JP7367055B2 - Xtackingアーキテクチャを有するDRAMメモリデバイス - Google Patents
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Description
2 第2のウェハ
3 第1のアレイ領域
4 第1の周辺領域
5 第2のアレイ領域
6 第2の周辺領域
7 第1の誘電体スタック
8 第2の誘電体スタック
9 第3の誘電体スタック
10 第1の基板
10a 第1の面
10b 第2の面
11a~11f 第1のコンタクト構造
14 アレイトランジスタ
16 周辺トランジスタ
18 ゲート構造
20 p型ドープウェル(PW)、PW
21 誘電体スペーサ
22 ゲート誘電体層
24 第1のドープ領域
26 第2のドープ領域
28 ILD層
30 ILD層
32 ILD層
34 シャロートレンチアイソレーション(STI)
36 第1のソース/ドレイン(S/D)領域、第1のS/D領域
38 第2のS/D領域
40 ゲート構造
41 誘電体スペーサ
42 ゲート誘電体層
44 ドープウェル領域
46 コンタクト
48 ビア
50 M1層
60 第2の基板
60a 第1の面
60b 第2の面
61 キャパシタ構造
62 カップ状底板、底板
63 細長い上板、上板
64 高K層
65 ILD層
66 ILD層
67 ILD層
68a コンタクト構造、第2のコンタクト構造
68b コンタクト構造、第2のコンタクト構造
68c コンタクト構造、第2のコンタクト構造、底板コンタクト
68d コンタクト構造、第2のコンタクト構造、底板コンタクト
68e コンタクト構造、第2のコンタクト構造、上板コンタクト
69 ビア、コンタクト
70 M1層
71 ILD層
72 ILD層
73 TSC
74 BTM
75 バリア層
76 接合界面
100 DRAMメモリデバイス、デバイス
101 誘電体スタック
102 ウェハ
104 アレイトランジスタ
106 周辺トランジスタ
108 キャパシタ
110 基板
112~118 層間誘電体層(ILD)層、ILD層
120 第1のドープ領域
122 第2のドープ領域
124 コンタクト構造
126 コンタクト構造
128 ビア
130 第1の金属(M1)層
132 ゲート
134 コンタクト
136 ビア
138 M1層
200A DRAMメモリデバイス、デバイス
200B DRAMメモリデバイス、デバイス
202 第1のアレイ領域
204 第1の周辺領域
206 第2のアレイ領域
208 第2の周辺領域
210 第1の基板
210a 第1の面
212 第2の基板
212a 第1の面
212b 第2の面
214 アレイトランジスタ
216 キャパシタ構造
218 周辺トランジスタ
220a 第1のコンタクト構造、第1の端子コンタクト
220b 第1のコンタクト構造、ワードライン構造
220c 第1のコンタクト構造、ビットライン構造
220d~220f 第1のコンタクト構造
222a 第2のコンタクト構造、底板コンタクト
222b 第2のコンタクト構造、上板コンタクト
222c 第2のコンタクト構造、底板コンタクト
222d 第2のコンタクト構造
222e 第2のコンタクト構造、第1のS/Dコンタクト
222f 第2のコンタクト構造、ゲートコンタクト
222g 第2のコンタクト構造、第2のS/Dコンタクト
224 BTM
226 TSC
228 コンタクト
230 ビア
232 M1層
234 M1層
236 ビア
238 コンタクト
240 第3の誘電体スタック
242 第1のドープ領域
244 第2のドープ領域
246 ゲート構造
248 第1の誘電体スタック
250 第2の誘電体スタック
252 底板
254 上板
256 第1のS/D領域
258 ゲート構造
260 第2のS/D領域
302 第1のウェハ
303 接合界面
304 第2のウェハ
502 第1のウェハ
504 第2のウェハ
506 接合されたウェハ
602 第2のウェハ
604 第1のウェハ
606 接合されたウェハ
Claims (14)
- アレイトランジスタ及び周辺トランジスタが中に形成された第1のウェハと、
キャパシタ構造が中に形成された第2のウェハと、
前記第1のウェハと前記第2のウェハとの間に形成された接合界面であって、前記第1のウェハの第1の面と前記第2のウェハの第1の面とが互いに向かい合い、前記接合界面が、メモリセルを形成するために前記アレイトランジスタを前記キャパシタ構造に結合するように構成された、接合界面と
を備え、
前記第1のウェハが第1の基板を備え、前記第2のウェハが第2の基板を備え、前記第1の基板が第1の面と反対側の第2の面とを有し、前記第2の基板が第1の面と反対側の第2の面とを有し、前記アレイトランジスタ及び前記周辺トランジスタが前記第1の基板の前記第1の面内に配置され、
