專利名稱：半導體存儲器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體存儲器件和裝置。
背景技術(shù)：
半導體存儲器件的單元陣列方案與半導體層的結(jié)構(gòu)和工藝條件一起是 確定器件恥格的重要技術(shù)。這樣的單元陣列方案的半導體存儲器件具有堆 疊型的柵極結(jié)構(gòu)，并且與多個單元中的電極線共用線接觸，由此使得能夠 實現(xiàn)高度集成。而且，由于能夠平行地連接接觸和電極線的層，所以可實 施器件的高功能性。然而，單元陣列方案的半導體存儲器件具有以下問題布線密度變高， 因此難以確保精確的工藝容限使得良品率劣化。特別地，在接觸和柵極線 之間的距離方面不能確保足夠的工藝容限的情況下，良品率可極大地劣 化。然而，在該方面，關(guān)于工藝容限的研究是不夠的，例如不能實施探針 測試。發(fā)明內(nèi)容一些實施方案涉及通過確保在單元陣列結(jié)構(gòu)中在接觸和柵極線之間的 精確工藝容限而具有高集成度和高功能性的半導*儲器件。一些實施方案涉及可包括以下中的至少一個的半導體存儲器件第一 有源區(qū)，該第一有源區(qū)形成為具有橫向延伸的第一部分和從該第一部分的 中心部分垂直向上延伸的第二部分；形成為與第 一有源區(qū)間隔開的第二有 源區(qū)，該第二有源區(qū)具有橫向延伸的第三部分、在第三部分的遠端部分垂 直向下延伸的第四和第五部分、以及在第三部分的中心部分垂直向下延伸
的第六部分；形成為垂直延伸并JL4蓋第一有源區(qū)的第一部分和第二有源 區(qū)的第三部分的第一柵極；形成為垂直延伸并JLA蓋第一有源區(qū)的第一部 分和第二有源區(qū)的第三部分的第二;^極；形成為在垂直于第一相f極和第二 柵極的方向上延伸并JL菱蓋第二有源區(qū)的第四和第五部分的第三柵極；和 在第一有源區(qū)的第一部分的遠端、在第一有源區(qū)的第二部分的遠端、在第 四和第五部分相交于第三部分的第二有源區(qū)的遠端、在第二有源區(qū)的第六 部分的遠端、以及在第一有源區(qū)和第二有源區(qū)之間的空間中的第二桶f極和 第一柵極的部分中形成的多個接觸。一些實施方案涉及可包括以下中的至少一個的裝置形成為具有橫向 延伸的第一部分和從該第一部分的中心區(qū)域垂直向上延伸的第二部分的 第一有源區(qū)；形成為與該第一有源區(qū)間隔開的第二有源區(qū)，該第二有源區(qū) 具有橫向延伸的第三部分、在第三部分的遠端部分垂直向下延伸的第四和 第五部分、以及在第三部分的中心部分垂直向下延伸的第六部分；具有覆 蓋第一有源區(qū)的第一部分的第一柵極部分和覆蓋第二有源區(qū)的第三部分的第二柵極部分的第一柵極，其中第一柵極部分的遠端在遠離第一有源區(qū) 的第二部分的方向上向外彎曲，第4極部分的遠端在遠離第二有源區(qū)的第六部分的方向上向外彎曲；具有覆蓋第一有源區(qū)的第一部分的第三柵極 部分和覆蓋第二有源區(qū)的第三部分的第四柵極部分的第二柵極，其中第三 柵極部分的遠端在遠離第一有源區(qū)的第二部分的方向上向外彎曲，第四柵 極部分的遠端在遠離第二有源區(qū)的第六部分的方向上向外彎曲；覆蓋第二 有源區(qū)的第四和第五部分的第三柵極；和在第一有源區(qū)的第一部分的遠 端、在第一有源區(qū)的第二部分的遠端、在第四和第五部分相交于第三部分 的第二有源區(qū)的遠端、在第二有源區(qū)的第六部分的遠端、以及在第一有源 區(qū)和第二有源區(qū)之間的空間中的第一柵極和第二柵極的部分中形成的多個接觸。
示例圖1~3說明根據(jù)一些實施方案的半導體存儲器件和半導體存儲 器件的電極結(jié)構(gòu)。圖4說明比較根據(jù)一些實施方案的半導體存儲器件的探針良品率的圖。
具體實施方式
