RU2810690C1 - Memory cell and method of its manufacture, as well as storage device and method of its manufacture - Google Patents

Memory cell and method of its manufacture, as well as storage device and method of its manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2810690C1
RU2810690C1 RU2023115521A RU2023115521A RU2810690C1 RU 2810690 C1 RU2810690 C1 RU 2810690C1 RU 2023115521 A RU2023115521 A RU 2023115521A RU 2023115521 A RU2023115521 A RU 2023115521A RU 2810690 C1 RU2810690 C1 RU 2810690C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
dielectric layer
layer
memory cells
memory cell
Prior art date
Application number
RU2023115521A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Деюань СЯО
Original Assignee
Чансинь Мемори Текнолоджис, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чансинь Мемори Текнолоджис, Инк. filed Critical Чансинь Мемори Текнолоджис, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2810690C1 publication Critical patent/RU2810690C1/en

Links

Abstract

FIELD: semiconductor technology.
SUBSTANCE: present invention relates to a memory cell and a method for its manufacture, as well as a storage device and a method for its manufacture. The memory unit includes a first dielectric layer and a second dielectric layer, which are stacked. The first dielectric layer houses the first transistor. The second transistor is placed in the second dielectric layer. The first dielectric layer is connected to the second dielectric layer via a connecting wire. The parasitic capacitance in the first transistor or the second transistor is used as a memory element to replace a capacitor in the related art, so that the volume occupied by the memory cells can be reduced to ensure that the memory cells are developed in the embedding direction. In addition, the first transistor and the second transistor are both metal oxide thin film transistors.
EFFECT: memory device can have a longer charge retention time to improve the performance of the memory device while reducing the volume of the memory device.
10 cl, 10 dwg

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications

Настоящее изобретение испрашивает приоритет по заявке на патент Китая 202110753695.0, озаглавленной «ЯЧЕЙКА ПАМЯТИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, А ТАКЖЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ», поданной в Национальное управление интеллектуальной собственности Китая (CNIPA) 2 июля 2021 года, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.The present invention requests a priority on the application for China Patent 202110753695.0, the entitled “Memory cell and the method of manufacturing, as well as the storage device and the method of its manufacture”, filed in the National Intellectual Property Directorate (CNIPA) on July 2, 2021, which is fully included in the present document by reference.

Область техникиField of technology

Настоящее изобретение относится к технической области полупроводников и, в частности, к ячейке памяти и способу ее изготовления, а также к запоминающему устройству и способу его изготовления.The present invention relates to the technical field of semiconductors and, in particular, to a memory cell and a method for its manufacture, as well as a storage device and a method for its manufacture.

Уровень техникиState of the art

Динамическое запоминающее устройство с произвольным доступом (dynamic random access memory, DRAM) представляет собой полупроводниковое запоминающее устройство, которое произвольно записывает и считывает данные на высокой скорости и широко используется в устройствах или аппаратуре хранения данных.Dynamic random access memory (DRAM) is a semiconductor memory device that randomly writes and reads data at high speed and is widely used in data storage devices or hardware.

DRAM обычно включает в себя основу, массив ячеек памяти, образованный множеством повторяющихся ячеек памяти, и периферийную схему, размещенную на основе. Множество ячеек памяти расположены с интервалами вдоль направления, параллельного основе. Каждая из ячеек памяти обычно включает в себя конденсаторную структуру и транзистор, затвор которого соединен с линией слов в массиве ячеек памяти, сток соединен с линией битов в массиве ячеек памяти, а исток соединен с конденсаторной структурой.DRAM typically includes a substrate, an array of memory cells formed by multiple repeating memory cells, and peripheral circuitry located on the substrate. A plurality of memory cells are arranged at intervals along a direction parallel to the base. Each of the memory cells typically includes a capacitor structure and a transistor, the gate of which is connected to a word line in the memory cell array, the drain is connected to a bit line in the memory cell array, and the source is connected to the capacitor structure.

