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一种存储器结构及其集成方法技术

技术编号:40987913 阅读:22 留言:0更新日期:2024-04-18 21:31
本发明专利技术提供了一种存储器结构及其集成方法,属于半导体技术领域。所述存储器结构位于一个半导体衬底上,自下而上包括晶体管层、中间金属互连层、放大电容层和上层金属互连层,晶体管层包括并排放置的一个N型和一个P型低功耗双导器件,中间金属互连层包括接触孔、SN互连线通孔、金属互连线、接触孔间介质和金属互连线间介质,放大电容层包括下极板层、介质层和上极板层,上层金属互连层包括上极板通孔、金属互连线、接触孔间介质和金属互连线间介质。该存储器结构通过与硅基CMOS单片集成实现制备,具有无串扰、低功耗、且读写速度满足电路需求的优势,其集成方法成本较低、技术可迭代性强。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体,尤其涉及一种存储器结构及其集成方法


技术介绍

1、随着半导体技术的不断进步,器件尺寸不断减小,电路性能不断提升,芯片功耗密度也急剧增大,低功耗已经成为一个重要设计方向。传统的mosfet器件受限于漂移扩散的导通机制,亚阈值斜率高于60mv/dec,关态电流与开态电流的优化之间存在折中关系。因此,需要专利技术一种新型的低功耗双导器件,以及基于此器件的存储器。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中的问题,本专利技术提出了一种存储器结构及其集成方法,该存储器结构包括一种新型的低功耗双导器件,从而在无读写串扰的同时具有比传统存储器更低的功耗。

2、本专利技术技术方案如下:

3、一种存储器结构,其特征在于,位于一个半导体衬底上,自下而上包括晶体管层、中间金属互连层、放大电容层和上层金属互连层。其中,晶体管层包括两个并排放置的低功耗双导器件,左侧为p型的低功耗双导器件,右侧为n型的低功耗双导器件。中间金属互连层包括接触孔、sn互连线通孔、金属互连线、接触孔间介质和金属互连线间介本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种存储器结构,其特征在于,位于一个半导体衬底上,自下而上包括晶体管层、中间金属互连层、放大电容层和上层金属互连层,其中,晶体管层包括两个并排放置的低功耗双导器件,一个为P型的低功耗双导器件,一个为N型的低功耗双导器件,中间金属互连层包括接触孔、SN互连线通孔、金属互连线、接触孔间介质和金属互连线间介质,放大电容层包括下极板层、介电层和上极板层,上层金属互连层包括上极板通孔、RWL金属互连线、接触孔间介质和金属互连线间介质;

2.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述衬底区域中的上层阱层上边界距离所述半导体衬底表面大于200nm。

<p>3.如权利要求1...

【技术特征摘要】

1.一种存储器结构,其特征在于,位于一个半导体衬底上,自下而上包括晶体管层、中间金属互连层、放大电容层和上层金属互连层,其中,晶体管层包括两个并排放置的低功耗双导器件,一个为p型的低功耗双导器件,一个为n型的低功耗双导器件,中间金属互连层包括接触孔、sn互连线通孔、金属互连线、接触孔间介质和金属互连线间介质,放大电容层包括下极板层、介电层和上极板层,上层金属互连层包括上极板通孔、rwl金属互连线、接触孔间介质和金属互连线间介质;

2.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述衬底区域中的上层阱层上边界距离所述半导体衬底表面大于200nm。

3.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述放大电容层中的上极板层和下极板层的材料为氮化钛、氮化钽、钨、钛、钽中的一种金属或者金属的组合,介电层材料为氧化铪hfo2、氧化锆zro2、铪锆氧hzo或氧化硅sio2。

4.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述金属互连线的材料、上极板通孔材料和sn互连线通孔的材料相同,为铜、钽、氮化钽的组合,或者铝。

5.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述接触孔的材料为钨、钛、氮化钛的组合,或者铝。

6.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述金属间介质层的材料和接触孔间介质层的材料相同,为二氧化硅、氟掺杂二氧化硅、碳掺杂二氧化硅、多孔二氧化硅或是其他介电常数不大于二氧化硅的介电材料与氮化硅的组合。

7.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述栅介质层的材料为sio2、或sio2和hfo2组成的叠层材料、或sio2和杂质掺杂的hfo2组成的叠层材料,其中,杂质掺杂的hfo2中的杂质为硅si、镧la、锆zr、铝al、钛ti或氮n;所述栅介质层的厚度为1nm到5nm之间。

8.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述栅导电层的材料为杂质掺杂的多晶硅材料、或者多层金属组成的叠层材料,对于n型器件,多晶硅中的掺杂杂质为磷或者砷,多层金属叠层材料为tin、tan、tial、al,对于p型器件,多晶硅中的掺杂杂质为硼或者氟化硼,多层金属叠层材料为tin、tan;所述栅导电层的厚度为10nm到500nm之间。

9.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述栅金属层的材料为金属硅化物:镍硅、钛硅或钴硅。

10.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述补偿隔离层材料为氧化硅和氮化硅或氮氧硅的叠层材料;所述补偿隔离层的厚度为2nm到20nm之间。

11.如权利要求1所述的一种存储器结构,其特征在于,所述复合主隔离层材料为氧化硅和氮化硅或...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄芊芊王凯枫黄如
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:

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