將參考附圖詳細地描述根據(jù)實施方案的半導體存儲器件。此處，作為示例說明具有單元陣列結(jié)構(gòu)并且通過4兆6-T SRAM的90 nm邏輯工藝制 造的半導體存儲器件。如說明一個比特單元的實例圖1所示，半導體存儲器件100可包括多 個有源區(qū)110和120，多個柵極130、 140和150，以及多個接觸160。以 下，為方《更i兌明，器件100的有源區(qū)的上部將稱為第一有源區(qū)110，器件 100的有源區(qū)的下部將稱為第二有源區(qū)120，在器件100的左部分上橫向形 成的柵極線將稱為第一;fefr極130，在器件100的右部分上橫向形成的柵極 線將稱為第二柵極140，在器件100的下部上橫向形成的柵極線將稱為第 三柵極150。有源區(qū)110和120可以擴散ii^N+擴散區(qū)并且包括溝道區(qū)、源極區(qū)和 漏極區(qū)。第一有源區(qū)IIO和第二有源區(qū)120包括相互平行地延伸的橫向或 水平部分。第一有源區(qū)110為反轉(zhuǎn)的"T"形，包括橫向部分和在水平部分 的中心部分向上延伸的垂直部分。第二有源區(qū)120為"M"形，包括水平部 分、在水平部分的遠端部分向下延伸的第一和第二垂直部分、以及在水平 部分的中心部分向下延伸的笫三垂直部分。在第一有源區(qū)iio中在第一有源區(qū)iio的水平部分的兩個遠端以;sufr向上延伸的垂直部分的遠端處形成接觸160。在第二有源區(qū)120中在第二 有源區(qū)120的向下延伸的第一和第二垂直部分相交于所述橫向部分的彎曲 部分的遠端以及在向下延伸的第三垂直部分的遠端處也形成接觸160。相 對于器件100垂直延伸的第一柵極130和第二柵極140彼此平行并且形成 為覆蓋第一有源區(qū)110和第二有源區(qū)120的橫向部分。在第一有源區(qū)110 和第二有源區(qū)120之間的第一柵極130和第二柵極140的中心部分中形成 接觸160。第三柵極150橫向或水平地延伸并且形成為覆蓋第二有源區(qū)120 的第一和第二垂直部分，但是在第二有源區(qū)120的第三垂直部分之下。在 第一有源區(qū)IIO、第二有源區(qū)120和柵極130、 140與150之間形成隔離區(qū) 作為淺溝槽隔離(STI)區(qū)。在根據(jù)一些實施方案的半導體存儲器件100中，有源區(qū)110和120以 及柵極130、 140和150的接觸160之間的容限可以認為是對良品率具有影 響的因素。特別地，在有源區(qū)110和120以及柵極130、 140和150的接觸 160之間的間隔區(qū)域中由實例圖1中所示的矩形表示的部分是對良品率具 有重要影響的部分。作為參考，由矩形表示的部分A、 B、 C、 D和E將稱 為"第一間隔區(qū)域A"、"第二間隔區(qū)域B"、"第三間隔區(qū)域C"、"第四間隔 區(qū)域D"和"第五間隔區(qū)域E"。已經(jīng)設(shè)計了一些實施方案使得間隔區(qū)域A、 B、 C、 D和E具有足夠的工藝容限。形成第一柵極130和第二柵極線140,使得除了形成接觸160的中心 部分或鄰近于第一有源區(qū)110和第二有源區(qū)120的接觸160的部分之外的 剩^P分都是薄的。因此，可以調(diào)整第一間隔區(qū)域A和第二間隔區(qū)域B至 約74 nm ~ 78 nm的范圍。彎曲第三柵極150的中心部分使得第三柵極150 為"U"形。因此，可以調(diào)整第三間隔區(qū)域C至約76 nm~80 nm的范圍。 也可調(diào)整第三柵極150的厚度。以垂直延伸的線形成第一柵極線130和第 二柵極線140,并且調(diào)整它們的寬度和長度，使得可以調(diào)整第四間隔區(qū)域 D和第五間隔區(qū)域E至約74 nm ~ 78 nm的范圍。可以調(diào)整第一有源區(qū)110 和第二有源區(qū)120的中心處延伸的垂直部分的厚度。