11.24 「專利解密」長鑫存儲在堆棧式DRAM中的技術改進

【嘉德點評】長鑫存儲買下了奇夢達留下的1000萬份關於DRAM技術的文件,其中就包括奇夢達的Buried Wordline堆疊式技術。

集微網消息,動態隨機存儲器(Dynamic Random Access Memory,DRAM) 是計算機中常用的半導體存儲器件,由許多重複的存儲單元組成。DRAM 技術其實有溝槽式(Trench Dram)和堆棧式(Stack Dram)兩種,雖然堆棧式技術的競爭力相對較好,但是由於早期的市場原因,該技術被擱淺,同時發明Stack Dram的奇夢達 Qimonda 公司也宣佈破產。

在當前市場上DRAM主要被韓國的三星、SK海力士以及美國的美光科技等國外公司的壟斷,而國內的長鑫存儲公司為了突破國外這一封鎖線,買下了德國奇夢達 Qimonda早期關於Stack DRAM的1000萬份技術文件。

在Stack Dram中隨著採用埋入式字線結構的動態隨機存儲芯片的製程微縮,字線的結構也在不斷縮小,同時電子遷移率衰減和飽和速度限制了驅動電流的提高,器件性能的改善變得非常困難。為了解決這一問題,長鑫存儲申請一項名為“半導體存儲器件結構及其製作方法”的發明專利(申請號:201711440259.8),申請人為長鑫存儲技術有限公司。

該發明提供了一種半導體存儲器件結構及其製作方法,用於解決現有技術中動態隨機存儲芯片性能的改善越趨困難的問題。

「專利解密」長鑫存儲在堆棧式DRAM中的技術改進

圖1

圖1是該發明專利中提的一種半導體存儲器件結構的,首先我們提供一種硅基底101,它是包含單晶硅襯底(Si)及絕緣體上硅襯底(SOI)所組成群組中的一種,在硅基底101的表面採用外延生產工藝,可以形成鍺硅漸變緩衝層102,其厚度介於500納米~1000納米之間。在鍺硅漸變緩衝層102上是鍺硅弛豫層103,為了保證鍺硅弛豫層103與後續外延的單晶硅之間具有較大的晶格常數差,從而提高後續製作的埋入式字線結構的溝道應力,並提高器件性能,該層的鍺含量會遠大於鍺硅漸變緩衝層102的鍺含量。同樣我們也可以用相同的方法在鍺硅弛豫層103上形成硅外延層107,然後採用化學機械拋光工藝(CMP)對所述硅外延層107表面進行拋光,以獲得平滑表面。

我們採用雙重曝光(Double Patterning)、間距倍增(Pitch Doubling)及四重曝光(Quadruple Patterning)組成群組中的一種,用來形成頂層部109中埋入式字線結構的掩膜圖案111。

另外,鍺硅弛豫層103還包括中央弛豫側壁106b,其位於兩相鄰的填充溝槽105b之間,周邊弛豫側壁106a以及中央弛豫側壁106b也可以為埋入式字線結構的溝道提供應力。

此發明設計的半導體存儲器件的結構中,是將兩條埋入式字線結構分別設置在鍺硅弛豫層填充溝槽內的有源區中,通過這種設計弛豫側壁會對其內的有源區產生應力,以提高溝道內部電子的遷移率,進而提高器件性能。同時在本發明中還巧妙的設計了鍺硅漸變緩衝層及鍺硅弛豫層的鍺硅比例,可以有效提高鍺硅弛豫層的質量,並藉以提高外延硅外延層的生長質量。

長鑫存儲在繼承了 Stack Dram 優良傳統的同時,又提出了新的技術創新和改進,有效克服了現有技術中的種種缺點,並且使該動態隨機存儲器具高度產業利用價值。

(校對/holly)


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