动态记忆体结构制造技术

一种动态记忆体结构，包含位于基材上的条状半导体材料、跨越条状半导体材料的栅极，而将条状半导体材料分成源极端、漏极端及通道区，其中源极端的源极宽度大于或等于通道区的宽度、至少部分夹置于栅极与条状半导体材料间的介电层、以及位于基材上，包含作为下电极的源极端的电容单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种动态记忆体结构。特别是，本专利技术关于一种多栅极(multi-gates)的动态记忆体结构,其源极端是为电容单元的一部分。
技术介绍
动态记忆体是一种在电子装置中广泛采用的记忆体。一般说来，动态记忆体包含位于栅极两侧的源极与漏极、位于源极与漏极之间的栅极通道区，以及一储存电荷的电容单元。传统上，平面式动态记忆体的栅极通常是位于基材之上，但是源极与漏极则位于基材之中，位于源极与漏极之间的栅极通道区也埋入基材之中。还有，深入或突出基材的电容单 元，则与源极与漏极其中之一电连接。这样的动态记忆体结构，当工艺微缩至纳米元件时，将面临元件漏电的瓶颈，而无法继续微缩，进而无法达到理想的元件密度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种新颖的动态记忆体结构。本专利技术的新颖动态记忆体结构的特点之一在于，利用栅极包覆突出于基材的半导体材料以形成一控制良好的多栅极的元件，另搭配一源极端的源极宽度大于或等于通道区的宽度，以提供理想的电荷储存单元。此外，本专利技术的新颖动态记忆体结构的另一项特点在于，源极端或是漏极端其中之一并入电容单元中而成为电容单元的一部分，又使得元件密度得以增加。本专利技术所提供的动态记忆体结构，包含基材、第一条状(strip)半导体材料、栅极、第一源极端、第一漏极端、第一通道区、第一介电层与第一电容单兀。第一条半导体材料位于基材上并沿着第一方向延伸。栅极跨越第一条状半导体材料并沿着第二方向延伸，并将此第一条状半导体材料分成第一源极端、第一漏极端及第一通道区。第一源极端与第一通道区均至少部分位于基材的表面上。第一源极端沿着第二方向上的源极宽度大于或等于第一条状半导体材料沿着第二方向上的第一通道区宽度。第一介电层至少部分夹置于栅极与第一条状半导体材料之间。第一电容单元位于基材上，并包含第一源极端、第二介电层与电容金属层。第一源极端作为下电极之用。第二介电层至少部分覆盖第一源极端，而作为电容介电层之用。电容金属层至少部分覆盖第二介电层，而作为上电极之用。在本专利技术一实施方式中，基材为导电性硅基材、绝缘性硅基材或其组合，而与第一条状半导体材料电绝缘或是电连接。在本专利技术另一实施方式中，第一方向与第二方向实质上垂直，或是互相交错不垂直。在本专利技术另一实施方式中，栅极为鳍式场效晶体管(fin field-effecttransistor，FinFET)、三栅极晶体管、π栅极晶体管、Ω鳍式场效晶体管、栅极全绕式(gate-all-around, GAA)晶体管其中之一。在本专利技术另一实施方式中，第一介电层与第二介电层可以为相同的高介电常数材料，或是不同的高介电常数材料。在本专利技术另一实施方式中，栅极围绕第一条状半导体材料的至少三面。在本专利技术另一实施方式中，栅极以曲线随第一条状半导体材料的形状跨越第一条状半导体材料。在本专利技术另一实施方式中，栅极以直线平坦化跨越第一条状半导体材料。在本专利技术另一实施方式中，第二介电层覆盖源极端最多达五面。 在本专利技术另一实施方式中，电容金属层完全覆盖源极端。在本专利技术另一实施方式中，栅极包含金属。在本专利技术另一实施方式中，第一条状半导体材料、第一源极端与第一漏极端为一体成形。在本专利技术另一实施方式中，动态记忆体结构还包含与第一漏极端电连接的位元(比特)线。在本专利技术另一实施方式中动态记忆体结构还包含与栅极电连接的字元(字符)线。在本专利技术另一实施方式中，栅极与第一源极端的高度大致相同。在本专利技术另一实施方式中，动态记忆体结构的第一条状半导体材料、栅极与第一电容单元，还有第二条状半导体材料与第二电容单元一起成为动态记忆体单元。在本专利技术另一实施方式中，第二条状半导体材料位于基材上并沿着第一方向延伸。在本专利技术另一实施方式中，栅极一起跨越第一条状半导体材料与第二条状半导体材料，并将第二条状半导体材料分成第二源极端、第二漏极端以及第二通道区。在本专利技术另一实施方式中，第一介电层至少部分夹置于栅极与第二条状半导体材料之间。在本专利技术另一实施方式中，位于基材上的第二电容单元包含作为下电极的第二源极端、至少部分覆盖第二源极端并作为第二电容介电层的第二介电层、以及至少部分覆盖第二介电层而作为第二上电极的电容金属层。在本专利技术另一实施方式中，第一源极端与第二源极端彼此不接触。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图I绘示本专利技术三维立体动态记忆体结构的第一种实施例；图2A至图2E绘示本专利技术栅极的多种实施方式；图3绘示本专利技术三维立体动态记忆体结构的第二种实施例；图4绘示本专利技术多组的条状半导体材料与栅极一起形成一种动态记忆体单元；图5绘示本专利技术多组的条状半导体材料与栅极一起形成另一种动态记忆体单元。