當?shù)谝婚g隔區(qū)域A、 第二間隔區(qū)域B、第四間隔區(qū)域D和第五間隔區(qū)域E形成為約76 nm時， 第三間隔區(qū)域C可以形成為約78 nm，并且當半導體存儲器件100的總體 尺寸減小時，可以相等地應(yīng)用間隔區(qū)域之間的比例。如表示一個比特單元的實例圖2所示，才艮據(jù)一些實施方案的半導* 儲器件200可包括多個有源區(qū)210和220，多個初f極230、 240和250，以 及多個接觸260。由于在實例圖2中說明的半導體存儲器件200的結(jié)構(gòu)和 形式類似于在實例圖1中說明的半導體存儲器件100的那些，所以將省略 重復的說明。半導體存儲器件200可包括第一有源區(qū)210、第二有源區(qū)220、 第一柵極230、第二柵極240和第三柵極250。以下，描紐實例圖2中說 明的半導體存儲器件200和在實例圖1中說明的半導體存儲器件100之間 的差異。第一柵極230和第二柵極線240的遠端部分相對于第一有源區(qū)210和 第二有源區(qū)220的中心垂直部分向外彎曲。優(yōu)選第一柵極線230和第二柵 極線240的遠端相對于柵極230和240的垂直延伸的基礎(chǔ)部分彎曲大約 45°。因此，可以形成比實例圖1中說明的那些更大的第四間隔區(qū)域d和第 五間隔區(qū)域e。因此，可以調(diào)整第一柵極230和第二柵極線240的每個位 置至中心點。而且，形成比實例圖1中iJL明的那些更大的第四間隔區(qū)域d 和第五間隔區(qū)域e， 4吏得第二有源區(qū)220的中心垂直部分的長度可變得比
實例圖1中說明的長度更短，并且從第三柵極線250的間隔，即，第三間 隔區(qū)域c的寬度可變得比實例圖1中說明的寬度寬。利用這樣的結(jié)構(gòu)，第 一間隔區(qū)域a、第二間隔區(qū)域b、第四間隔區(qū)域d和第五間隔區(qū)域e可以 形成為約80 nm ~ 84 nm的范圍，第三間隔區(qū)域e可具有約82 nm ~ 86 nm 的間隔。當?shù)谝婚g隔區(qū)域a、第二間隔區(qū)域b、第四間隔區(qū)域d和第五間 隔區(qū)域e形成為約82nm時，第三間隔區(qū)域c可以形成為84 nm,當半導 體存儲器件200的總體尺寸減小時，可以相等地應(yīng)用間隔區(qū)域之間的比例。可以以長度為1.528nm、寬度為2 jim的尺寸制造根據(jù)一些實施方案的 半導體器件100和200的比特單元。實例圖3 (a) ~3 (d)說明在實例圖1中說明的半導體存儲器件IOO 和在實例圖2中說明的半導體存儲器件200的圖。所述照片由掃描電子顯 微鏡(SEM)拍攝，實例圖3 (a)和3 (b )是分別說明用于形成實例圖1 中說明的第一柵極130和第二柵極140以及在實例圖2中說明的第一柵極 230和第二>>^極240的光刻工藝之后的圖案140a和240a的圖。實例圖3 (c)和3 (d)分別說明形成圖案140a和240a之后蝕刻的在實例圖1中 說明的第一柵極130和第二柵極140以;ML實例圖2中i兌明的第一柵極230 和第二柵極240的形狀。比較在實例圖1中所示的半導*儲器件100和在實例圖2中所示的 半導體存儲器件200，在實例圖2中所示的半導*儲器件200中確保的 間隔區(qū)域a和b可以形成為比在實例圖1中所示的半導*儲器件IOO的 那些寬約6nm的等級。在形成柵極130、 140、 150、 230、 240和250、有源區(qū)110、 120、 210 和220、以及接觸160、 260之后，使用探針測試晶片的電特性和運行狀態(tài) 以分類為優(yōu)級品和次級品，并且由此確定是否需JH務(wù)復。如實例圖4所示，對在實例圖1中所示的半導體存儲器件100和在實 例圖2中所示的半導體存儲器件200 二者測量的探針良品率高于使用其它 技術(shù)制造的半導體存儲器件?？煽闯龌谠趯嵗龍D2中所示的半導體存 儲器件200的良品率，由(F)表示的在實例圖1中所示的半導*儲器 件100顯示為由(G)表示的在實例圖2中所示的半導體存儲器件200的 約40% (Y-軸)。根據(jù)一些實施方案，確保了接觸與柵極之間精確的工藝容限，由此使
