[發(fā)明專利]半導(dǎo)體存儲器件及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810168980.0
• 申請日: 2008-10-06
• 公開（公告）號: CN101404287A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安彥仁
• 申請（專利權(quán)）人: 恩益禧電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/11
• 分類號: H01L27/11;H01L23/522;H01L21/8244;H01L21/768;H01L21/266;G11C11/41;G11C11/413
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司
• 代理人: 孫志湧;穆德駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體存儲器件及其制造方法。

背景技術(shù)

目前已變得普遍的各種電子器件均使用作為信息存儲器件的RAM(隨機存取存儲器)。作為RAM，已知以高速工作的SRAM(靜態(tài)RAM)、具有低于SRAM的工作速度的DRAM(動態(tài)RAM)等等。例如，SRAM用于微處理器芯片內(nèi)的高速緩沖存儲器、移動設(shè)備的存儲器等等。SRAM具有以陣列來設(shè)置的多個SRAM單元。所述多個SRAM單元中的每一個包括用于執(zhí)行存儲的觸發(fā)器電路和開關(guān)晶體管。目前流行的SRAM單元的觸發(fā)器電路包括由CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)構(gòu)成的反相器。

圖1是示出了普通SRAM器件101的結(jié)構(gòu)的布局模式圖。如上所述，多個SRAM單元102以陣列設(shè)置在SRAM器件101中。此外，SRAM器件101包括P型半導(dǎo)體襯底103和N型雜質(zhì)擴散層(下文中，稱為N阱104)。P型半導(dǎo)體襯底103連接到襯底接觸106。襯底接觸106向P型半導(dǎo)體襯底103供應(yīng)地電壓(稱為地電壓GND)。此外，N阱104連接到N阱接觸105。N阱接觸105向N阱104供應(yīng)電源電壓(稱為電源電壓VCC)。

圖2是舉例說明包括在SRAM器件101中的SRAM單元102的結(jié)構(gòu)的布局模式圖。SRAM單元102是6晶體管型SRAM電路，并包括觸發(fā)器電路107和開關(guān)晶體管108。觸發(fā)器電路107包括第一反相器111和第二反相器112。第一反相器111(或第二反相器112)包括N阱104中的P溝道MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)113和P型半導(dǎo)體襯底103中的N溝道MOSFET?114。開關(guān)晶體管108包括第一開關(guān)NMOSFET?115和第二開關(guān)NMOSFET?116。

圖3示出了示出SRAM單元102的結(jié)構(gòu)的等效電路。SRAM單元102包括字線117、位線118和位線119。第一開關(guān)NMOSFET?115的柵極電極和第二開關(guān)NMOSFET?116的柵極電極均連接到字線117。位線118連接到第一開關(guān)NMOSFET?115，且位線119連接到第二開關(guān)NMOSFET?116。

如圖3所示，P溝道MOSFET?113的源電極連接到電源電壓供應(yīng)節(jié)點121。N溝道MOSFET?114的源電極連接到地電壓供應(yīng)節(jié)點122。第一反相器111的輸出端子連接到第二反相器112和第一開關(guān)NMOSFET?115的輸入端子。類似地，第二反相器112的輸出端子連接到第一反相器111和第二開關(guān)NMOSFET?116的輸入端子。

圖4是示出普通CMOS型半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的截面圖。在該CMOS型半導(dǎo)體器件中，N阱104在P型半導(dǎo)體襯底103中形成，且PMOSFET在N阱104中形成。在P型半導(dǎo)體襯底103中(或在不是N阱104的區(qū)域中，例如P阱)形成NMOSFET。向NMOSFET的源極施加地電壓GND，并向PMOSFET的源極施加電源電壓VCC。

從而，P型半導(dǎo)體襯底103與N阱104的PN結(jié)變成反向偏置。而且，N阱104中的PMOSFET的源極與N阱104變成處于相同電壓下。此外，P型半導(dǎo)體襯底103中的NMOSFET的源極與P型半導(dǎo)體襯底103的內(nèi)部也變成處在相同電壓下。PMOSFET的漏極在電源電壓VCC與地電壓GND之間的電壓處。類似地，NMOSFET的漏極也在電源電壓VCC與地電壓GND之間的電壓處。因此，N阱104中的PMOSFET的漏極與N阱104的PN結(jié)變成反向偏置。而且，P型半導(dǎo)體襯底103中的NMOSFET的漏極與P型半導(dǎo)體襯底103的PN結(jié)也變成反向偏置。

圖5是示出圖4中所示CMOS半導(dǎo)體器件的能量分布的能帶圖。圖5示出CMOS半導(dǎo)體器件中沿圖4的虛線的能量的狀態(tài)。參考能帶圖，其示出如上所述，沒有CMOS半導(dǎo)體器件的PN結(jié)變成正向偏置。

這里，在圖1中，將例如對應(yīng)于通過N阱接觸105向SRAM器件101供應(yīng)1V的電源電壓VCC并通過襯底接觸106向SRAM器件101供應(yīng)0V的地電壓GND的情況來說明CMOS半導(dǎo)體器件的工作。圖6是示意地示出被供應(yīng)1V的電源電壓VCC和0V的地電壓GND的SRAM器件101的結(jié)構(gòu)的平面圖。構(gòu)成SRAM器件101的多個SRAM單元102中的每一個包括PMOSFET?125和NMOSFET?126。這里，假設(shè)NMOSFET?126的亞閾值電流值是1微安，且從NMOSFET?126到襯底接觸106(第二電阻器124)的有效電阻值是600千歐姆。還假設(shè)PMOSFET?125的亞閾值電流值是1微安，且從PMOSFET?125到N阱接觸105(第一電阻器123)的有效電阻值是600千歐姆。