三维动态随机存取存储器阵列制造技术

技术编号:29941027 阅读:26 留言:0更新日期:2021-09-08 08:19
公开了包含嵌入在分层衬底组合件的多个装置层级处的单晶体管单电容器(1T1C)胞元的单片集成的三维(3D)DRAM阵列结构。在一些实施例中,延伸穿过所述衬底组合件的竖直导电数据线柱和接地柱提供晶体管源极和接地电压,并且多个装置级处的水平导电存取线提供晶体管栅极电压。还描述了用于制作所述3D DRAM阵列的工艺流程。工艺流程。工艺流程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维动态随机存取存储器阵列
[0001]优先权申请
[0002]本申请要求于2018年12月31日提交的美国临时申请序列号62/786,985的优先权权益,所述美国临时申请以全文引用的方式并入本文。

技术介绍

[0003]动态随机存取存储器(DRAM)是一种通常用作现代计算机和图形卡以及其它电子装置(如便携式装置和视频游戏控制台)中的主存储器的易失性半导体存储器。DRAM将数据的每个位存储在集成电路内的电容器中;DRAM是“动态的”,因为其使用外部存储器刷新电路来定期重写电容器中的数据,从而防止由于电容器中的电荷泄漏而引起的数据丢失。几十年来,DRAM位密度经历了快速增长,为电子装置的不断增加的存储器容量做出了贡献。然而,二维DRAM缩放预计将在几代后接近路线图的终点,从而促使期望将DRAM结构扩展到三维。
附图说明
[0004]在附图中,各种填充图案和影线样式用于提供不同材料层与装置组件之间的视觉对比。这些填充图案和影线样式并非旨在限制相应层或装置组件的材料选择(并且可能偏离有关各种材料描绘的惯例);而是在文本描述中列出了合适的材料。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维DRAM阵列,其包括:衬底组合件,所述衬底组合件包括通过介电分离级彼此竖直分离的多个装置层级,所述装置层级中的每个装置层级包括介电装置级和竖直邻近所述介电装置级的至少一个导电装置级;导电数据线柱,所述导电数据线柱竖直延伸穿过所述装置层级和所述介电分离级的至少一部分,所述数据线柱沿多个第一行间隔开;导电接地柱,所述导电接地柱竖直延伸穿过所述装置层级和所述介电分离级的至少一部分,所述接地柱沿多个第二行间隔开,所述第一行和所述第二行两者在第一水平方向上延伸并且在第二水平方向上彼此交替;以及形成于所述装置层级内的存储器胞元,所述存储器胞元中的每个存储器胞元至少部分地围绕所述导电数据线柱中的相应的一个导电数据线柱并且包括电连接在所述数据线柱与所述接地柱中的一或多个接地柱之间的晶体管和电容器,其中所述存储器胞元包括在所述第一水平方向上延伸的存储器胞元行,并且其中位于每一行内且位于某一层级内的所述存储器胞元的晶体管共享公共存取线。2.根据权利要求1所述的DRAM阵列,其中所述存储器胞元中的每个存储器胞元包括均形成于相应装置层级的所述介电装置级内的空腔内的晶体管沟道和电容器节点板,以及形成于相应装置层级的所述至少一个导电装置级内的至少一个空腔内的至少一个晶体管栅极。3.根据权利要求2所述的DRAM阵列,其中每个胞元的所述晶体管沟道包括至少部分地围绕相应导电数据线柱的半导体环,并且其中每个胞元的所述电容器节点板包括至少部分地围绕相应半导体环的导电环,所述半导体环和所述导电环两者与所述至少一个导电装置级电绝缘。4.根据权利要求3所述的DRAM阵列,其中每个晶体管栅极包括围绕所述导电数据线柱并与所述导电数据线柱电绝缘并且与所述半导体环和所述接地柱电绝缘的导电环。5.根据权利要求2所述的DRAM阵列,其中所述存储器胞元中的每个存储器胞元的电容器面积由相应节点板与围绕其中形成有所述至少一个晶体管栅极的所述至少一个空腔的所述至少一个导电装置级的一部分之间的水平重叠面积限定。6.根据权利要求2所述的DRAM阵列,其中所述节点板由掺杂多晶硅制成。7.根据权利要求2所述的DRAM阵列,其中形成于所述介电装置级和所述导电装置级内的所述空腔各自内衬有介电常数大于3.6的材料。8.根据权利要求1所述的DRAM阵列,其中每个装置层级包括夹在两个导电装置级之间的所述介电装置级,并且其中所述存储器胞元包括双栅极。9.根据权利要求1所述的DRAM阵列,其中每个装置层级包括仅一个邻近所述介电装置级的导电装置级,并且其中所述存储器胞元包括单栅极。10.根据权利要求1所述的DRAM阵列,其进一步包括多个竖直虚设柱和多个导电环,所述多个竖直虚设柱沿所述第一行与所述导电数据线柱交替布置,所述多个导电环围绕所述虚设柱以形成所述存取线的相应部分。11.根据权利要求1所述的DRAM阵列,其中所述导电装置级、所述接地柱和所述数据线柱包括掺杂多晶硅。
12.根据权利要求1所述的DRAM阵列,其中所述介电装置级包括碳氧化硅,并且隔离级包括氮化硅。13.根据权利要求1所述的DRAM阵列,其中所述存取线包括氮化钛和钨。14.一种形成DRAM阵列的方法,所述方法包括:在衬底之上形成多个装置层级,所述多个装置层级通过介电分离级彼此竖直分离,所述装置层级中的每个装置层级包括介电装置级和至少一个导电装置级;形成导电数据线柱,所述导电数据线柱竖直延伸穿过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:V
申请(专利权)人:美光科技公司
类型:发明
国别省市:

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