得能夠高度集成半導體存儲器件的單元陣列結(jié)構(gòu)。第二，能夠最大化半導 體存儲器件的良品率。盡管本文中已經(jīng)描述了一些實施方案，但是應(yīng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以設(shè)計很多的其它改變和實施方案，這些也在本公開原理的精神和范圍 內(nèi)。更尤其是，在4^>開、附圖和所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，對象組合排 列的構(gòu)件和/或布置中可能有不同的變化和改變。除構(gòu)件和/或布置的變化 和改變之外，替代的用途對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1. 一種半導體存儲器件，包括第一有源區(qū)，該第一有源區(qū)形成為具有橫向延伸的第一部分和從所述第一部分的中心區(qū)域垂直向上延伸的第二部分；與所述第一有源區(qū)間隔開形成的第二有源區(qū)，所述第二有源區(qū)具有橫向延伸的第三部分、在所述第三部分的遠端部分處垂直向下延伸的第四和第五部分、以及在所述第三部分的中心部分處垂直向下延伸的第六部分；第一柵極，該第一柵極形成為垂直延伸并且覆蓋所述第一有源區(qū)的第一部分和所述第二有源區(qū)的第三部分；第二柵極，該第二柵極形成為垂直延伸并且覆蓋所述第一有源區(qū)的第一部分和所述第二有源區(qū)的第三部分；第三柵極，該第三柵極形成為在垂直于所述第一和第二柵極的方向上延伸并且覆蓋所述第二有源區(qū)的第四和第五部分；和在所述第一有源區(qū)的第一部分的遠端、在所述第一有源區(qū)的第二部分的遠端、在所述第四和第五部分相交于所述第三部分的所述第二有源區(qū)的遠端、在所述第二有源區(qū)的第六部分的遠端、以及在所述第一有源區(qū)和所述第二有源區(qū)之間的空間中的所述第一柵極和所述第二柵極的部分中形成的多個接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體存儲器件，其中所述第一柵極線和所述 第二柵極線彼此平行地延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體存儲器件，其中所述第一柵^Lt蓋所述 第二有源區(qū)的第四部分和第六部分之間的所述第二有源區(qū)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導體存儲器件，其中所述第二柵^a蓋所述第二有源區(qū)的第五部分和第六部分之間的所述第二有源區(qū)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體存儲器件，其中所述第三柵極的中心部 分在鄰近于所述第二有源區(qū)的第六部分的部分處向下彎曲。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體存儲器件，其中所述第一柵極的遠端部 分向外彎曲。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導體存儲器件，其中所述第二柵極的遠端部 分向外彎曲。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體存儲器件，其中覆蓋所述第二有源區(qū)的 所述第一柵極的遠端部分形成在所述第二有源區(qū)的第四部分和第六部分 之間并且遠離所述第二有源區(qū)的第六部分向外彎曲。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導體存儲器件，其中覆蓋所述第二有源區(qū)的 所述第二柵極的遠端部分形成在所述第二有源區(qū)的第五部分和第六部分 之間并且遠離所述第二有源區(qū)的第六部分向外彎曲。