[發明專利]半導體存儲元件

有效

• 申請號: 201010202950.4
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN102208416A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 任興華
• 申請（專利權）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/108
• 分類號: H01L27/108;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴

技術領域

本發明涉及一種存儲器單元，尤其是涉及一種無電容器動態隨機存取存儲器(capacitor-less?DRAM)單元。

背景技術

傳統的動態隨機存取存儲器主要是由一個電容器和一個晶體管組成。晶體管作為開關元件控制電流流入或流出電容器，電容器則是作為一個電荷儲存元件。隨著各種電子產品朝小型化發展的趨勢，動態隨機存取存儲器等存儲器元件的設計也必須符合高集成度、高密度的要求，然而傳統的動態隨機存取存儲器中的電容器，占據了大部分可利用的空間，因此使得動態隨機存取存儲器的體積無法再縮小。

為了達到更高的集成度，目前研發出一種無電容器動態隨機存取存儲器。無電容器動態隨機存取存儲器主要是由設置在硅覆絕緣(silicon-on-insulator)半導體基底上的金屬氧化物半導體晶體管所構成，利用金屬氧化物半導體晶體管在硅覆絕緣半導體基底上的浮置(floating?body)區域作為電荷儲存區，來取代傳統的體積龐大、結構復雜的電容器。因此，無電容器動態隨機存取存儲器的體積可以較具有電容器的動態隨機存取存儲器來得小。

然而，目前的無電容器動態隨機存取存儲器尚有延長數據保存時間的需求以及接面漏電的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種新穎的半導體存儲元件結構，以解決漏電現象以及延長數據保存時間，同時增進寫入速度。

根據本發明的優選實施例，一種半導體存儲元件，包含：基底，包含絕緣區域和半導體區域設置于絕緣區域上；第一絕緣元件和第二絕緣元件，彼此相互平行并且分別嵌入于半導體區域；載流子區域，設于半導體區域中并且介于第一絕緣元件和第二絕緣元件之間；源極/漏極摻雜區，設于載流子區域；第一絕緣層，介于源極/漏極摻雜區之間；浮置區域，設于載流子區域并且位于源極/漏極摻雜區下方；重摻雜區，設于浮置區域；第一柵極介電層，設于載流子區域的側壁；第一柵極，設于第一柵極介電層上；第一導電線，設于第一絕緣元件下方并且電性連接重摻雜區；以及第二絕緣層，由第一絕緣元件和第二絕緣元件延伸至絕緣區域，以使浮置區域絕緣。

根據本發明的另一優選實施例，一種半導體存儲元件，包含：基底，包????含絕緣區域和半導體區域設置于絕緣區域上；多個絕緣體，嵌入于半導體區域并且定義出多個有源區域，其中多個有源區域中的至少一者包含：第一絕緣元件和第二絕緣元件，彼此相互平行并且分別嵌入于有源區域內的半導體區域；載流子區域，設于有源區域內的半導體區域中并且介于第一絕緣元件和第二絕緣元件之間；雙晶體管單元，設置于有源區域，該雙晶體管單元包含：水平埋入式晶體管，包含設置于載流子區域的主表面的源極、設置于載流子區域的主表面的讀取漏極、介于源極與讀取漏極之間的第一絕緣層以及環繞第一絕緣層并且介于源極與讀取漏極之間的U形溝道；以及垂直埋入式晶體管，包含源極、設置于載流子區域并且位于源極下方的寫入漏極以及介于源極和寫入漏極之間的垂直溝道；第一柵極，設于載流子區域的第一側壁；第一柵極介電層，介于第一柵極和第一側壁之間；第二柵極，設于載流子區域的第二側壁；以及第二柵極介電層，介于第二柵極和第二側壁之間；第一????導電線，設于第一絕緣元件下方并且電性連接寫入漏極；以及第二絕緣層，由第一絕緣元件和第二絕緣元件延伸至絕緣區域。

根據本發明的另一優選實施例，一種半導體存儲元件，包含：基底，包含絕緣區域和半導體區域設置于絕緣區域上；第一溝槽，設于絕緣區域和半導體區域；第二溝槽，設于絕緣區域和半導體區域；源極/漏極摻雜區，設于半導體區域并且介于第一溝槽和第二溝槽之間；第一絕緣層，位于第一溝槽的表面；第一導電線，設于第一溝槽中并且位于第一絕緣層上，其中部分的第一導電線接觸半導體區域；重摻雜區，設于半導體區域并且與第一導電線相鄰；第一柵極介電層，設于半導體區域的第一側壁；第一柵極，設于第一柵極介電層上；以及第二絕緣層，位于第二溝槽的表面。

本發明的無電容器動態隨機存取存儲器的主要特征在于其具有二個晶體管和三個接點，三個接點分別為源極、讀取漏極和寫入漏極，尤其是寫入漏極為重摻雜區可誘發高程度的撞擊游離效應，以增進寫入速度，另外，存儲器的浮置區域亦是重摻雜區，可延長電荷儲存在浮置區域的時間。

附圖說明

圖1至圖8為根據本發明的優選實施例所繪示的半導體存儲元件的制作方法示意圖。

附圖標記說明

10：基底??????????????????????????12：半導體區域

13：載流子區域????????????????????14：絕緣區域