[发明专利]静态随机存储单元及其制作方法

说明书

本发明提供一种静态随机存储单元及其制作方法，上拉晶体管和下拉晶体管均采用L型栅；可以在牺牲较小单元面积的情况下(最终的有效单元面积可小于8μm²)有效抑制PD SOI器件中的浮体效应以及寄生三极管效应引发的漏功耗以及晶体管阈值电压漂移，提高单元的抗噪声能力；并且本发明的静态随机存储单元的制作方法不引入额外掩膜板、与现有逻辑工艺完全兼容，单元内部采用中心对称结构，不仅有利于MOS管的尺寸和阈值电压等匹配，还有利于形成阵列，方便全定制SRAM芯片。

技术领域

本发明涉及存储器设计及制作领域，特别是涉及一种静态随机存储单元及其制作方法。

背景技术

随着半导体工艺的发展，晶体管的尺寸已经进入深亚微米，存储模块的规模应性能的要求不断扩大。在航天电子设备工作的环境恶劣，存储器单元饱受各种高能粒子的辐射，而存储单元对高粒子辐射较为敏感。传统的存储器单元一般很难满足抗辐射要求，所以设计者常常在传统单元的基础上加以改进，以提高单元的抗辐射能力。

单粒子效应和总剂量效应是辐射效应中的最常见也是最重要的两种。

单粒子效应是指高能粒子入射到灵敏区(对于体硅器件来讲，灵敏区是指其漏端的反偏PN结；而对于绝缘体上硅器件来讲，是指器件关闭状态时的体区)时，粒子的能量被硅材料吸收，根据固体能带理论，处在价带的电子可以获得能量跃迁到导带，其对应的空穴则在价带内向下跃迁到更高能量的位置，这样电子和空穴都成了自由移动的载流子；由于周围电压施加电场的存在，使得自由移动的载流子做定向移动，形成电流，不过载流子的寿命有限，所以最终形成的电流是瞬态电流；瞬态电流在单元内的回路中造成电压降，使得所存储的数据发生变化，这种由于单个粒子造成存储单元发生逻辑错误的效应叫做单粒子效应。

单粒子加固的方法很多，大多数的思路就是延长反馈回路的时间，降低单粒子造成的影响；如在回路中添加电阻或者添加电容，还有添加电阻和电容构成的RC回路。

虽然在存储单元中引入电阻或者电容等无源器件，可以提高抗单粒子效应，但是电阻的阻值和电容的容值数量级较大，它必须采用额外的工艺来制造出电阻和电容；而且，就算制造出了这些无源器件，但是它的面积也是存储单元无法忍受的，针对SRAM单元，它是致命的影响。

SOI技术自上世纪80年代发明以来，它相对于普通体硅工艺，具有寄生电容小、功耗低、速度快和天然的抗单粒子闩锁(Single-Event-Latchup，SEL)能力，使得SOI技术很适合于工作在片上系统(System-on-Chips，SoC)、低功耗以及抗辐射等场合；另外，静态随机存储器(Static Random Access Memory，SRAM)广泛应用于消费电子、汽车电子、处理器一级缓存和二级缓存中；所以，将SOI技术应用到SRAM设计中，具有一定优势。