一種提高寫(xiě)入速度的浮體效應(yīng)存儲(chǔ)器單元的制作方法，在襯底上形成若干間隔的P阱和N阱用以制作第一MOS管和第二MOS管，相鄰的N阱和P阱之間用一淺溝槽隔離，在所述N阱上形成第一多晶硅柵，在所述P阱上形成第二多晶硅柵，接著進(jìn)行輕摻雜漏注入工藝，再進(jìn)行環(huán)狀注入，其中，所述環(huán)狀注入包括如下步驟：以與豎直方向呈第一斜角向P阱上用于形成漏端的區(qū)域注入三價(jià)元素；以與豎直方向呈第二斜角向P阱上用于形成源端的區(qū)域注入三價(jià)元素；以與豎直方向呈第一斜角向N阱上用于形成漏端的區(qū)域注入五價(jià)元素；以與豎直方向呈第二斜角向N阱上用于形成源端的區(qū)域注入五價(jià)元素；其中，所述第二斜角值大于所述第一斜角值，注入的方向?yàn)橹赶蚨嗑Ч钖欧较颉?br />
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元(Floating Body Cell,即FBC)的結(jié)構(gòu)以及制作方法，屬于半導(dǎo)體制備
，尤其涉及一種高寫(xiě)入速度存儲(chǔ)器單元及其制作方法。
技術(shù)介紹
嵌入式動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使得大容量DRAM在目前的系統(tǒng)級(jí)芯片(SOC)中非常普遍。大容量嵌入式動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(eDRAM)給SOC帶來(lái)了諸如改善帶寬和降低功耗等只能通過(guò)采用嵌入技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的各種好處。傳統(tǒng)嵌入式動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(eDRAM)的每個(gè)存儲(chǔ)單元除了晶體管之外，還需要一個(gè)深溝槽電容器結(jié)構(gòu)，電容器的深溝槽使得存儲(chǔ)單元的高度比其寬度大很多，造成制造工藝?yán)щy。其制作工藝與CMOS超大規(guī)模集成電路工藝非常不兼容，限制了它在嵌入式系統(tǒng)芯片中的應(yīng)用。浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元(Floating Body Cell，即FBC)是一種利用浮體效應(yīng)(Floating Body Effect，即FBE)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器單元，其原理是利用絕緣體上硅(Silicon on Insulator,即S0I)器件中氧埋層(BOX)的隔離作用所帶來(lái)的浮體效應(yīng)，將被隔離的浮體 (Floating Body)作為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)寫(xiě)“1”和寫(xiě)“0”。參考圖1A 1B所示出的現(xiàn)有技術(shù)，其公開(kāi)了 FBC的工作原理。在圖IA中以NMOS為例，在柵極(G)和漏端(D)端加正偏壓，器件導(dǎo)通，由于橫向電場(chǎng)作用，電子在漏端附近與硅原子碰撞電離，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，一部分空穴被縱向電場(chǎng)掃入襯底，形成襯底電流，由于有氧埋層的存在，襯底電流無(wú)法釋放，使得空穴在浮體積聚，定義為第一種存儲(chǔ)狀態(tài)，可定義為寫(xiě)“ 1 ”，寫(xiě)“0”的情況如圖IB所示，在柵極上施加正偏壓，在漏端上施加負(fù)偏壓，通過(guò)PN 結(jié)正向偏置，空穴從浮體發(fā)射出去，定義為第二種存儲(chǔ)狀態(tài)。由于襯底電荷的積聚，會(huì)改變器件的閾值電壓(Vt)，可以通過(guò)電流的大小感知這兩種狀態(tài)造成閾值電壓的差異，即實(shí)現(xiàn)讀操作。由于浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元去掉了傳統(tǒng)DRAM中的電容器，使得其工藝流程完全與CMOS 工藝兼容，同時(shí)可以構(gòu)成密度更高的存儲(chǔ)器。要取代傳統(tǒng)eDRAM應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)芯片中，現(xiàn)有的浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器單元的寫(xiě)入速度還需要進(jìn)一步提高，浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元在寫(xiě)“ 1”時(shí)，即載流子在襯底積聚的過(guò)程中，寫(xiě)“1”的速度是由襯底電流的大小決定的。現(xiàn)有技術(shù)中，為了抑制器件的短溝道效應(yīng)(Short Channel Effect)，會(huì)采取環(huán)狀注入(Halo Implantation)，將與源漏反型的離子注入到器件溝道之中。如圖2所示，以 NMOS器件為例，圖中χ方向?yàn)槠骷系婪较?，y方向?yàn)楣杵砻娴拇怪狈较?，源漏摻雜為五族元素，例如磷元素，Halo注入會(huì)采用三族元素，例如硼元素。通常，Halo注入會(huì)采用多次注入完成，每次注入的劑量相等，注入方向與y方向所成角度也相等，注入方向在硅片表面的投影與χ方向成不同角度進(jìn)行注入。例如，NMOS器件的Halo注入可以通過(guò)四次注入完成，注入方向在硅片表面的投影與χ方向所成角度分別為45度、135度、225度、315度。經(jīng)過(guò)Halo注入，源漏的冶金結(jié)附近的空間電荷區(qū)分布如圖2中虛線所示。Halo注入限制了冶金結(jié)的空間電荷區(qū)100向溝道內(nèi)的擴(kuò)散，因此抑制了器件的短溝道效應(yīng)。但是，圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的器件的寫(xiě)入速度并不高。