶體管就成為一個凹進的溝道陣列晶體管(RCAT)。在各自存取晶體管61、62為傳導(dǎo)狀態(tài)時，彎曲的傳導(dǎo)溝道514、524將在各自的溝道部分512、522內(nèi)沿著凹進溝槽4的邊緣形成。由于傳導(dǎo)溝道514、524比較長，凹進溝道器件的隔離性能將會比平面比例相同的平面器件的優(yōu)越。
位接觸41安排在位線接觸部分512、521的頂端。位線接觸41包括摻雜濃度高的多晶硅，一個金屬或是一個金屬化合物。各位線接觸41都與一個安排在位線接觸41頂端的位線8耦合。
結(jié)點接觸42在結(jié)點接觸部分513、523的頂端形成。結(jié)點接觸42包括摻雜濃度高的多晶硅，一個金屬或是一個金屬化合物。各結(jié)點接觸42都與一個全部安排在字線2上方而且越過位線8的存儲電容器81的存儲電極811耦合。一個電容器電解質(zhì)812把存儲電極811與參考電極811隔開。
在圖2中間，在第一存取晶體管61左邊和第二存取晶體管62右邊之間形成隔離晶體管71。第一存取晶體管61和第二存取晶體管62以鏡象-相反的方式排列，其各自的結(jié)點接觸部分513、523分別與隔離晶體管71相鄰，使得相鄰的存取晶體管61、62的結(jié)點接觸部分513、523形成隔離晶體管71的第一和第二絕緣源/漏-接點。
隔離溝槽74在內(nèi)部從襯底1的圖案表面10優(yōu)選延伸到凹進溝槽4的深度。隔離柵極電介質(zhì)31安排在由半導(dǎo)體襯底1形成的隔離溝槽74的側(cè)壁上。隔離柵極電介質(zhì)31優(yōu)選包括存取晶體管61、62的柵極電介質(zhì)21的材料，比如二氧化硅，并且厚度優(yōu)選和柵極電介質(zhì)21的相同。
每條隔離柵極線3都是部分埋入，部分顯露在圖案表面10的上方，并包括半導(dǎo)體層36，高傳導(dǎo)層33，絕緣層34和絕緣隔離片35。字線2和隔離柵極線3是從相同層疊中同時形成的，故以下用術(shù)語柵極導(dǎo)體線予以總稱。如果柵極導(dǎo)體線2，3至少有一部分在圖案2表面10的上方，就可以使得把位線和結(jié)點接觸41、42調(diào)節(jié)適應(yīng)于各自的位線接觸部分511、521和結(jié)點接觸部分513、523的工藝簡化，并能進一步簡化柵極導(dǎo)體線2、3的高傳導(dǎo)層23、33的形成。
隔離區(qū)域50把隔離晶體管71的第一和第二絕緣源/漏-接點隔開。移動載流子在隔離區(qū)域50中的分布由施加給隔離柵極線3的支持電位控制。在進行存取晶體管配置時，可選擇支持電壓使得隔離晶體管總是斷開的。
隔離晶體管71可以和存取晶體管61、62同時形成，而且和存取晶體管61、62的形成方式相同，至少所涉及的確定最小單元尺寸的臨界照相光刻圖案化工藝要相同。
在一個優(yōu)選的實施方案中，當斷開存取晶體管時，施加給隔離柵極的斷開電壓等于要給該柵極施加的電壓。
對溝槽4、74和柵極導(dǎo)體線2、3賦予圖案的寬度/間距比都大約為1∶2。在行方向產(chǎn)生的最小特征尺寸FR與在列方向得到的最小特征尺寸FC相當。同時進行圖案化的工藝復(fù)雜程度因而降低。
本發(fā)明存取晶體管配置的另一個優(yōu)點是，與現(xiàn)有技術(shù)的器件相比，由于位線接觸部分511、521和各自的結(jié)點接觸部分513、523之間的距離增加，所以存取晶體管和隔離晶體管的絕緣性能都得到了增強。
由于溝道514、524加長，而且各耗損區(qū)間的距離增寬，所以甚至在結(jié)點和位接觸邊的摻雜程度較低時，閾-下漏電流也受到足夠的抑制。存取晶體管61、62的結(jié)點接觸部分513、523和位線接觸部分511、521的摻雜濃度都低，故可降低結(jié)點接點流向襯底1的漏電流，改善隔離晶體管71的隔離性質(zhì)，并進一步降低工藝的復(fù)雜程度。
圖3是根據(jù)本發(fā)明存取晶體管配置的第二個實施方案，沿圖4切割線II一個存取晶體管配置的橫斷面圖。
