静态随机存取存储器元件及形成方法技术

本发明专利技术公开一种静态随机存取存储器元件及形成方法，该静态随机存取存储器元件包含二基体接触插塞以及二电阻切换装置。基体接触插塞设置于一晶片中且自晶片的一背面暴露出，其中基体接触插塞在晶片中经由金属内连线结构电连接一静态随机存取存储器单元。电阻切换装置自晶片的背面分别连接基体接触插塞。本发明专利技术还提供一种形成静态随机存取存储器元件的方法，包含下述步骤。首先，提供一晶片，晶片具有二基体接触插塞自晶片的一背面暴露出，且具有金属内连线结构电连接基体接触插塞至一静态随机存取存储器单元。接着，形成二电阻切换装置自晶片的背面分别连接基体接触插塞。

【技术实现步骤摘要】
静态随机存取存储器元件及形成方法
本专利技术涉及一种存储器元件，尤其是涉及一种静态随机存取存储器元件。
技术介绍
随机存取存储器(RAM：RandomAccessMemory)使用时可以读取数据也可以写入数据，当电源关闭以后数据立刻消失。由于随机存取存储器的数据更改容易，所以一般应用在个人电脑做为暂时存储数据的存储器。随机存取存储器又可以细分为“动态(Dynamic)”与“静态(Static)”两种。“动态随机存取存储器(DRAM：DynamicRAM)”是以1个晶体管加上1个电容来存储1个位(1bit)的数据，而且使用时必须要周期性地补充电源来保持存储的内容，故称为“动态(Dynamic)”。动态随机存取存储器构造较简单(1个晶体管加上1个电容来存储1个位的数据)使得存取速度较慢(电容充电放电需要较长的时间)，但是成本也较低，因此一般都制作成对容量要求较高但是对速度要求较低的存储器，例如：个人电脑主机板上通常使用的主存储器(mainmemory)。“静态随机存取存储器(SRAM：StaticRAM)”是以6个晶体管来存储1个位(1bit)的数据，而且使用时不需要周期性地补充电源来保持存储的内容，故称为“静态(Static)”。SRAM的构造较复杂(6个晶体管存储1个位的数据)使得存取速度较快，但是成本也较高，因此一般都制作成对容量要求较低但是对速度要求较高的存储器，例如：个人电脑的中央处理器(CPU)内建256KB或512KB的快取存储器(CacheMemory)。由于中央处理器的速度决定了电脑运算数据及处理信息的快慢，主存储器的容量则决定了电脑可以存储信息的多少，因此快取存储器是用来存储一些经常使用到的信息，把这些经常用到的信息放在速度较快的快取存储器中可以使中央处理器很快的取得这些信息，而不需要再到速度较慢的主存储器中去寻找，如此一来可使中央处理器处理的速度加快。
技术实现思路
本专利技术提出一种静态随机存取存储器元件，其加入电阻切换装置电连接静态随机存取存储器单元，能改善读写干扰并减少软错误的错误率(SER，SoftErrorRate)。本专利技术提供一种静态随机存取存储器元件，其特征在于，包含二基体接触插塞以及二电阻切换装置。基体接触插塞设置于一晶片中且自晶片的一背面暴露出，其中基体接触插塞在晶片中经由金属内连线结构电连接一静态随机存取存储器单元。电阻切换装置自晶片的背面分别连接基体接触插塞。本专利技术提供一种形成静态随机存取存储器元件的方法，其特征在于，包含下述步骤。首先，提供一晶片，晶片具有二基体接触插塞自晶片的一背面暴露出，且具有金属内连线结构电连接基体接触插塞至一静态随机存取存储器单元。接着，形成二电阻切换装置自晶片的背面分别连接基体接触插塞。基于上述，本专利技术提出一种静态随机存取存储器元件，其加入二电阻切换装置，并以一晶片中崁入的二基体接触插塞分别电连接电阻切换装置及晶片中的一静态随机存取存储器单元，能减少漏电，改善读写干扰，降低软错误的错误率(SER，SoftErrorRate)。附图说明图1为本专利技术一实施例的静态随机存取存储器元件的剖面示意图；图2为本专利技术一实施例的电阻切换装置的剖面示意图；图3为本专利技术一实施例的静态随机存取存储器元件的电路图；图4为本专利技术一实施例的静态随机存取存储器元件的俯视示意图。主要元件符号说明10：晶片12、14：内连线结构20、30、40、50：电阻切换装置22、32、42、52：第一电极24、34、44、54：电阻切换材料层26、36、46、56：第二电极100：静态随机存取存储器元件110：基底112：氧化层114：顶层120：静态随机存取存储器单元120a：静态随机存取存储器电路130、140、5a、5b、5c：介电层132、134：基体接触插塞136、137、138、139：接触插塞150：金属内连线结构152：第一金属层154：第二金属层156：第三金属层NC：节点N1：第一存储节点N2：第二存储节点PD1：第一降压晶体管PL1：第一升压晶体管PG1：第一通道晶体管PD2：第二降压晶体管PL2：第二升压晶体管PG2：第二通道晶体管S1：背面S2：正面T21、T31：第一连接端T22、T32：第二连接端W：宽度具体实施方式图1绘示本专利技术一实施例的静态随机存取存储器元件的剖面示意图。如图1所示，提供一晶片10。晶片10包含一基底110，其中基底110具有一背面S1以及一正面S2。基底110可例如为一硅基底、一含硅基底(例如SiC)、一三五族基底(例如GaN)、一三五族覆硅基底(例如GaN-on-silicon)、一石墨烯覆硅基底(graphene-on-silicon)、一硅覆绝缘(silicon-on-insulator，SOI)基底或一含外延层的基底等半导体基底。在本实施例中，基底110为一硅覆绝缘(silicon-on-insulator，SOI)基底，因而由下而上具有一底材(未绘示，将在后续倒置并薄化晶片10时移除)、一氧化层112以及一顶层114。本实施例中的顶层114为一硅层，且其厚度约为500埃(angstroms)，但本专利技术不以此为限。接着，在基底110的正面S2上形成一静态随机存取存储器单元120，此静态随机存取存储器单元120即由六个晶体管所组成，其可为二个通道晶体管(PGMOSFET)、二个降压晶体管(PDMOSFET)以及二个升压晶体管(PLMOSFET)，形成静态随机存取存储器单元120的方法为本领域所熟知，故不再赘述。接续，覆盖一介电层130于静态随机存取存储器单元120以及基底110上，再自基底110的正面S2形成二基体接触插塞132/134于介电层130中并贯穿氧化层112以及顶层114。介电层130可例如为一层间介电层(interdielectriclayer,ILD)，其由氧化物所组成，而基体接触插塞132/134可例如由铜、铝或钨等导电材料所组成。基体接触插塞132/134的宽度W可例如为100纳米，但本专利技术不以此为限。本实施例中，基体接触插塞132/134与直接连接静态随机存取存储器单元120的各六个晶体管的接触插塞136/137/138/139(为简化说明本实施例的图示仅绘示四个)一并同时形成，能简化制作工艺。因此，基体接触插塞132/134与接触插塞136/137/138/139具有相同材料，即由铜、铝或钨等导电材料所组成；并且，基体接触插塞132/134的顶面与接触插塞136/137/138/139的顶面齐平，但本专利技术不以此为限。形成基体接触插塞132/134与接触插塞136/137/138/139的方法可例如为先分别蚀刻欲形成基体接触插塞132/134与接触插塞136/137/138/139的凹槽，再同时填入导电材于凹槽中以同时形成基体接触插塞132/134与接触插塞136/137/138/139，但本专利技术不以此为限。继之，形成一介电层140覆盖基体接触插塞132/134、接触插塞136/137/138/139及介电层130，其中一金属内连线结构150形成于介电层140中。在本实施例中，介电层140为一层间金属介电层(inter-metaldielectriclayer)，可例如由氧化物组成，但本专利技术不以此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静态随机存取存储器元件，其特征在于，包含：二基体接触插塞，设置于一晶片中且自该晶片的一背面暴露出，其中该些基体接触插塞在该晶片中经由金属内连线结构电连接一静态随机存取存储器单元；以及二电阻切换装置，自该晶片的该背面分别连接该些基体接触插塞。

