[發明專利]存儲器及其形成方法

有效

• 申請號: 201610080737.8
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN107039439B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 楊曉蕾;李勇;居建華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L27/11
• 分類號: H01L27/11;H01L21/8244
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;吳敏

本發明提供一種存儲器及其形成方法，其中，所述存儲器包括下拉晶體管和傳輸晶體管，下拉晶體管包括：第一柵極結構；第一柵極結構包括第一柵介質層、第一柵極以及位于第一柵介質層與第一柵極之間的第一功函數層；第一柵極結構下方的第一區域襯底中具有第一摻雜離子；傳輸晶體管包括：第二柵極結構；第二柵極結構包括第二柵介質層、第二柵極以及位于第二柵介質層與第二柵極之間的第二功函數層；第二柵極結構下方的第二區域襯底中具有第二摻雜離子；第一功函數層的功函數大于第二功函數層的功函數，第一摻雜離子濃度小于第二摻雜離子濃度。其中，通過使第一摻雜離子的濃度小于第二摻雜離子濃度，增大存儲器的beta率，提高存儲器的靜態噪聲容量。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種存儲器及其形成方法。

背景技術

隨著信息技術的發展，存儲信息量急劇增加。存儲信息量的增加促進了存儲器的飛速發展，同時也對存儲器的穩定性提出了更高的要求。

靜態存儲器(Static Random Access Memory,SRAM)的存儲單元可由四個(4T結構)或六個晶體管(6T結構)形成，4T結構或6T結構的存儲單元均包括：下拉晶體管和傳輸晶體管。其中下拉晶體管用于存儲數據，傳輸晶體管用于讀寫數據。

為了獲得足夠的抗干擾能力和讀取穩定性，用于形成存儲器的晶體管多為鰭式場效應晶體管(Fin Field-Effect Transistor,FinFET)。在FinFET晶體管中，柵極為覆蓋鰭部三個表面的3D架構，可以大幅改善電路控制。FinFET在存儲器中的應用可以提高存儲器的數據存儲穩定性和集成度。

然而，現有技術形成的存儲器仍然存在讀取噪聲容量小，讀取穩定性差的缺點。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種存儲器及其形成方法，以提高靜態噪聲容量。

為解決上述問題，本發明提供一種存儲器，所述存儲器包括下拉晶體管和傳輸晶體管，所述存儲器形成于襯底上，所述襯底包括用于形成下拉晶體管的第一區域襯底和用于形成傳輸晶體管的第二區域襯底，其特征在于，所述下拉晶體管包括：

位于第一區域襯底上的第一柵極結構；所述第一柵極結構包括第一柵介質層、位于第一柵介質層上的第一柵極以及位于第一柵介質層與第一柵極之間的第一功函數層；所述第一柵極結構下方的第一區域襯底中具有第一摻雜離子；

所述傳輸晶體管包括：位于第二區域襯底上的第二柵極結構；所述第二柵極結構包括第二柵介質層、位于第二柵介質層上的第二柵極以及位于第二柵介質層與第二柵極之間的第二功函數層；所述第二柵極結構下方的第二區域襯底中具有第二摻雜離子；所述第一功函數層的功函數大于第二功函數層的功函數，所述第一摻雜離子濃度小于第二摻雜離子濃度。

可選的，所述第一摻雜離子濃度在10¹⁵～10¹⁷cm^-3的范圍內。

可選的，所述第二摻雜離子濃度在10¹⁷～10¹⁸cm^-3的范圍內。

可選的，所述下拉晶體管和傳輸晶體管為NMOS管，所述第一功函數層的厚度小于第二功函數層的厚度。

可選的，所述第一功函數層和第二功函數層的材料為鈦鋁合金，所述鈦鋁合金中鋁所占的原子數百分比為50％～60％。

可選的，所述第一功函數層的厚度在10～20埃的范圍內，所述第二功函數層的厚度在20～50埃的范圍內。

可選的，所述下拉晶體管和傳輸晶體管為NMOS管，所述第一摻雜離子和第二摻雜離子為硼。

可選的，所述第一功函數層的功函數在4.3～4.4eV的范圍內，所述第二功函數層的功函數在4.2～4.3eV的范圍內。