Однако конструкция не подходит для изготовления малогабаритных запоминающих устройств.However, the design is not suitable for the manufacture of small-sized storage devices.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

В первом аспекте вариантов реализации настоящего изобретения предложена ячейка памяти, включающая в себя:In a first aspect of embodiments of the present invention, there is provided a memory cell including:

первый транзистор, расположенный в первом диэлектрическом слое; a first transistor located in the first dielectric layer;

второй транзистор, расположенный во втором диэлектрическом слое, причем второй диэлектрический слой расположен над первым диэлектрическим слоем; иa second transistor located in a second dielectric layer, the second dielectric layer located above the first dielectric layer; And

соединительный провод, расположенный в первом диэлектрическом слое и во втором диэлектрическом слое, причем один конец соединительного провода соединен с первым транзистором, а другой конец соединен со вторым транзистором; при этомa connecting wire disposed in the first dielectric layer and the second dielectric layer, wherein one end of the connecting wire is connected to the first transistor and the other end is connected to the second transistor; wherein

первый транзистор и второй транзистор представляют собой металл-оксидные тонкопленочные транзисторы.the first transistor and the second transistor are metal oxide thin film transistors.

Во втором аспекте вариантов реализации настоящего изобретения предложено запоминающее устройство, включающее в себя:In a second aspect of embodiments of the present invention, there is provided a storage device including:

основу, причем периферийная схема размещена на поверхности основы;a base, the peripheral circuit being disposed on a surface of the base;

множество ячеек памяти, описанных выше, расположенных над периферийной схемой; иa plurality of memory cells described above located above the peripheral circuit; And

линию передачи данных, выполненную с возможностью соединения периферийной схемы с ячейками памяти.a data line configured to connect the peripheral circuit to the memory cells.

В запоминающем устройстве, описанном выше, множество ячеек памяти расположены в направлении, параллельном основе, с образованием горизонтального массива; и/илиIn the memory device described above, a plurality of memory cells are arranged in a direction parallel to the base to form a horizontal array; and/or

множество ячеек памяти уложены в стопу в направлении, перпендикулярном основе, с образованием вертикального массива.a plurality of memory cells are stacked in a direction perpendicular to the base to form a vertical array.

В третьем аспекте вариантов реализации настоящего изобретения предложен способ изготовления ячейки памяти, включающий в себя:In a third aspect of embodiments of the present invention, there is provided a method for manufacturing a memory cell, including:

формирование первого транзистора в первом диэлектрическом слое, при этом первый транзистор представляет собой металл-оксидный тонкопленочный транзистор;forming a first transistor in the first dielectric layer, wherein the first transistor is a metal oxide thin film transistor;

формирование части соединительного провода в первом диэлектрическом слое, при этом один конец соединительного провода соединен с первым транзистором;forming a connecting wire portion in the first dielectric layer, wherein one end of the connecting wire is connected to the first transistor;

формирование второго диэлектрического слоя на первом диэлектрическом слое;forming a second dielectric layer on the first dielectric layer;

формирование другой части соединительного провода во втором диэлектрическом слое, причем один конец соединительного провода вблизи первого диэлектрического слоя соединен с соединительным проводом, сформированным в первом диэлектрическом слое; иforming another portion of a connecting wire in the second dielectric layer, wherein one end of the connecting wire proximate the first dielectric layer is connected to a connecting wire formed in the first dielectric layer; And

формирование второго транзистора во втором диэлектрическом слое, причем второй транзистор соединен с одним концом соединительного провода на удалении от первого диэлектрического слоя, и второй транзистор представляет собой металл-оксидный тонкопленочный транзистор.forming a second transistor in the second dielectric layer, the second transistor being connected to one end of the connecting wire remote from the first dielectric layer, and the second transistor being a metal oxide thin film transistor.

В четвертом аспекте вариантов реализации настоящей заявки предложен способ изготовления запоминающего устройства, включающий в себя:In a fourth aspect of embodiments of the present application, a method for manufacturing a storage device is provided, including:

обеспечение основы, причем периферийная схема размещена на поверхности основы;providing a base, the peripheral circuit being disposed on a surface of the base;

формирование множества ячеек памяти последовательно на основе, причем множество ячеек памяти расположены в направлении, параллельном основе, с образованием горизонтального массива; и/или множество ячеек памяти уложены в стопу в направлении, перпендикулярном основе, с образованием вертикального массива; при этом ячейка памяти получена с использованием вышеописанного способа изготовления ячейки памяти;forming a plurality of memory cells sequentially on the base, the plurality of memory cells being arranged in a direction parallel to the base to form a horizontal array; and/or a plurality of memory cells are stacked in a direction perpendicular to the base to form a vertical array; wherein the memory cell is obtained using the above-described method for manufacturing a memory cell;

формирование линии передачи данных, причем линия передачи данных выполнена с возможностью соединения периферийной схемы с ячейками памяти.forming a data transmission line, wherein the data transmission line is configured to connect the peripheral circuit to the memory cells.