隔離晶體管71和存取晶體管61、62的溝槽4，74形成的都是U-形。具有U-形的溝槽4，74有可能避免角效應(yīng)，而角效應(yīng)會惡化晶體管61、62、71的電性能，并降低器件的可靠性。
在另外幾個實施方案中，柵極導(dǎo)體線2、3部分埋入的半導(dǎo)體層26、36可以延伸為261、361，與有源區(qū)51側(cè)壁的限制部分鄰接，使得載流子在溝道部分512、522的分布象在隔離區(qū)域50內(nèi)一樣，受到類-FinFET方式的控制。
圖4是一個存取晶體管陣列截面的簡化平面圖，該晶體管陣列位于具有直的半導(dǎo)體線11的共享位線布局中。半導(dǎo)體線11包括有源區(qū)51、52。為便于理解和清晰起見，在平面圖中省略了對有源區(qū)51、52的說明。行絕緣體線9把相鄰的半導(dǎo)體線11隔開。
沿著每條半導(dǎo)體線11都形成一行存取晶體管61、62。存取晶體管61、62以成對方式排列，其中每對存取晶體管61、62以側(cè)面反轉(zhuǎn)方式排列，相對地朝向共享的位線接觸部分。各對存取晶體管61、62以串聯(lián)方式排列，其中每兩對存取晶體管61、62由隔離晶體管(圖中未示)隔開。隔離晶體管在隔離柵極線3和半導(dǎo)體線11的交叉區(qū)域內(nèi)形成。
多條半導(dǎo)體線11以相互平行的行進行排列。隔離晶體管以垂直延伸至半導(dǎo)體線11行的各列進行安排。隔離晶體管的各列由隔離柵極線3之一控制。各隔離柵極線3把隔離晶體管列的隔離柵極結(jié)構(gòu)連接在一起。
字線2平行于隔離柵極線3而延伸，并在存取晶體管61、62各自的結(jié)點接觸部分513、523和位線接觸部分511、521之間的凹進溝槽4的上方橫穿半導(dǎo)體線11。
圖中字線2和隔離柵極線3用與半導(dǎo)體線11垂直交叉標有圓點的區(qū)域表示。
相鄰的存儲單元91、92被突出顯示。第一存儲單元91包括半導(dǎo)體線11在位線接觸41中部和隔離晶體管的中部之間的一部分，它和右邊相鄰的存儲單元92共享位線接觸41，和左邊相鄰的存儲單元93共享隔離晶體管。各存儲單元91、92、93還進一步包括相鄰的行隔離體線9的一部分。
字線2，柵極隔離線3，半導(dǎo)體線11以及行隔離體線的寬度都是1*F，所以存儲單元91、92、93要求的面積相應(yīng)為6F2。
結(jié)點接觸42安排在結(jié)點接觸部分513、523的頂端。各結(jié)點接觸42使各自的存取晶體管61、62與各自的存儲器件81耦合。
位線接觸41安排在位線接觸部分511、521的頂端。各位線接觸41使各自的存取晶體管61、62與位線3耦合。
位線3順著半導(dǎo)體線11平行延伸，并安排在行絕緣體線9頂端在各半導(dǎo)體線11之間，以便結(jié)點接觸42的安置。
各存儲器件81排列在位線8上方各自結(jié)點接觸42的頂端。
位線接觸41以0.5*F從半導(dǎo)體線11移動，以方便和各自的位線3的連接，其中各自的位線3在各自的半導(dǎo)體線11和相鄰的一條半導(dǎo)體線11之間延續(xù)。
圖5說明的是本發(fā)明范疇內(nèi)的另一個布局。在存取晶體管61、62的各行內(nèi)，第一對存取晶體管61、62的存儲結(jié)點接觸部分513、523在半導(dǎo)體線11的第一個直段內(nèi)排列，第二對存取晶體管61、62的存儲結(jié)點513、523在半導(dǎo)體線11的第二個直段內(nèi)排列。第一直段和第二直段分別輪流交替。第二段以1F從第一段移動，導(dǎo)致在第一直段和第二直段之間產(chǎn)生出一條具有傾斜段的曲折途徑半導(dǎo)體線11。傾斜段包括共享的位線接觸部分511、521。
各自的位線3在相反方向上生褶，在直段旁邊延續(xù)，穿過相關(guān)半導(dǎo)體線11的傾斜部分，所以對直的結(jié)點接觸41和位線接觸42都是可行的。