【技术特征摘要】
1.一种静态随机存取存储器元件，其特征在于，包含：二基体接触插塞，设置于一晶片中且自该晶片的一背面暴露出，其中该些基体接触插塞在该晶片中经由金属内连线结构电连接一静态随机存取存储器单元；以及二电阻切换装置，自该晶片的该背面分别连接该些基体接触插塞。2.依据权利要求1所述的静态随机存取存储器元件，其特征在于，该些基体接触插塞物理性连接该金属内连线结构的一第一金属层。3.依据权利要求1所述的静态随机存取存储器元件，其特征在于，该些电阻切换装置重叠该静态随机存取存储器单元。4.依据权利要求1所述的静态随机存取存储器元件，其特征在于，该静态随机存取存储器单元具有一静态随机存取存储器电路，其中该静态随机存取存储器电路包含一第一存储节点以及一第二存储节点。5.依据权利要求4所述的静态随机存取存储器元件，其特征在于，各该些电阻切换装置具有第一连接端以及第二连接端。6.依据权利要求5所述的静态随机存取存储器元件，其特征在于，该些电阻切换装置的该些第一连接端分别电连接该第一存储节点以及该第二存储节点。7.依据权利要求6所述的静态随机存取存储器元件，其特征在于，该些电阻切换装置的该些第二连接端电连接至同一节点。8.依据权利要求1所述的静态随机存取存储器元件，其特征在于，该些电阻切换装置包含相位变化装置(phasechangedevice,PCD)。9.依据权利要求1所述的静态随机存取存储器元件，其特征在于，各该些电阻切换装置包含第一电极、第二电极以及电阻切换材料层夹置于该第一电极及该第二电极之间。10.依据权利要求9所述的静态随机存取存储器元件，其特征在于，该电阻切换材料层包含平面材料层或非平面材料层。11.依据权利要求9所述的静态随机存取存储器元件，其特征在于，该电阻切换材料层包含锗碲材料(GeTe)层或硒锑碲(SeSbTe)材料层。12.依据权利要求1所述的静态随机...

【专利技术属性】
技术研发人员：何万迅，邢溯，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71