前記第1の基板の前記第1の面上の前記アレイトランジスタ上に形成された第1の誘電体スタックと、
前記第1の誘電体スタック内に形成され、前記第1の誘電体スタックを通って延在する複数の第1のコンタクト構造であって、前記第1のコンタクト構造の第1の端子コンタクトが前記アレイトランジスタの第1のドープ領域に結合された、複数の第1のコンタクト構造と、
をさらに備え、
前記アレイトランジスタが、
前記第1のコンタクト構造の前記第1の端子コンタクトに結合された第1のドープ領域と、
前記第1のコンタクト構造のワードライン構造に結合されたゲート構造と、
前記第1のコンタクト構造のビットライン構造に結合された第2のドープ領域と
をさらに備える、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)。 - 前記キャパシタ構造が第2の誘電体スタック内に配置されるように、前記第2の基板の前記第1の面上に形成された前記第2の誘電体スタックと、
前記第2の誘電体スタック内に形成され、前記第2の誘電体スタックを通って延在する複数の第2のコンタクト構造と、
前記第2の基板の前記第2の面上に形成された第3の誘電体スタックと、
前記第3の誘電体スタック内に形成され、前記第2のコンタクト構造の第2の端子コンタクトに接続するように、前記第2の基板の前記第2の面から前記第2の基板を通って延在するシリコン貫通コンタクト(TSC)と
をさらに備え、
前記第2の基板がシリコン基板である、請求項1に記載のDRAM。 - 前記キャパシタ構造が、
前記第2の基板の前記第1の面から離れる方へ延在するように前記第2の誘電体スタック内に形成され、前記第2のコンタクト構造の底板コンタクトに結合されたカップ状の底板と、
前記底板内に配置され、前記第2のコンタクト構造の上板コンタクトに結合された細長い上板と、
前記底板と前記上板との間に配置された高K層と
をさらに備える、請求項2に記載のDRAM。 - 前記底板コンタクトおよび前記第1の端子コンタクトが一緒に接合され、前記ビットライン構造および前記第2の端子コンタクトが一緒に接合された、請求項3に記載のDRAM。
- 前記周辺トランジスタが、
前記第1のコンタクト構造のゲートコンタクトに接続されたゲート構造と、
前記第1のコンタクト構造のソースコンタクトに接続されたソース領域と、
前記第1のコンタクト構造のドレインコンタクトに接続されたドレイン領域と
をさらに備え、
前記ゲートコンタクト、前記ソースコンタクト、および前記ドレインコンタクトの各々が、それぞれの第2のコンタクト構造に接合された、請求項4に記載のDRAM。 - ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)を製造するための方法であって、
第1の基板の第1の面内にアレイトランジスタを形成するステップと、
前記第1の基板の前記第1の面上の前記アレイトランジスタ上に第1の誘電体スタックを形成し、前記第1の誘電体スタック内に複数の第1のコンタクト構造を形成するステップであって、前記アレイトランジスタが前記第1のコンタクト構造のうちの少なくとも1つに結合される、ステップと、
前記第1の基板の前記第1の面内に周辺トランジスタを形成するステップと、
第2の基板の第1の面上に第2の誘電体スタックを形成するステップと、
前記第2の誘電体スタック内および前記第2の基板の前記第1の面上にキャパシタ構造を形成するステップと、
前記キャパシタ構造が前記アレイトランジスタに結合され、前記第1の基板の前記第1の面と前記第2の基板の前記第1の面とが互いに向かい合うように、接合界面を介して前記第1の基板と前記第2の基板とを接合するステップと
を含み、
前記アレイトランジスタを形成するステップが、
前記第1のコンタクト構造のワードライン構造に結合されたゲート構造を形成するステップと、
前記第1のコンタクト構造の第1の端子コンタクトに結合された第1のドープ領域を形成するステップと、
前記第1のコンタクト構造のビットライン構造に結合された第2のドープ領域を形成するステップと
をさらに含む、方法。 - 前記第2の誘電体スタック内に複数の第2のコンタクト構造を形成するステップであって、前記キャパシタ構造が前記第2のコンタクト構造のうちの少なくとも1つに結合される、ステップと、
前記第2の基板の前記第1の面とは反対側の第2の面から前記第2の基板の一部を除去するステップと、
前記第2の基板の前記第2の面上に第3の誘電体スタックを形成するステップと、
前記第3の誘電体スタック内にシリコン貫通コンタクト(TSC)を形成するステップであって、前記TSCが、前記第2のコンタクト構造の第2の端子コンタクトに接続するように、前記第2の基板の前記第2の面から前記第2の基板を通って延在する、ステップと
をさらに含み、
前記第2の基板がシリコン基板である、請求項6に記載の方法。 - 前記周辺トランジスタが、
