集成电路存储器及其形成方法、半导体集成电路器件技术

本发明专利技术提供了一种集成电路存储器及其形成方法、半导体集成电路器件。采用竖直设置在衬底上的有源柱体以构成立式存储晶体管，从而有利于减小立式存储晶体管在衬底上的单元配置尺寸，进而能够进一步缩减集成电路存储器的尺寸。同时，竖直结构的立式存储晶体管具有更好的排布灵活性，例如能够实现多个立式存储晶体管呈六方密集排布，以提高集成电路存储器中存储单元的排布密集度。并且，有源柱体的横截面呈多边形，能够增加栅极通道的面积，由此改善立式存储晶体管的性能。

Integrated circuit memory and its forming method, semiconductor integrated circuit device

【技术实现步骤摘要】
集成电路存储器及其形成方法、半导体集成电路器件
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种集成电路存储器及其形成方法，以及一种半导体集成电路器件。
技术介绍
半导体器件越做越小，使其更加小巧以适合移动计算运用，且能消耗更少能量，让充电间的电池使用时间得以延长。以及，随着半导体器件尺寸的减小亦可相应的提高电路密集度，从而使半导体器件可具有更强大的计算能力。然而，现今的技术发展一直受到当时可取得的微影设备的解析度的限制。具体的说，半导体器件的尺寸，例如线宽CD(CriticalDimension)和线距S(spaces)的最小尺寸取决于微影设备的解析能力，因此，在微影设备可获得的最小特征尺寸的限制下，小于最小特征尺寸的图形无法稳定地获得。这将限制半导体器件尺寸的进一步缩减，并无法再次提高半导体器件中单元元件的排布密集度。针对存储器(例如，动态随机存储器DRAM)而言，其存储单元包括存储晶体管和与之连接的存储元件。所述存储晶体管的源区、沟道区和漏区沿着平行于衬底表面的方向水平分布，在所述存储单元的存储晶体管正常导通的情况下，其沟道电流总体上沿着水平方向在源区和漏区之间流通。那么，当所述存储晶体管缩减至预定尺寸时，将极易产生存储晶体管的短沟道效应。可见，现有的存储器的尺寸不仅受到微影设备的解析度的限制，同时还需要考量缩减尺寸之后所带来的短沟道效应。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种集成电路存储器，以缩减集成电路存储器的尺寸并能够提高集成电路存储器中存储单元的排布密集程度，并提高集成电路存储器的性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种集成电路存储器，包括：一衬底；多条位线，形成在所述衬底上并沿着第一方向延伸；多个有源柱体，形成在所述位线上，以使所述有源柱体的底端部连接至所述位线，且所述有源柱体的横截面呈多边形；多条字线，形成在所述衬底上并沿着第二方向延伸，所述字线在其延伸方向上连接有栅极管，所述栅极管环绕相应的有源柱体的外侧壁，所述有源柱体的顶端外露于所述栅极管，由所述有源柱体和所述栅极管共同构成所述集成电路存储器的立式存储晶体管。可选的，所述有源柱体的横截面为一具有四个缺角的圆形，且四个所述缺角规则分布于所述圆形上。可选的，所述有源柱体的横截面为一具有六个缺角的圆形，且六个所述缺角规则分布于所述圆形上。可选的，所述有源柱体的所述底端部中形成有第一掺杂区，连接于所述位线上，所述有源柱体的所述顶端部中形成有第二掺杂区，用以连接存储元件，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区分别构成所述立式存储晶体管的漏区和源区。可选的，所述集成电路存储器还包括：一绝缘介质层，形成在所述衬底上，所述绝缘介质层填充相邻的所述位线之间的间隙并覆盖所述位线，所述字线形成在所述绝缘介质层上；一间隔介质层，形成在所述衬底上并填充相邻的所述栅极管之间的间隙。本专利技术的又一目的在于提供一种集成电路存储器的形成方法，包括：提供一衬底，并形成多条位线在所述衬底上，所述位线沿着第一方向延伸；形成多个有源柱体在所述位线上，所述有源柱体的底端部连接至所述位线；以第一掩膜版为掩膜刻蚀所述有源柱体，使所述有源柱体的横截面呈多边形；以及，形成多条字线在所述衬底上，所述字线沿着第二方向延伸，所述字线在其延伸方向上连接有栅极管，所述栅极管环绕相应的有源柱体的外侧壁，并由所述有源柱体和所述栅极管共同构成所述集成电路存储器的立式存储晶体管。可选的，所述有源柱体的形成方法包括：形成一牺牲层在所述衬底上，所述牺牲层中开设有多个通孔，所述通孔暴露出所述位线；以及，填充有源材料在所述通孔中以形成所述有源柱体，并去除所述牺牲层。可选的，所述第一掩膜版的开口区域为呈规则排列的多个矩形，每个所述有源柱体位于四个相邻所述矩形之间，且所述有源柱体与四个相邻所述矩形之间具有重叠区域，以使所述有源柱体的横截面具有四个缺角。可选的，所述第一掩膜版的开口区域为呈规则排列的多个三角形，每个所述有源柱体位于六个相邻所述三角形之间，且所述有源柱体与六个相邻所述三角形之间具有重叠区域，以使所述有源柱体的横截面具有六个缺角。可选的，所述字线和所述栅极管的形成方法包括：形成一传导材料层在所述衬底上，所述传导材料层覆盖所述有源柱体的顶表面和侧壁，并覆盖相邻的所述有源柱体300之间的膜层表面；以及，提供一掩膜版，所述掩膜版中定义有多条沿着第二方向延伸的线条，利用所述掩膜版对所述传导材料层执行回刻蚀工艺，以形成与所述线条对应的传导线；其中，所述传导线中环绕所述有源柱体外侧壁的部分构成所述栅极管，所述传导线中连接相邻的所述栅极管的部分构成所述字线的连接线部。基于如上所述的集成电路存储器，本专利技术还提供了一种半导体器件，包括：一衬底；多条第一传导线，形成在所述衬底上并沿着第一方向延伸；多个有源柱体，形成在所述第一传导线上，以使所述有源柱体的底端部连接至所述第一传导线上，且所述有源柱体的横截面呈多边形；以及，多条第二传导线，形成在所述衬底上并沿着第二方向延伸，所述第二传导线在其延伸方向上环绕相应的有源柱体的侧壁，以延伸连接多个所述相应的有源柱体。在本专利技术提供的集成电路存储器中，采用竖直设置在衬底上的有源柱体构成立式存储晶体管的有源区，并且能够利用位于有源柱体下方的位线，使有源柱体的底端部能够从有源柱体的底部引出，以及结合环绕有源柱体外侧壁的栅极管，能够形成竖直结构的立式存储晶体管(即，源区、沟道区和漏区沿着高度方向竖直排布)。竖直结构的立式存储晶体管，其在衬底上的单元配置尺寸较小(例如，单元配置尺寸能够达到4F2)，因此可相应的使集成电路存储器的尺寸进一步减小。同时，所述有源柱体的横截面呈多边形，能够增加栅极通道的面积，由此改善立式存储晶体管的性能。并且，采用有源柱体构成有源区，还能够进一步降低存储晶体管发生短沟道效应的风险，避免出现例如水平结构的晶体管由于其尺寸的缩减而容易发生短沟道效应的问题。同时，竖直结构的存储晶体管还具备更好的排布灵活性，从而有利于实现多个立式存储晶体管的密集排布。例如，可使多个立式存储晶体管呈六方密集排布，相应的使集成电路存储器中的多个存储单元也呈六方密集排布。附图说明图1a为本专利技术实施例一中的集成电路存储器的俯视图；图1b为本专利技术实施例一中的集成电路存储器省略其存储元件后的结构示意图；图2a为图1a所示的本专利技术实施例一中的集成电路存储器沿着aa’方向的剖面示意图；图2b为图1a所示的本专利技术实施例一种的集成电路存储器沿着bb’方向的剖面示意图；图2c为本专利技术实施例一中的集成电路存储器其相邻两个立式存储晶体管的局部放大图；图3为本专利技术实施例二中的集成电路存储器省略其存储元件后的结构示意图；图4为本专利技术实施例三中的集成电路存储器的形成方法的流程示意图；图5a为本专利技术实施例三中的集成电路存储器的形成方法在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路存储器，其特征在于，包括：/n一衬底；/n多条位线，形成在所述衬底上并沿着第一方向延伸；/n多个有源柱体，形成在所述位线上，以使所述有源柱体的底端部连接至所述位线，且所述有源柱体的横截面呈多边形；以及，/n多条字线，形成在所述衬底上并沿着第二方向延伸，所述字线在其延伸方向上连接有栅极管，所述栅极管环绕相应的有源柱体的外侧壁，所述有源柱体的顶端外露于所述栅极管，由所述有源柱体和所述栅极管共同构成所述集成电路存储器的立式存储晶体管。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成电路存储器，其特征在于，包括：
一衬底；
多条位线，形成在所述衬底上并沿着第一方向延伸；
多个有源柱体，形成在所述位线上，以使所述有源柱体的底端部连接至所述位线，且所述有源柱体的横截面呈多边形；以及，
多条字线，形成在所述衬底上并沿着第二方向延伸，所述字线在其延伸方向上连接有栅极管，所述栅极管环绕相应的有源柱体的外侧壁，所述有源柱体的顶端外露于所述栅极管，由所述有源柱体和所述栅极管共同构成所述集成电路存储器的立式存储晶体管。