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體存儲器件，其中覆蓋所述第二有源區(qū)的 所述第一柵極的遠端部分位于由所述第二有源區(qū)和所述第三柵極線包圍 的區(qū)域內(nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導體存儲器件，其中覆蓋所述第二有源區(qū)的 所述第二柵極的遠端部分位于由所述第二有源區(qū)和所述第三柵極線包圍 的區(qū)域內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體存儲器件，其中在所述第四部分與所述 第三部分相交的所述第二有源區(qū)的遠端處形成的所述接觸中的一個和所 述第一柵極之間的空間距離為約74 nm ~ 78 nm。
13. —種裝置，包括第 一有源區(qū)，該第 一有源區(qū)形成為具有橫向延伸的第 一部分和從所述 第一部分的中心區(qū)域垂直向上延伸的第二部分；與所述第一有源區(qū)間隔開形成的第二有源區(qū)，所述第二有源區(qū)具有橫 向延伸的第三部分、在所述第三部分的遠端部分處垂直向下延伸的第四和 第五部分、以及在所述第三部分的中心部分處垂直向下延伸的笫六部分；第一柵極，該第一柵極具有覆蓋所述第一有源區(qū)的第一部分的第一柵 極部分和覆蓋所述第二有源區(qū)的第三部分的第二柵極部分，其中所述第一 柵極部分的遠端在遠離所述第一有源區(qū)的第二部分的方向上向外彎曲，所 述第二柵極部分的遠端在遠離所述第二有源區(qū)的第六部分的方向上向外彎曲；第二柵極，該第二柵極具有覆蓋所述第一有源區(qū)的第一部分的第三柵 極部分和覆蓋所述第二有源區(qū)的第三部分的第四桶f極部分，其中所述第三 柵極部分的遠端在遠離所述第一有源區(qū)的第二部分的方向上向外彎曲，所 述第四柵極部分的遠端在遠離所述第二有源區(qū)的第六部分的方向上向外彎曲； 第三柵極，該第三柵機菱蓋所述第二有源區(qū)的第四和第五部分；和在所述第一有源區(qū)的第一部分的遠端、在所述第一有源區(qū)的第二部分 的遠端、在所述第四和第五部分相交于所述第三部分的所述第二有源區(qū)的 遠端、在所述第二有源區(qū)的第六部分的遠端、以及在所述第一有源區(qū)和所 述第二有源區(qū)之間的空間中的所述第 一柵極和所述笫二柵極的部分中形成的多個接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中在所述第一有源區(qū)的第一部分的遠 端處形成的所述接觸中的一個和所述第 一柵極之間的空間距離為約80 nm ~ 84 nm,在所述第一有源區(qū)的第一部分的遠端處形成的所述接觸中的 一個和所述第二柵極之間的空間距離為約80 nm ~ 84 nm。
全文摘要
一種半導體存儲器件，包括第一有源區(qū)，其形成有橫向延伸的第一部分和從第一部分的中心區(qū)域垂直向上延伸的第二部分；與第一有源區(qū)間隔開形成的第二有源區(qū)，第二有源區(qū)具有橫向延伸的第三部分、在第三部分的遠端部分處垂直向下延伸的第四和第五部分、以及在第三部分的中心部分垂直向下延伸的第六部分；形成為垂直延伸并且覆蓋第一有源區(qū)的第一部分和第二有源區(qū)的第三部分的第一柵極；形成為垂直延伸并且覆蓋第一有源區(qū)的第一部分和第二有源區(qū)的第三部分的第二柵極；形成為在垂直于第一和第二柵極的方向上延伸并且覆蓋第二有源區(qū)的第四與第五部分的第三柵極；和與柵極間隔開預定距離的多個接觸。
文檔編號H01L27/115GK101399270SQ20081016146
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者洪志鎬 申請人:東部高科股份有限公司