В дополнение к техническим проблемам, решенным вариантами реализации настоящего изобретения, техническим признакам, составляющим технические решения, и обеспечивающим преимущество эффектам, вызванным техническими признаками этих технических решений, другие технические проблемы, которые должны быть решены посредством ячейки памяти и способа ее изготовления, а также запоминающего устройства и способу его изготовления в вариантах реализации настоящего раскрытия, другие технические признаки, включенные в технические решения, и обеспечивающие преимущество эффекты, вызванные этими техническими признаками, подробно описаны в конкретных вариантах осуществления.In addition to the technical problems solved by the embodiments of the present invention, the technical features constituting the technical solutions, and the advantageous effects caused by the technical features of these technical solutions, other technical problems to be solved by the memory cell and the manufacturing method thereof, as well as the storage device and method of manufacturing it in embodiments of the present disclosure, other technical features included in the technical solutions, and the advantageous effects caused by these technical features are described in detail in specific embodiments.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Для более ясного описания технических решений в вариантах реализации настоящего изобретения или в предшествующем уровне техники, ниже кратко описаны чертежи, необходимые для описания вариантов реализации или предшествующего уровня техники. Очевидно, чертежи в нижеследующем описании показывают некоторые варианты реализации настоящего изобретения, и специалист в данной области техники может при этом получить другие чертежи из этих чертежей без творческих усилий.To more clearly describe the technical solutions in the embodiments of the present invention or in the prior art, the following briefly describes the drawings necessary to describe the embodiments or the prior art. Obviously, the drawings in the following description show some embodiments of the present invention, and a person skilled in the art can obtain other drawings from these drawings without creative effort.

На фиг. 1 схематически показана схема конструкции ячейки памяти согласно варианту реализации 1 настоящего изобретения.In fig. 1 is a schematic diagram of a structure of a memory cell according to Embodiment 1 of the present invention.

На фиг. 2 схематически показана схема конструкции запоминающего устройства в соответствии с вариантом реализации 2 настоящего изобретения;In fig. 2 is a schematic diagram of a structure of a memory device according to Embodiment 2 of the present invention;

На фиг. 3 показана принципиальная электрическая схема запоминающего устройства согласно варианту реализации 2 настоящего изобретения;In fig. 3 is a circuit diagram of a memory device according to Embodiment 2 of the present invention;

На фиг. 4 показана блок-схема способа изготовления ячейки памяти согласно варианту реализации 3 настоящего изобретения;In fig. 4 is a flowchart of a method for manufacturing a memory cell according to Embodiment 3 of the present invention;

На фиг. 5 схематически показана схема конструкции активного слоя, образованного в способе изготовления ячейки памяти согласно варианту реализации 3 настоящего изобретения;In fig. 5 is a schematic diagram of a structure of an active layer formed in the memory cell manufacturing method according to Embodiment 3 of the present invention;

На фиг. 6 схематически показана схема конструкции первого транзистора, образованного в способе изготовления ячейки памяти в соответствии с вариантом реализации 3 настоящего изобретения;In fig. 6 is a schematic diagram showing a structure of a first transistor formed in the memory cell manufacturing method according to Embodiment 3 of the present invention;

На фиг. 7 схематически показана схема конструкции второго изолирующего слоя, образованного в способе изготовления ячейки памяти в соответствии с вариантом реализации 3 настоящего изобретения;In fig. 7 is a schematic diagram showing a structure of a second insulating layer formed in the memory cell manufacturing method according to Embodiment 3 of the present invention;

На фиг. 8 схематически показана схема конструкции первой контактной части и металлического провода, образованного в способе изготовления ячейки памяти в соответствии с вариантом реализации 3 настоящего изобретения;In fig. 8 is a schematic diagram showing a structure of a first contact portion and a metal wire formed in the memory cell manufacturing method according to Embodiment 3 of the present invention;

На фиг. 9 схематически показана схема конструкции второй контактной части и активного слоя, образованного в способе изготовления ячейки памяти согласно варианту реализации 3 настоящего изобретения; иIn fig. 9 is a schematic diagram showing the structure of the second contact portion and the active layer formed in the memory cell manufacturing method according to Embodiment 3 of the present invention; And

