[發(fā)明專利]一種無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010251514.6
• 申請日: 2010-08-11
• 公開（公告）號: CN102376715A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍宗亮;劉明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L27/108
• 分類號: H01L27/108;H01L29/423;H01L29/51;H01L21/8242
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由下至上依次包括襯底、空穴阻擋層、溝道、源漏區(qū)、柵介質(zhì)區(qū)和柵電極，其特征在于，該結(jié)構(gòu)通過在源漏結(jié)區(qū)附近采用不同的柵介質(zhì)材料或者柵介質(zhì)厚度，增大該區(qū)域的柵介質(zhì)的電學厚度，從而有效降低垂直方向的電場，同時通過在溝道中央?yún)^(qū)域采用薄的氧化層或者采用高K材料，提高柵控能力并抑制短溝道效應。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底為體硅襯底、SOI襯底、GOI襯底或應力硅襯底；所述空穴阻擋層采用絕緣層SiO₂、SiC或SiN，或者采用n型摻雜硅，或者采用空穴勢阱材料SiGe或Ge。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，靠近源漏與柵極交疊區(qū)部分的第一個柵介質(zhì)采用低介電常數(shù)材料SiO₂或Si₃N₄，或者采用通過控制形成更厚的柵介質(zhì)材料的方法來實現(xiàn)；而溝道中央?yún)^(qū)域的柵介質(zhì)層采用高介電常數(shù)材料的一層或者多層結(jié)構(gòu)HfO₂、HfSiON、AlO、SiO/HfO、SiO/HfSiON或SiO/AlO，或者通過控制形成更薄的柵介質(zhì)來實現(xiàn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵電極采用多晶硅柵電極、金屬柵電極、硅化物、氮化物或者多層結(jié)構(gòu)，其中硅化物為CoSi或NiSi，氮化物為TaN、TiN或WN，多層結(jié)構(gòu)為TaN/Poly。

5.一種無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，方法包括：

步驟1：在襯底上形成空穴阻擋層；

步驟2：在形成的空穴阻擋層上采用STI工藝形成單元隔離區(qū)；

步驟3：淀積柵絕緣層和掩膜層；

步驟4：曝光定義柵區(qū)域，并刻蝕移去柵區(qū)域的掩膜層和介質(zhì)層；

步驟5：對非刻蝕區(qū)域的掩膜層進行各向同性的控制刻蝕，完成掩膜層的縮減，形成柵源/漏交疊區(qū)；

步驟6：采用氧化或者淀積的方法形成溝道區(qū)域的薄介質(zhì)層，然后淀積柵電極材料，最后采用化學機械拋光的方法完成平坦化，形成柵絕緣層和柵電極；

步驟7：采用刻蝕工藝移去掩膜層暴露出源漏區(qū)；

步驟8：采用離子注入的方法注入雜質(zhì)P或As，完成源漏區(qū)的自動準，形成源漏摻雜區(qū)；

步驟9：淀積絕緣層材料，并采用CMP方法實現(xiàn)ILD層的平坦化；

步驟10：完成接觸空和金屬連線。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述在襯底上形成空穴阻擋層，是在襯底上淀積高勢壘材料SiO₂、SiC或SiN而形成，或者是對襯底進行n+摻雜注入形成的n型摻雜硅。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述在襯底上形成空穴阻擋層之后，進一步包括：進行溝道的摻雜注入以調(diào)整器件的閾值電壓。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述步驟2包括：

在形成的空穴阻擋層上采用刻蝕的方法形成單元的隔離區(qū)，完成絕緣材料SiO₂的填充，然后采用化學機械拋光完成平坦化。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟3中所述淀積的柵絕緣層為SiO₂，淀積的掩膜層為Si₃N₄。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述步驟10包括：

采用光刻工藝完成接觸控的刻蝕，采用淀積工藝完成接觸空的金屬填充，隨后完成金屬薄膜的淀積，最后采用光刻刻蝕工藝完成金屬連線的定義。

11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無電容型動態(tài)隨機訪問存儲器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述柵源、柵漏交疊區(qū)的定義，采用橫向減小掩膜層的方法來實現(xiàn)，或者采用側(cè)墻定義法來實現(xiàn)。