[發明專利]存儲單元陣列以及形成該存儲單元陣列的方法

無效

• 申請號: 200710146082.0
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101140935A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: L·黑內克;M·波普
• 申請（專利權）人: 奇夢達股份公司
• 主分類號: H01L27/108
• 分類號: H01L27/108;H01L23/522;H01L21/8242;H01L21/768
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;吳貴明

技術領域

本發明涉及具有多個存儲單元的存儲單元陣列，所述存儲單元諸如動態隨機存取存儲器(DRAM)單元。

背景技術

動態隨機存取存儲器(DRAM)的存儲單元通常包括用于存儲代表待存儲信息的電荷的存儲電容器，以及與存儲電容器相連接的存取晶體管。存取晶體管包括第一和第二源/漏極區、連接第一和第二源/漏極區的溝道、以及控制在第一和第二源/漏極區之間流動的電流的柵電極。柵電極通過柵極介電質與溝道電絕緣。該晶體管通常部分地形成于半導體襯底(諸如硅襯底)中。晶體管形成有其中的部分通常表示為有源區。

在傳統的DRAM存儲單元陣列中，柵電極形成字線的部分。通過由相應的字線對存取晶體管尋址，而讀出存儲在存儲電容器中的信息。

在通常使用的DRAM存儲單元中，存儲電容器作為溝槽式電容器實施，在該溝槽式電容器中，兩個電容器電極設置在溝槽中，該溝槽在垂直于襯底表面的方向上延伸至襯底。根據DRAM存儲單元的另一個實施方案，電荷儲存在疊層電容器中，該疊層電容器形成在襯底表面的上方。

通常，需要其中存儲單元的區域減小的DRAM存儲單元陣列。而且，存儲電容器的電容應該超過最小值。

由于這些和其他的原因，需要本發明。

發明內容

本發明提供了一種存儲單元陣列和形成存儲單元陣列的方法。在一個實施例中，根據本發明，存儲單元陣列包括：多個存儲單元，每個存儲單元包括存儲電容器和存取晶體管；多條定向于第一方向的位線；多條定向于第二方向的字線，第二方向垂直于第一方向；具有表面的半導體襯底，多個有源區形成在半導體襯底中，每個有源區在第二方向上延伸；所述存取晶體管部分形成在有源區中且將相應的存儲電容器電連接于相應位線，其中每個存取晶體管的柵電極連接于相應的字線，該存儲電容器的電容器介電質具有大于8的介電常數，并且字線設置在位線的上方。

在另一個實施例中，存儲單元陣列包括：多個存儲單元，每個存儲單元包括存儲電容器和存取晶體管；多條定向于第一方向的位線；多條定向于第二方向的字線，第二方向垂直于第一方向；具有表面的半導體襯底，多個有源區形成在半導體襯底中，每個有源區在第二方向上延伸；存取晶體管部分形成在有源區中且將相應的存儲電容器電連接于相應的位線，每個晶體管具有：連接于該存儲電容器的電極的第一源/漏極區、鄰近于襯底表面的第二源/漏極區、將第一和第二源/漏極區連接的溝道，溝道區設置在有源區中、以及沿著溝道區設置的柵電極，所述柵電極控制在第一和第二源/漏極區之間流動的電流，該柵電極連接于一條字線，其中每個柵電極包括底側，每條字線包括底側，柵電極的底側設置在字線底側的下方，并且字線設置在位線的上方，其中，每個存儲電容器包括第一和第二電容器電極，以及設置在第一和第二電容器電極之間的介電層，電容器介電質具有大于8的相對介電常數。

在另一實施例中，本發明提供了一種存儲單元陣列，包括多個存儲單元，每個存儲單元包括：存儲電容器和存取晶體管；多條定向于第一方向的位線；多條定向于第二方向的字線，第二方向垂直于第一方向；具有表面的半導體襯底，多個有源區形成在半導體襯底中，每個有源區在第二方向上延伸；存取晶體管部分形成在有源區中且將相應的存儲電容器電連接于相應的位線，其中電容器的電極通過設在半導體襯底上方的導電結構與存取晶體管連接，其中每個存取晶體管的柵電極連接于相應的字線，并且其中字線設置在位線的上方。

在另一實施例中，本發明提供了一種存儲單元陣列，包括多個存儲單元，每個存儲單元包括：存儲電容器和存取晶體管；多條定向于第一方向的位線；多條定向于第二方向的字線，第二方向垂直于第一方向；具有表面的半導體襯底，多個有源區形成在半導體襯底中，每個有源區在第二方向上延伸；存取晶體管部分形成在有源區中且將相應的存儲電容器電連接于相應的位線，其中每個晶體管的柵電極設置于在半導體襯底中延伸的凹槽中，柵電極包括盤狀部分，從而柵電極在晶體管溝道的三側圍起晶體管溝道，每個存取晶體管的柵電極連接于相應的字線，并且其中字線設置在位線的上方。

在另一實施例中，本發明提供一種形成存儲單元陣列的方法，該方法包括：提供具有表面的半導體襯底；提供存儲電容器；在半導體襯底中限定有源區；在相應的有源區中提供存取晶體管；提供多條在第一方向上延伸的位線；以及提供多條在第二方向上延伸的字線，每條字線連接于多個柵電極，其中有源區在第二方向上延伸，其中提供位線發生在提供字線之前，并且其中提供存儲電容器的電容器介電質發生在提供位線之后。