圖6橫斷面圖說明的存取晶體管配置和圖2的不同，圖6里柵極導(dǎo)體線2、3全部埋入各自的溝槽4、74中。絕緣層24、34排列在溝槽4、74內(nèi)各自半導(dǎo)體層26、36的頂端，以便避免半導(dǎo)體層26、36和源/漏-接點511、513之間的重疊。
一個電解質(zhì)界層82安排在半導(dǎo)體襯底1的頂端，使結(jié)點接觸42與位線接觸41絕緣。
雖然對新的和改進的存取晶體管配置和半導(dǎo)體存儲器件的優(yōu)選實施方案進行了描述，鑒于此中宣布的宗旨，相信本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將提出其他的修改、變動和更改?？梢岳斫獠⑾嘈牛羞@些修改、變動和更改都會在如所附權(quán)利要求所確定的本發(fā)明范圍之內(nèi)。盡管這里采用了一些特殊的術(shù)語，但是對它們的應(yīng)用只具有一般描述性的意義，并無限制性的意圖。
權(quán)利要求
1.一個存取晶體管配置，它包括一個半導(dǎo)體襯底；一個第一個存取晶體管和一個第二種存取晶體管，各存取晶體管都有一個柵極和一個有源區(qū)，該有源區(qū)在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成；各有源區(qū)包括一個位線接觸部分，一個結(jié)點接觸部分和一個溝道部分，位線接觸部分和結(jié)點接觸部分與襯底的圖案表面相鄰，而溝道部分把位線接觸部分和結(jié)點接觸部分隔開；以及各柵極部分地被安排在圖案表面上方，部分地被安排在凹進溝槽內(nèi)，凹進溝槽在各自的結(jié)點接觸部分和各自的位線接觸部分之間的襯底內(nèi)形成，各柵極借助一個柵極電介質(zhì)與各自的溝道部分隔開，該存取晶體管配置進一步包括一個排列在第一和第二存取晶體管之間的隔離晶體管，第一和第二存取晶體管側(cè)面反轉(zhuǎn)相對地朝向該隔離晶體管，第一存取晶體管的結(jié)點接觸部分和第二存取晶體管的結(jié)點接觸部分與該隔離晶體管相鄰；隔離晶體管由隔離柵極線控制，隔離柵極線的一部分被安排在圖案表面上方，一部分被安排在隔離溝槽內(nèi)，并借助一個隔離柵極電介質(zhì)與襯底隔開，隔離溝槽在第一和第二存取晶體管的結(jié)點接觸部分之間的襯底內(nèi)形成。
2.權(quán)利要求1的存取晶體管配置，其中存取晶體管的凹進溝槽和隔離溝槽具有相同的形狀。
3.權(quán)利要求2的存取晶體管配置，其中存取晶體管的凹進溝槽和隔離溝槽具有相同的尺寸。
4.權(quán)利要求3的存取晶體管配置，其中存取晶體管的凹進溝槽和隔離溝槽產(chǎn)自共同的圖案化工藝。
5.權(quán)利要求4的存取晶體管配置，其中凹進溝槽和隔離溝槽為U-形。
6.權(quán)利要求1的存取晶體管配置，其中被施加給隔離柵極的斷開電壓等于要斷開存取晶體管時給柵極施加的電壓。
7.權(quán)利要求1的存取晶體管配置，其中結(jié)點接觸部分和位線接觸部分形成為一個第一導(dǎo)電率類型的摻雜區(qū)；溝道區(qū)形成為內(nèi)在區(qū)或者形成為第二導(dǎo)電率類型的摻雜區(qū)，其中第二導(dǎo)電率類型與第一導(dǎo)電率類型相反，并且其中結(jié)點接觸部分和位線接觸部分的摻雜濃度相同。
8.權(quán)利要求1的存取晶體管配置，進一步包括第三存取晶體管，第四存取晶體管和另一個隔離晶體管；其中，第三存取晶體管，第四存取晶體管和另一個隔離晶體管相互間分別與第一存取晶體管，第二存取晶體管和隔離晶體管對應(yīng)排列；其中第三存取晶體管與第二存取晶體管相鄰排列，使第二存取晶體管的位線接觸部分和第三晶體管的位線接觸部分形成一個共同的位線接觸部分，并使得第二和第三存取晶體管的有源區(qū)形成接壤的半導(dǎo)體線。
9.權(quán)利要求7的存取晶體管配置，進一步包括半導(dǎo)體線，各半導(dǎo)體線由行絕緣線隔開，其中柵極是字線的部分，而其中字線垂直于半導(dǎo)體線延伸。
