【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电子，特别涉及一种soi基1t1cas存内计算单元结构及工艺集成方法。
技术介绍
1、随着空间探索的不断深入和人工智能的不断发展，空间中人工智能研究和应用逐步受到学界和业界的关注。2020年，nasa发射的毅力号火星车采用基于人工智能模型的岩石化学仪器，以完成寻找古代微观生命痕迹的任务。相比基于传统冯·诺依曼计算架构的智能计算芯片，存算一体将计算与存储相融合，具有速度快、功耗低、面积小等优势，克服了“存储墙”和“功耗墙”问题，是空间人工智能发展的重要技术路线之一。
2、人工智能空间应用与空间环境关系密切，其工作特性和可靠性一方面受到宇宙射线和粒子辐射影响，另一方面极端温度也会对集成电路性能产生显著影响。根据nasa发布的空间环境数据，国际空间站的最高和最低温度可达121和-157℃，月球表面向阳处最高和最低温度可达127和-183℃。因此，实现抗辐射、宽温区、与cmos工艺兼容的存内计算器件研制已成为空间芯片发展的关键点之一。
3、相比于体硅器件，采用全介质隔离技术的soi工艺具有功耗低、速度快、抗辐射、集成度高、工作温度范围宽等优点，已被广泛应用于国防装备和航空航天等前沿领域；相比于传统存储器件，基于铜互连工艺的导电桥型忆阻器(cas)不仅具有读写速度快、单元尺寸小、功耗低等一系列优势，而且其抗磁、抗辐射、宽温区等一系列优异性能为面向空间应用的存内计算芯片设计提供了新思路和新方法，具有极强的科学研究和现实应用意义。
技术实现思路
1、本专利
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种soi基1t1cas存内计算单元结构及工艺集成方法，包括：
3、提供soi mos器件，在mos器件上淀积一层氧化物或氮化物，通过刻蚀在mos器件栅极的侧壁形成氧化物或氮化物隔离层；
4、在mos器件上淀积一层多晶硅，通过刻蚀形成多晶硅惰性电极；在mos器件上淀积一层氧化物，通过刻蚀在多晶硅惰性电极侧壁形成电解质层；
5、通过形成一层介电层定位出mos器件中源极金属连接、mos器件栅极金属连接、cas器件多晶硅惰性电极金属连接、cas器件活性电极金属连接的位置，通过刻蚀形成通孔，并使cas器件电解质层部分深入到通孔中；
6、定位出cas器件活性电极金属连接位置，进行铜阻挡层沉积，通过刻蚀去除伸入到通孔中电解质层表面的铜阻挡层，形成侧壁和底部由铜阻挡层覆盖，且cas器件电解质层未被铜阻挡层覆盖的结构，完成接触孔二次刻蚀。
7、在一种实施方式中，在去除伸入到通孔中电解质层表面的铜阻挡层之后，该方法还包括：通过铜沉积填充通孔，并在介电层上方形成mos器件源极焊层、mos器件栅极焊层、cas器件多晶硅惰性电极焊层和cas器件活性电极焊层。
8、在一种实施方式中，所述soi mos器件包括绝缘层、mos器件源端、mos器件漏端、浅槽隔离、体区、栅氧化层和栅极多晶硅；所述绝缘层位于底部，所述mos器件源端、所述mos器件漏端、所述浅槽隔离、所述体区位于所述绝缘层的上方，所述栅氧化层和所述栅极多晶硅依次叠加于所述体区的上方。
9、在一种实施方式中，所述隔离层通过化学气相沉积形成。
10、在一种实施方式中，所述cas器件多晶硅惰性电极焊层和所述多晶硅惰性电极金属连接为引出或者不引出。
11、在一种实施方式中，所述mos器件栅极和所述cas器件多晶硅惰性电极之间的距离不低于200nm；其中，所述cas器件多晶硅惰性电极由多晶硅惰性电极、电解质层和cas活性电极金属连接构成。
12、本专利技术还提供一种由上述工艺集成方法制备而成的soi基1t1cas存内计算单元结构。
13、本专利技术提供的一种soi基1t1cas存内计算单元结构及工艺集成方法，基于soi工艺和铜互连工艺，采用氧化物沉积工艺形成电解质层，并利用多晶硅和接触孔中的铜形成1t1cas存内计算单元的惰性和活性电极，综合了soi基mos器件、cas器件的优点，具有兼容于cmos工艺、集成度高、抗辐射性能强、耐磁、工作温区宽等优势。
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1.一种SOI基1T1CAS存内计算单元的工艺集成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的SOI基1T1CAS存内计算单元的工艺集成方法，其特征在于，在去除深入到通孔中CAS器件电解质层表面的铜阻挡层之后，该方法还包括：通过铜沉积填充通孔，并在介电层上方形成MOS器件源极焊层、MOS器件栅极焊层、CAS器件多晶硅惰性电极焊层和CAS活性电极焊层。
3.如权利要求1所述的SOI基1T1CAS存内计算单元的工艺集成方法，其特征在于，所述SOIMOS器件包括绝缘层、MOS器件源端、MOS器件漏端、浅槽隔离、体区、栅氧化层和栅极多晶硅；所述绝缘层位于底部，所述MOS器件源端、所述MOS器件漏端、所述浅槽隔离、所述体区位于所述绝缘层的上方，所述栅氧化层和所述栅极多晶硅依次叠加于所述体区的上方。
4.如权利要求1所述的SOI基1T1CAS存内计算单元的工艺集成方法，其特征在于，所述隔离层通过化学气相沉积形成。
5.如权利要求1所述的SOI基1T1CAS存内计算单元的工艺集成方法，其特征在于，所述CAS器件多晶硅惰性电极焊层和所述CAS器
6.如权利要求1所述的SOI基1T1CAS存内计算单元的工艺集成方法，其特征在于，所述MOS器件栅极和所述CAS器件多晶硅惰性电极之间的距离不低于200nm；其中，所述CAS器件多晶硅惰性电极由多晶硅惰性电极、电解质层和CAS活性电极金属连接构成。
7.一种SOI基1T1CAS存内计算单元结构，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的工艺集成方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种soi基1t1cas存内计算单元的工艺集成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的soi基1t1cas存内计算单元的工艺集成方法，其特征在于，在去除深入到通孔中cas器件电解质层表面的铜阻挡层之后，该方法还包括：通过铜沉积填充通孔，并在介电层上方形成mos器件源极焊层、mos器件栅极焊层、cas器件多晶硅惰性电极焊层和cas活性电极焊层。
3.如权利要求1所述的soi基1t1cas存内计算单元的工艺集成方法，其特征在于，所述soimos器件包括绝缘层、mos器件源端、mos器件漏端、浅槽隔离、体区、栅氧化层和栅极多晶硅；所述绝缘层位于底部，所述mos器件源端、所述mos器件漏端、所述浅槽隔离、所述体区位于所述绝缘层的上方，所述栅氧化层和所述栅极多晶硅依次叠加于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏轶聃，刘国柱，魏敬和，赵伟，滕浩然，魏应强，隋志远，刘美杰，周颖，朱云娇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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