2.如权利要求1所述的集成电路存储器，其特征在于，所述有源柱体的横截面为一具有四个缺角的圆形，且四个所述缺角规则分布于所述圆形上。


3.如权利要求1所述的集成电路存储器，其特征在于，所述有源柱体的横截面为一具有六个缺角的圆形，且六个所述缺角规则分布于所述圆形上。


4.如权利要求1所述的集成电路存储器，其特征在于，所述有源柱体的所述底端部中形成有第一掺杂区，连接于所述位线上，所述有源柱体的所述顶端部中形成有第二掺杂区，用以连接存储元件，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区分别构成所述立式存储晶体管的漏区和源区。


5.如权利要求1所述的集成电路存储器，其特征在于，还包括：
一绝缘介质层，形成在所述衬底上，所述绝缘介质层填充相邻的所述位线之间的间隙并覆盖所述位线，所述字线形成在所述绝缘介质层上；
一间隔介质层，形成在所述衬底上并填充相邻的所述栅极管之间的间隙。


6.一种集成电路存储器的形成方法，其特征在于，包括：
提供一衬底，并形成多条位线在所述衬底上，所述位线沿着第一方向延伸；
形成多个有源柱体在所述位线上，所述有源柱体的底端部连接至所述位线；
以第一掩膜版为掩膜刻蚀所述有源柱体，使所述有源柱体的横截面呈多边形；以及，
形成多条字线在所述衬底上，所述字线沿着第二方向延伸，所述字线在其延伸方向上连接有栅极管，所述栅极管环绕相应的有源柱体的外侧壁，并由所述有源柱体和所述栅极管共同构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34