其中，附图标记100/200/300动态记忆体结构101 基材102绝缘性材料105 第一方向106 第二方向110第一条状半导体材料111第一通道区宽度112栅极宽度115第二条状半导体材料116第二通道区尺寸117第三条状半导体材料120 栅极121第一通道区122字元线 123第二通道区130第一源极端131源极宽度135第二源极端136第二源极端137第三源极端140第一漏极端141漏极宽度142位元线143第二漏极端150第一介电层151第一介电区152转角区160第一电容单元160’第二电容单元161第二介电层162电容金属层163第二介电层具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述本专利技术主要提供一种三维立体(3-dimensional)的动态记忆体结构。本专利技术的三维立体动态记忆体结构的特点之一在于源极端、漏极端与通道区一起形成T字形或是I字形的单位晶胞(unit cell)结构，以提供理想的元件密度。此外，本专利技术的新颖动态记忆体结构的另一项特点在于，源极端或是漏极端其中之一并入电容单元中而成为电容单元的一部分，又使得本专利技术三维立体动态记忆体结构的元件密度得以更加增大。请参考图1，其绘示本专利技术三维立体动态记忆体结构的第一种实施例。在本专利技术动态记忆体结构100的第一种实施例中，包含基材101、第一条状半导体材料110、栅极120、第一源极端130、第一漏极端140、第一通道区121、第一介电层150与第一电容单兀160。栅极120、第一源极端130、第一漏极端140、第一通道区121与第一电容单元160 —起成为动态记忆体结构100的主要部分。在本专利技术的第一种实施例中，第一源极端130与第一漏极端140可具有不对称的形状，例如具有第一源极端130、第一通道区121与第一漏极端140的第一条状半导体材料110，会呈现出T字形的形状。基材101可为导电性娃基材101,例如为含娃基材、三/五族覆娃基材(例如GaN-on-silicon)、石墨烯覆娃基材(graphene-on-silicon)或娃覆绝缘(silicon-on-insulator, SOI)基材等的半导体基材。第一条状半导体材料110则至少部分位于基材101表面上,并沿着第一方向105延伸，且至少在第一条状半导体材料110周围或各第一条状半导体材料110之间设置有浅沟隔离(STI)等的绝缘材料102。第一条状半导体材料110可以包含娃材料，例如单晶娃，其可通过蚀刻或嘉晶(外延)制得。由于基材1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态记忆体结构，其特征在于，包含：一基材；位于该基材上并沿着一第一方向延伸的一第一条状半导体材料；跨越该第一条状半导体材料并沿着一第二方向延伸的一栅极，并将该第一条状半导体材料分成一第一源极端、一第一漏极端及一第一通道区，其中该第一源极端沿着该第二方向上的一源极宽度大于或等于该第一条状半导体材料沿着该第二方向上的一第一通道区宽度；一第一介电层，至少部分夹置于该栅极与该第一条状半导体材料之间；以及一第一电容单元，位于该基材上、包含作为一下电极的该第一源极端、至少部分覆盖该第一源极端并作为一电容介电层的一第二介电层、以及至少部分覆盖该第二介电层而作为一上电极的一电容金属层。

【技术特征摘要】
2011.06.21 US 61/499,1861.一种动态记忆体结构，其特征在于，包含 一基材； 位于该基材上并沿着一第一方向延伸的一第一条状半导体材料； 跨越该第一条状半导体材料并沿着一第二方向延伸的一栅极，并将该第一条状半导体材料分成一第一源极端、一第一漏极端及一第一通道区，其中该第一源极端沿着该第二方向上的一源极宽度大于或等于该第一条状半导体材料沿着该第二方向上的一第一通道区览度； 一第一介电层，至少部分夹置于该栅极与该第一条状半导体材料之间；以及 一第一电容单兀，位于该基材上、包含作为一下电极的该第一源极端、至少部分覆盖该第一源极端并作为一电容介电层的一第二介电层、以及至少部分覆盖该第二介电层而作为一上电极的一电容金属层。2.根据权利要求I的动态记忆体结构，其特征在于，该基材为一导电性娃基材、一绝缘性硅基材、或其组合。3.根据权利要求I的动态记忆体结构，其特征在于，该第一方向与该第二方向垂直。4.根据权利要求I的动态记忆体结构，其特征在于，该第一方向与该第二方向互相交错不垂直。5.根据权利要求I的动态记忆体结构，其特征在于，该栅极为一鳍式场效晶体管、一种三栅极晶体管、一 η栅极晶体管、一 Ω鳍式场效晶体管、一栅极全绕式晶体管其中之一。6.根据权利要求I的动态记忆体结构，其特征在于，该第一介电层与该第二介电层为相同与不同的一高介电常数材料的其中之一。7.根据权利要求I的动态记忆体结构，其特征在于，该栅极围绕该第一条状半导体材料的至少三面。8.根据权利要求I的动态记忆体结构，其特征在于，该栅极平行于该第一方向的一长度尺寸至少大于该栅极平行于该第二方向的一宽度尺寸的两倍。9.根据权利要求I的动态记忆体结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢超群，郭明宏，
申请(专利权)人：钰创科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：