因此，提供一種能夠提高浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的襯底電流，從而提高浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的寫(xiě)入速度并提高浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的性能的浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器單元及其制作方法就顯得尤為重要了。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是在于增大浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的襯底電流，從而提高浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的寫(xiě)入速度并提高浮體效應(yīng)存儲(chǔ)單元的性能。本專利技術(shù)公開(kāi)一種提高寫(xiě)入速度的浮體效應(yīng)存儲(chǔ)器單元，包括形成在底層硅上的氧埋層，所述氧埋層上方設(shè)置有若干第一 MOS管和第二 MOS管，每一個(gè)MOS管底部為襯底， 襯底的兩端接觸淺溝槽隔離，所述襯底靠近所述淺溝槽隔離的上端分別設(shè)置有源端和漏端，所述源端和漏端之間的襯底上具有溝道，所述溝道的上方設(shè)置有柵極，所述柵極位于所述MOS管兩端淺溝槽之間正中位置，其中所述漏端遠(yuǎn)離所述淺溝槽隔離的一側(cè)具有第一空間電荷區(qū)域，所述源端遠(yuǎn)離所述淺溝槽隔離的一側(cè)具有第二空間電荷區(qū)域，所述第一空間電荷區(qū)域的面積比所述第二空間電荷區(qū)域的面積大；所述柵極與所述漏端在豎直方向上的交疊區(qū)域比所述柵極與源端在豎直方向上的交疊區(qū)域大；所述第一空間電荷區(qū)域與溝道之間的距離比所述第二空間電荷區(qū)域與溝道之間的距離短。上述的高寫(xiě)入速度浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器單元，其中，所述第一 MOS管為NMOS管，所述第二 MOS管為PMOS管。上述的高寫(xiě)入速度浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器單元，其中，所述第一空間電荷區(qū)域?yàn)檠由鞝顟B(tài)，所述第二空間電荷區(qū)域?yàn)閴嚎s狀態(tài)。上述的高寫(xiě)入速度浮體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器單元，其中，所述第一 MOS管中摻雜有五價(jià)元素，所述第二 MOS管中摻雜有三價(jià)元素。。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個(gè)方面，還公開(kāi)一種上述的高寫(xiě)入速度存儲(chǔ)器單元的制作方法，先在襯底上形成若干間隔的P阱和N阱用以制作第一 MOS管和第二 MOS管，相鄰的N阱和P阱之間用一淺溝槽隔離，在所述N阱上形成第一多晶硅柵，在所述P阱上形成第二多晶硅柵，接著進(jìn)行輕摻雜漏注入工藝，再進(jìn)行環(huán)狀注入，其中，所述環(huán)狀注入包括如下步驟以與豎直方向呈第一斜角向P阱上用于形成漏端的區(qū)域注入三價(jià)元素； 以與豎直方向呈第二斜角向P阱上用于形成源端的區(qū)域注入三價(jià)元素； 以與豎直方向呈第一斜角向N阱上用于形成漏端的區(qū)域注入五價(jià)元素； 以與豎直方向呈第二斜角向N阱上用于形成源端的區(qū)域注入五價(jià)元素； 其中，所述第二斜角值大于所述第一斜角值，注入的方向?yàn)橹赶蚨嗑Ч钖欧较?。上述的制作方法，其中，所述環(huán)狀注入包括如下步驟淀積第一阻擋層覆蓋第一 MOS管和第二 MOS管，再刻蝕去除覆蓋在第二 MOS管上方的第一阻擋層部分，使第二 MOS管暴露；以與豎直方向呈第一斜角向N阱上用于形成漏端的區(qū)域注入五價(jià)元素；以與豎直方向呈第二斜角向N阱上用于形成源端的區(qū)域注入五價(jià)元素； 淀積第二阻擋層覆蓋剩余的第一阻擋層和暴露第二 MOS管，再刻蝕去除覆蓋在第一 MOS管上方的第一阻擋層部分，使第一 MOS管暴露；以與豎直方向呈第一斜角向P阱上用于形成漏端的區(qū)域注入三價(jià)元素； 以與豎直方向呈第二斜角向P阱上用于形成源端的區(qū)域注入三價(jià)元素。上述的制作方法，其中，所述所述第一 MOS管為NMOS管，所述第二 MOS管為PMOS 管。上述的制作方法，其中，所述環(huán)狀注入還包括多次改變注入時(shí)在水平方向上的投影方向。上述的制作方法，其中，所述多次改變注入時(shí)在水平方向上的投影方向包括與器件的溝道方向呈45度、135度、225度、315度中的任意一種。本專利技術(shù)通過(guò)調(diào)整各次Halo注入與y方向所成角度，使得漏端Halo注入時(shí)，注入角度與y方向夾角減小，源端Halo注入時(shí)，注入角度與y方向夾角增大，從而使得漏端的空間電荷區(qū)向溝道內(nèi)延伸，源端得空間電荷區(qū)從溝道方向被壓縮。附圖說(shuō)明通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本專利技術(shù)及其特征、外形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本專利技術(shù)的主旨。在附圖中，為清楚明了，放大了部分部件。圖IA為現(xiàn)有技術(shù)的浮本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：俞柳江，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海華力微電子有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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