单边存取装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种单边存取装置，包含：包含有一源极区域以及一漏极区域的主动鳍式结构；介于源极区域以及漏极区域之间的绝缘层；设置在主动鳍式结构一侧的沟渠绝缘结构；设置在主动鳍式结构相对于沟渠绝缘结构另一侧的单边侧壁栅电极，使主动鳍式结构夹置在沟渠绝缘结构以及单边侧壁栅电极之间；以及自单边侧壁栅电极横向且电性延伸并嵌入在源极区域以及漏极区域之间的绝缘层下方的栅极突出部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种用于4F2动态随机存取存储器的单边存取装置，特别是关于一种单边T栅极鳍式场效应晶体管(single-gate FinFET)及其制造方法,提供较佳的组件控制特性及存取驱动电流特性。
技术介绍
众所周知，动态随机存取存储器为一种随机存取存储器，其将每一位的数据存入集成电路的电容器中。一般而言，动态随机存取存储器以方形阵列排列，每存储器单元由一晶体管及一电容器所构成。晶体管作为一开关装置，包含了一栅极以及其下的一硅质沟道区域。硅质沟道区域则位于一对源/漏极区域之间的半导体衬底中，而栅极藉由控制所述硅质沟道区域使源/漏极区域电连接。 目前，垂直式双栅极鳍式场效应晶体管已发展用于下一4F2动态随机存取存储器技术世代，其中F代表光刻工艺的最小线宽。然而，在尝试制造垂直式双栅极场效应晶体管装置的庞大阵列以应用于半导体动态随机存取存储器时，维持装置的适当效能及组件特性方面却有其困难性。举例来说，随着两相邻的字符线间距持续地缩小，动态随机存取存储器制造者在缩小存储单元面积时面临到严峻挑战。对于高速操作的动态随机存取存储器应用而言，当两个排列非常靠近的字符线间距不断地缩小将容易发生电连接的问题。鉴于上述，产业上亟需一鳍式场效应晶体管结构及其制造方法以避免上述问题。
技术实现思路
为达到上述目的，本专利技术提供一种单边存取装置，其包含一主动鳍式结构包含一源极区域以及一漏极区域；一绝缘层介于源极区域以及漏极区域之间；一沟渠绝缘结构设置于主动鳍式结构的一侧；一单边侧壁栅电极设置于主动鳍式结构相对于沟渠绝缘结构的另一侧，使主动鳍式结构夹置于沟渠绝缘结构以及单边侧壁栅电极之间；以及一栅极突出部自单边侧壁栅电极横向且电性延伸并嵌入于源极区域以及漏极区域之间的绝缘层下方。本专利技术另提供一种动态随机存取存储器阵列，包含一单边存取装置数组，其中各单边存取装置包含一主动鳍式结构包含一源极区域以及一漏极区域；一绝缘层介于源极区域以及漏极区域之间；一沟渠绝缘结构设置于主动鳍式结构的一侧；一单边侧壁栅电极设置于主动鳍式结构相对于沟渠绝缘结构的另一侧，使主动鳍式结构夹置于沟渠绝缘结构以及单边侧壁栅电极之间；以及一栅极突出部自单边侧壁栅电极横向且电性延伸并且嵌入位于源极区域以及漏极区域之间的绝缘层下方。本专利技术另提供一动态随机存取存储器阵列，具有上述单边存取装置的一阵列，其中动态随机存取存储器阵列包含两个镜像对称的单栅极鳍式场效应晶体管排列于动态随机存取存储器阵列的两相邻行及同一列中。附图说明图I为根据本专利技术的优选实施例所绘示的部份动态随机存取存储器阵列的示意图。图2A为图I沿着切线1-1’ (参考坐标X轴方向)的单栅极鳍式场效应晶体管的横断面视图。图2B为图I沿着切线11-11’(参考坐标y轴方向)的单栅极鳍式场效应晶体管的横断面视图。图2C为图I沿着切线III-III’(参考坐标y轴方向)的单栅极鳍式场效应晶体管的横断面视图。 图3-7为根据本专利技术一较佳实施例所绘示的单栅极鳍式场效应晶体管的制程示意图。其中，附图标记说明如下10衬底126凹槽12a、12b、侧壁字符线150 中心面14a、14b21浅沟隔离沟渠 260 腔体22线型浅沟隔离区 302 氧化层22a衬垫层304 氮化层24沟渠绝缘结构 312 氧化硅层26绝缘区域314 氮化硅层26a、26b、28绝缘层316多晶硅硬掩膜单栅极鳍式场效100、200324 线型沟渠应晶体管101、201 主动鳍式结构 324a 衬垫层102、104、源/漏极区域330 氧化硅间隙填充物202、204106、106a、栅极介电层400 线型突起结构206C1、C2、110、210 U 形沟道行C3、C4112a、112b、栅极突出部R1、R2 列114a、114b122、124 线型沟渠126 凹槽具体实施例方式下述提供多个实施例以能更充分了解本专利技术，但在本领域具有通常知识者亦可经由本专利技术的精神实施本专利技术而未必使用到这些实施例中的细节。