На фиг. 10 схематически показана схема конструкции второго транзистора, образованного в способе изготовления ячейки памяти в соответствии с вариантом реализации 3 настоящего изобретения.In fig. 10 is a schematic diagram showing a structure of a second transistor formed in the memory cell manufacturing method according to Embodiment 3 of the present invention.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Динамическое запоминающее устройство с произвольным доступом (DRAM), как правило, включает в себя множество повторяющихся ячеек памяти, которые расположены на расстоянии друг от друга в направлении, параллельном подложке. Каждая ячейка памяти включает в себя конденсаторы и транзисторы, так что запоминающее устройство имеет больший объем. По мере развития динамических запоминающих устройств с произвольным доступом в направлении интеграции в каждой ячейке памяти продолжают использовать один транзистор и один конденсатор (1Т1С, 1 Transistor 1 Capacitor). В частности, конденсаторы имеют ограничение по уменьшению размера, что затрудняет обеспечение объема хранения и времени удержания зарядов в ячейке памяти, в результате чего снижается производительность запоминающего устройства.Dynamic random access memory (DRAM) typically includes a plurality of repeating memory cells that are spaced apart in a direction parallel to the substrate. Each memory cell includes capacitors and transistors, so that the storage device has a larger capacity. As dynamic random access memory devices evolve towards integration, each memory cell continues to use one transistor and one capacitor (1T1C, 1 Transistor 1 Capacitor). In particular, capacitors are limited in size, making it difficult to provide storage volume and charge retention time within a memory cell, resulting in reduced memory performance.

На основании вышеуказанных технических проблем, в вариантах реализации настоящего изобретения предложена ячейка памяти и способ ее изготовления, запоминающее устройство и способ его изготовления. Ячейка памяти включает в себя первый транзистор и второй транзистор, которые уложены в стопу. Паразитная емкость в первом транзисторе или во втором транзисторе используется в качестве элемента памяти для замены конденсатора в соответствующем уровне техники таким образом, что объем, занимаемый ячейками памяти, может быть уменьшен, чтобы улучшить встраивание ячейки памяти и обеспечить развитие ячеек памяти в направлении встраивания.Based on the above technical problems, embodiments of the present invention provide a memory cell and a method for its manufacture, a storage device and a method for its manufacture. The memory cell includes a first transistor and a second transistor, which are stacked. The parasitic capacitance in the first transistor or the second transistor is used as a memory element to replace a capacitor in the related art so that the volume occupied by the memory cells can be reduced to improve the embedding of the memory cell and allow the development of the memory cells in the embedding direction.

Кроме того, первый транзистор и второй транзистор оба являются метал-оксидными тонкопленочными транзисторами, так что запоминающее устройство может иметь более длительное время удержания заряда, чтобы улучшить производительность запоминающего устройства при уменьшении объема запоминающего устройства.In addition, the first transistor and the second transistor are both metal oxide thin film transistors, so that the memory device can have a longer charge retention time to improve the performance of the memory device while reducing the volume of the memory device.

Чтобы сделать более понятными цели, признаки и преимущества вариантов реализации настоящего изобретения, ниже четко и полностью описаны технические решения в вариантах реализации настоящего изобретения со ссылкой на чертежи в вариантах реализации настоящего изобретения. Очевидно, описанные варианты реализации представляют собой лишь некоторые, а не все варианты реализации настоящего изобретения. Все другие варианты реализации, полученные специалистами в данной области техники на основании вариантов реализации настоящего раскрытия без творческих усилий, подпадают под объем защиты настоящего изобретения.To make the objectives, features and advantages of the embodiments of the present invention more clear, the technical solutions in the embodiments of the present invention are clearly and completely described below with reference to the drawings in the embodiments of the present invention. Obviously, the described embodiments represent only some, and not all, embodiments of the present invention. All other embodiments obtained by those skilled in the art based on the embodiments of the present disclosure without creative effort fall within the scope of the present invention.

Вариант реализации 1Implementation option 1

Как показано на фиг. 1, этот вариант реализации настоящего изобретения обеспечивает ячейку 100 памяти. Ячейка 100 памяти может включать в себя первый диэлектрический слой 120 и второй диэлектрический слой 140, размещенные на первом диэлектрическом слое 120. Первый транзистор 110 размещен в первом диэлектрическом слое 120. Второй транзистор 130 размещен во втором диэлектрическом слое 140. Первый транзистор 110 соединен со вторым транзистором 130 с помощью соединительного провода 150, размещенного в первом диэлектрическом слое 120 и втором диэлектрическом слое 140. Первый транзистор 110 и второй транзистор 130 могут представлять собой металл-оксидные тонкопленочные транзисторы.As shown in FIG. 1, this embodiment of the present invention provides a memory cell 100. Memory cell 100 may include a first dielectric layer 120 and a second dielectric layer 140 disposed on the first dielectric layer 120. A first transistor 110 is disposed on the first dielectric layer 120. A second transistor 130 is disposed on the second dielectric layer 140. The first transistor 110 is coupled to the second transistor 130 using a connecting wire 150 disposed in the first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140. The first transistor 110 and the second transistor 130 may be metal oxide thin film transistors.