10.一個半導(dǎo)體存儲器件，它包括一個半導(dǎo)體襯底；一個第一個存取晶體管和一個第二種存取晶體管，各存取晶體管都有一個柵極和一個有源區(qū)，該有源區(qū)在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成；各有源區(qū)包括一個位線接觸部分，一個結(jié)點接觸部分和一個溝道部分，位線接觸部分和結(jié)點接觸部分與襯底的圖案表面相鄰，而溝道部分把位線接觸部分和結(jié)點接觸部分隔開；以及各柵極至少多個部分被安排在凹進的溝槽內(nèi)，凹進溝槽在各自的結(jié)點接觸部分和各自的位線接觸部分之間的襯底內(nèi)形成，各柵極借助一個柵極電介質(zhì)與各自的溝道部分隔開；該半導(dǎo)體存儲器件進一步包括被安排在圖案表面上方的多個存儲電容器，各存儲電容器與結(jié)點接觸部分之一耦合；一個位線，該位線與位線接觸部分耦合；和一個排列在第一和第二存取晶體管之間的隔離晶體管，第一和第二存取晶體管側(cè)面反轉(zhuǎn)地相對朝向該隔離晶體管，第一存取晶體管的結(jié)點接觸部分和第二存取晶體管的結(jié)點接觸部分與該隔離晶體管相鄰；隔離晶體管由隔離柵極線控制，隔離柵極線至少部分地被安排在隔離溝槽內(nèi)，并借助一個隔離柵極電介質(zhì)與襯底隔開，隔離溝槽在第一和第二存取晶體管的結(jié)點接觸部分之間的襯底內(nèi)形成。
11.權(quán)利要求10的半導(dǎo)體存儲器件，其中存取晶體管的凹進溝槽和隔離溝槽具有相同的形狀。
12.權(quán)利要求11的半導(dǎo)體存儲器件，其中存取晶體管的凹進溝槽和隔離溝槽具有相同的尺寸。
13.權(quán)利要求12的半導(dǎo)體存儲器件，其中存取晶體管的凹進溝槽和隔離溝槽產(chǎn)自共同的圖案化工藝。
14.權(quán)利要求10的半導(dǎo)體存儲器件，其中凹進溝槽和隔離溝槽為U-形。
15.權(quán)利要求10的半導(dǎo)體存儲器件，其中施加給隔離柵極的斷開電壓等于要斷開存取晶體管時施加給柵極的電壓。
16.一個半導(dǎo)體存儲器件，它包括一個半導(dǎo)體襯底；多個第一個存取晶體管和多個第二種存取晶體管，各存取晶體管都有一個柵極和一個有源區(qū)，該有源區(qū)在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成；各有源區(qū)包括一個位線接觸部分，一個結(jié)點接觸部分和一個溝道部分，位線接觸部分和結(jié)點接觸部分與襯底的圖案表面相鄰，而溝道部分把位線接觸部分和結(jié)點接觸部分隔開；以及各柵極部分地被安排在圖案表面上方，部分地被安排在凹進的溝槽內(nèi)，凹進溝槽在各自的結(jié)點接觸部分和各自的位線接觸部分之間的襯底內(nèi)形成，各柵極借助一個柵極電介質(zhì)與各自的溝道部分隔開；該半導(dǎo)體存儲器件進一步包括多個隔離晶體管，各隔離晶體管排列在一對第一和第二存取晶體管之間，第一和第二存取晶體管側(cè)面反轉(zhuǎn)地相對朝向該隔離晶體管，第一存取晶體管的結(jié)點接觸部分和第二存取晶體管的結(jié)點接觸部分與該隔離晶體管相鄰；多條隔離柵極線借助一個隔離柵極電介質(zhì)與襯底隔開，這些隔離柵極線至少多個部分被安排在隔離溝槽內(nèi)，隔離溝槽在第一和第二存取晶體管的結(jié)點接觸部分之間的襯底內(nèi)形成；其中多個存取晶體管排列成行，使得相鄰的第一和第二存取晶體管的位線接觸部分形成一條公共的位線接觸部分，并使得存取晶體管的有源區(qū)形成接壤的半導(dǎo)體線。
全文摘要
提供了一個存取晶體管的配置，用于具有共享位線接觸的6F
文檔編號H01L21/8242GK1790722SQ200510131639
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者T·施勒澤爾 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司