为使本专利技术不至于艰涩难懂，一些已为本领域所知悉的系统结构及制造步骤将不再于文中赘述。同样地，图示所表示为实施例中的装置示意图，但并非用以限定装置的尺寸，特别是，为使本专利技术可更清晰地呈现，部分组件的尺寸系可能放大呈现于图中。为使说明更清晰易懂，在这些实施例中的相同构件将以相同符号表不。此外，本说明书所指的「水平」定义为一平面，其与公知半导体衬底的主要平面或表面平行，而不论及其方向。本说明书所指的「垂直」是指垂直于「水平」的方向。其它像是「上」、「下」、「底部」、「顶部」、「侧面」、「高于」、「低于」等等皆是相较于水平面来定义。请参阅图I及图2A-2C。图I为根据本专利技术的优选实施例所绘示的部份动态随机存取存储器阵列的示意图。图2A为图I沿着切线1-1’(参考坐标X轴方向)的单栅极鳍式场效应晶体管的横断面视图。图2B为图I沿着切线11-11’(参考坐标y轴方向)的单栅 极鳍式场效应晶体管的横断面视图。图2C为图I沿着切线III-III’(参考坐标X轴方向)的单栅极鳍式场效应晶体管的横断面视图。如图I及图2A所示，动态随机存取存储器阵列的图标部分包含八个单栅极鳍式场效应晶体管，排列成四行(Cl C4)以及两列(Rl R2)的阵列，其可包含排列于同一列(Rl)以及两相邻行(C2以及C3)中的单栅极鳍式场效应晶体管100以及单栅极鳍式场效应晶体管200。单栅极鳍式场效应晶体管100及200分别形成于主动鳍式结构101及201中，其中单栅极鳍式场效应晶体管100及200在图中由虚线标示且彼此紧邻排列。根据本专利技术一实施例，一单栅极鳍式场效应晶体管以及一对应的电容组件(未绘示)可组成一具有4F2甚至更小组件面积的动态随机存取存储单元。沿着I轴延伸的侧壁字符线12a、12b、14a、14b紧邻各行晶体管设置。单栅极鳍式场效应晶体管100及单栅极鳍式场效应晶体管200以中心面150彼此呈现镜像对称。单栅极鳍式场效应晶体管100透过沿着y轴延伸的线型沟渠绝缘结构24与单栅极鳍式场效应晶体管200电性绝缘。沟渠绝缘结构24设置于主动鳍式结构101或201相对于侧壁字符线12a或14a的另一边。如图2B所示的11-11’横断面，各主动鳍式结构，例如主动鳍式结构101，为一音叉形硅质岛状结构，具有一绝缘层26b介于源/漏极区域102及104之间。侧壁字符线12a及12b埋在或嵌入在线型沟渠122中且设置于线型沟渠122的两相对侧壁。侧壁字符线14a及14b埋在或嵌入在线型沟渠124中且设置于线型沟渠124的两相对侧壁。侧壁字符线12a经过主动鳍式结构101以作为单栅极鳍式场效应晶体管管100的单边侧壁栅电极，而侧壁字符线14a经过主动鳍式结构201以作为单栅极鳍式场效应晶体管200的单边侧壁栅电极。线型沟渠122及124可由绝缘层28填满，其中绝缘层28例如为氧化硅或其它相似材料。如图I及图2C所示，侧壁字符线12a、12b、14a、14b还个别包含多个栅极突出部112a、112b、114a、114b，其中栅极突出部 112a、112b、114a、114b 自各侧壁字符线 12a、12b、14a、14b的单边横向延伸，且由图I中虚线标示的栅极突出部112a、112b、114a、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单边存取装置，其特征在于，包含：一主动鳍式结构，具有一源极区域以及一栅极区域；一绝缘层，介于所述源极区域以及所述漏极区域之间；一沟渠绝缘结构，设置于所述主动鳍式结构的一侧；一单边侧壁栅电极，设置于所述主动鳍式结构相对于所述沟渠绝缘结构的另一侧，使所述主动鳍式结构夹置于所述沟渠绝缘结构以及所述单边侧壁栅电极之间；以及一栅极突出部，自所述单边侧壁栅电极横向且电性延伸并嵌入于所述源极区域以及所述漏极区域之间的所述绝缘层下方。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：希亚姆·苏尔氏，杨胜威，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：