[发明专利]一种提高浮体动态随机存储器单元写入速度的注入方法及结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种提高浮体动态随机存储器单元写入速度的注入方法及结构。

背景技术

嵌入式动态存储技术的发展已经使得大容量动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，简称DRAM）在目前的系统级芯片（System on a Chip ，简称SOC）中非常普遍。大容量嵌入式动态存储器（Embedded Dynamic RAM，简称EDRAM）给SOC带来了诸如改善带宽和降低功耗等只能通过采用嵌入技术来实现的各种好处。

传统嵌入式动态存储器（EDRAM）的每个存储单元除了晶体管之外，还需要一个深沟槽电容器结构，电容器的深沟槽使得存储单元的高度比其宽度大很多，造成制造工艺困难，且其制作工艺与CMOS超大规模集成电路工艺非常不兼容，所以限制了其在嵌入式系统芯片（SOC）中的应用。

浮体效应存储单元（Floating Body Cell，简称FBC）是一种有希望替代EDRAM的动态存储器。FBC是利用浮体效应（Floating Body Effect，简称FBE）的动态随机存储器单元，其原理是利用绝缘体上硅（Silicon on Insulator，简称SOI）器件中氧埋层（BOX）的隔离作用所带来的浮体效应，将被隔离的浮体（Floating Body）作为存储节点，实现写“1”和写“0”。

图1-2本发明背景技术中浮体效应存储单元的工作原理示意图。如图1所示，以NMOS为例，将器件1的源极（S）11接地，栅极（G）12和漏极（D）13端加正偏压V（+），则该器件1导通；由于横向电场作用，电子在漏极13附近与硅原子碰撞电离，产生电子空穴对，一部分空穴被纵向电场扫入衬底14，形成衬底电流，由于有氧埋层15的存在，衬底电流无法释放，使得空穴在浮体积聚（△Q），定义为第一种存储状态，即写“1”；如图2所示，在栅极（G）21上施加正偏压，在漏极22上施加负偏压，通过PN结正向偏置，空穴从浮体发射出去，定义为第二种存储状态，即写“0”。由于衬底电荷的积聚，会改变器件的阈值电压（Vt），可以通过电流的大小感知这两种状态造成阈值电压的差异，即实现读操作。由于浮体效应存储单元去掉了传统DRAM中的电容器，使得其工艺流程完全与CMOS工艺兼容，同时可以构成密度更高的存储器，因此有希望替代现有的传统EDRAM应用于嵌入式系统芯片中。

图3为本发明背景技术中传统的源漏重掺杂注入示意图。如图3所示，由于传统的源漏重掺杂注入方向为垂直于硅片表面，使得注入和之后的退火工艺形成源漏重掺杂区为对称结构，而浮体效应存储单元在写“1”时，载流子一边在衬底积聚，一边会从源端慢慢的泄漏，且写“1”的速度由衬底电流的大小和积聚的载流子从源端泄漏的速度共同决定的，即提高浮体效应存储单元的衬底电流，就可以提高浮体效应存储单元的写入速度；此外，通过减少衬底积聚的载流子从源端泄漏，也可以达到提高浮体效应存储单元写入速度的目的。

发明内容

本发明公开了一种提高浮体动态随机存储器单元写入速度的注入方法，一衬底上设置有栅极的半导体器件，其中，包括以下步骤：

对半导体器件进行斜角重掺杂离子注入工艺，于衬底中形成沟道、源极和漏极；其中，离子注入向漏极方向倾斜，漏极中的掺杂离子比源极中的掺杂离子更靠近沟道。

上述的提高浮体动态随机存储器单元写入速度的注入方法，其中，衬底侧壁设置有浅沟隔离槽。

上述的提高浮体动态随机存储器单元写入速度的注入方法，其中，位于浅沟隔离槽和衬底下方设置有氧埋层和底层硅，氧埋层覆盖底层硅，浅沟隔离槽和衬底覆盖氧埋层。

上述的提高浮体动态随机存储器单元写入速度的注入方法，其中，栅极与衬底之间设置有薄氧化层，侧墙覆盖栅极的侧壁及邻近栅极的部分衬底。

本发明还公开了一种提高浮体动态随机存储器单元写入速度的结构，一衬底上设置有栅极，其中，包括：

衬底上设置有经斜角重掺杂离子注入工艺制备的沟道、源极和漏极，源极和漏极位于沟道的两侧，衬底位于沟道和源、漏的下方；其中，漏极中的掺杂离子比源极中的掺杂离子更靠近沟道。

上述的提高浮体动态随机存储器单元写入速度的结构，其中，衬底侧壁设置有浅沟隔离槽。

上述的提高浮体动态随机存储器单元写入速度的结构，其中，位于浅沟隔离槽和衬底下方设置有氧埋层和底层硅，氧埋层覆盖底层硅，浅沟隔离槽和衬底覆盖氧埋层。