前記第1のコンタクト構造のゲートコンタクトに接続されたゲート構造と、
前記第1のコンタクト構造のソースコンタクトに接続されたソース領域と、
前記第1のコンタクト構造のドレインコンタクトに接続されたドレイン領域と
を備え、前記ゲートコンタクト、前記ソースコンタクト、および前記ドレインコンタクトの各々が、それぞれの第2のコンタクト構造に接合された、請求項7に記載の方法。 - 前記キャパシタ構造を形成するステップが、
前記第2の基板の前記第1の面から離れる方へ延在するように前記第2の誘電体スタック内に配置され、前記第2のコンタクト構造の底板コンタクトに結合されたカップ状の底板を形成するステップと、
前記底板内に配置され、前記第2のコンタクト構造の上板コンタクトに結合された細長い上板を形成するステップと、
前記底板と前記上板との間に配置された高K層を形成するステップと
をさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 前記第1の基板と前記第2の基板とを接合するステップが、
前記キャパシタ構造が前記アレイトランジスタの前記第1のドープ領域に結合されるように、前記底板コンタクトと前記第1の端子コンタクトとを一緒に接合するステップと、
前記TSCが前記アレイトランジスタの前記第2のドープ領域に結合されるように、前記ビットライン構造と前記第2の端子コンタクトとを一緒に接合するステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 第1の基板の第1の面上に形成された第1のアレイ領域および第1の周辺領域であって、前記第1のアレイ領域が、前記第1の基板の前記第1の面上に形成された少なくとも1つのアレイトランジスタを有し、前記第1の周辺領域が、前記第1の基板の前記第1の面内に形成された少なくとも1つの周辺トランジスタを有する、第1のアレイ領域および第1の周辺領域と、
第2の基板の第1の面上に形成された第2のアレイ領域および第2の周辺領域であって、前記第2のアレイ領域が、前記第2の基板の前記第1の面上に形成された少なくとも1つのキャパシタ構造を有し、前記少なくとも1つのキャパシタ構造が、前記少なくとも1つのアレイトランジスタの第1のドープ領域に結合され、前記第1の基板の前記第1の面と前記第2の基板の前記第1の面とが互いに向かい合う、第2のアレイ領域および第2の周辺領域と、
前記第1のアレイ領域が前記第2のアレイ領域に結合され、前記第1の周辺領域が前記第2の周辺領域に結合されるように、前記第1の基板を前記第2の基板に接合するように構成された接合界面と
を備えるダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)。 - 前記第1の基板の前記第1の面上の前記少なくとも1つのアレイトランジスタ上に形成された第1の誘電体スタックと、
前記第1の誘電体スタック内に形成され、前記第1の誘電体スタックを通って延在する複数の第1のコンタクト構造と、
前記少なくとも1つのキャパシタ構造が前記第2の誘電体スタック内に配置されるように、前記第2の基板の前記第1の面上に形成された第2の誘電体スタックと、
前記第2の誘電体スタック内に形成され、前記第2の誘電体スタックを通って延在する複数の第2のコンタクト構造と、
前記第2の基板の前記第1の面と反対側の前記第2の基板の第2の面上に形成された第3の誘電体スタックと、
前記第3の誘電体スタック内に形成され、前記第2のコンタクト構造の第2の端子コンタクトに接続するように、前記第2の基板の前記第2の面から前記第2の基板を通って延在する少なくとも1つのシリコン貫通コンタクト(TSC)と
をさらに備え、
前記第2の基板がシリコン基板である、請求項11に記載のDRAM。 - 前記少なくとも1つのアレイトランジスタが、
前記第1のコンタクト構造の第1の端子コンタクトに結合された第1のドープ領域と、
前記第1のコンタクト構造のワードライン構造に結合されたゲート構造と、
前記第1のコンタクト構造のビットライン構造に結合された第2のドープ領域と
をさらに備える、請求項12に記載のDRAM。 - 前記少なくとも1つのキャパシタ構造が、
前記第2の基板の前記第1の面から離れる方へ延在するように前記第2の誘電体スタック内に形成され、前記第2のコンタクト構造の底板コンタクトに結合されたカップ状の底板と、
前記底板内に配置され、前記第2のコンタクト構造の上板コンタクトに結合された細長い上板と、
前記底板と前記上板との間に配置された高K層と
をさらに備え、
前記底板コンタクトと前記第1の端子コンタクトとが一緒に接合され、
前記ビットライン構造と前記第2の端子コンタクトとが一緒に接合された、
請求項13に記載のDRAM。
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