Ячейка 100 памяти, относящаяся к этому варианту реализации, включает в себя первый транзистор 110 и второй транзистор 130, которые уложены в стопу. Паразитная емкость в первом транзисторе 110 или втором транзисторе 130 используется в качестве элемента памяти для замены конденсатора в соответствующем уровне техники, так что объем, занимаемый ячейками 100 памяти, может быть уменьшен, чтобы гарантировать, что ячейки 100 памяти разработаны в направлении встраивания.The memory cell 100 related to this embodiment includes a first transistor 110 and a second transistor 130 that are stacked. The parasitic capacitance in the first transistor 110 or the second transistor 130 is used as a memory element to replace a capacitor in the related art, so that the volume occupied by the memory cells 100 can be reduced to ensure that the memory cells 100 are designed in the embedding direction.

Кроме того, первый транзистор 110 и второй транзистор 130 представляют собой металл-оксидные тонкопленочные транзисторы, так что запоминающее устройство может иметь более длительное время удержания заряда, чтобы улучшить характеристики запоминающего устройства при уменьшении объема запоминающего устройства.In addition, the first transistor 110 and the second transistor 130 are metal oxide thin film transistors, so that the memory device can have a longer charge retention time to improve the performance of the memory device while reducing the volume of the memory device.

Следует отметить, что первый транзистор 110 и второй транзистор 130 имеют одну и ту же структуру. Для простоты описания первый транзистор 110 используется в качестве примера в следующем варианте реализации, и описана конструкция первого транзистора 110.It should be noted that the first transistor 110 and the second transistor 130 have the same structure. For ease of description, the first transistor 110 is used as an example in the following embodiment, and the structure of the first transistor 110 is described.

Например, со ссылкой на фиг. 1, первый транзистор 110 включает в себя активный слой 111, оксидный слой 112 затвора и затвор 113. Активный слой 111 включает в себя канальную область и исток и сток, которые соответственно расположены с двух сторон канальной области. Оксидный слой 112 затвора и затвор 113 наслоены последовательно на активный слой 111. Выступ затвора 113 на активном слое 111 охватывает канальную область таким образом, что существует перекрывающаяся область между затвором 113 и активным слоем 111. Таким образом, когда между активным слоем 111 и затвором 113 генерируется разность напряжений, между затвором 113 и активным слоем 111 образуется емкость. Емкость используется в качестве элемента памяти ячейки памяти для считывания или записи данных.For example, with reference to FIG. 1, the first transistor 110 includes an active layer 111, a gate oxide layer 112, and a gate 113. The active layer 111 includes a channel region and a source and drain, which are respectively located on two sides of the channel region. The gate oxide layer 112 and the gate 113 are layered sequentially on the active layer 111. The gate protrusion 113 on the active layer 111 spans the channel region such that there is an overlapping region between the gate 113 and the active layer 111. Thus, when between the active layer 111 and the gate 113 a voltage difference is generated and a capacitance is formed between the gate 113 and the active layer 111. The capacitance is used as a memory element of a memory cell to read or write data.

Кроме того, в данном варианте реализации материал активного слоя 111 может включать в себя оксид индия, галлия и цинка, который обладает более высокой подвижностью носителя, тем самым значительно улучшая чувствительность первого транзистора и снижая потребление энергии ячейкой памяти.In addition, in this embodiment, the material of the active layer 111 may include indium gallium zinc oxide, which has higher carrier mobility, thereby significantly improving the sensitivity of the first transistor and reducing power consumption of the memory cell.

Материал оксидного слоя 112 затвора может включать в себя оксид кремния и/или оксид алюминия, а материал затвора 113 может включать в себя одно из группы, состоящей из нитрида титана, нитрида тантала, алюминия и вольфрама.The material of the gate oxide layer 112 may include silicon oxide and/or alumina, and the material of the gate 113 may include one of the group consisting of titanium nitride, tantalum nitride, aluminum and tungsten.

Следует отметить, что в этом варианте реализации проекция затвора 113 на активный слой 111 покрывает канальную область, что может быть понято как то, что площадь проекции затвора 113 на активный слой 111 равна площади канальной области или что площадь проекции затвора 113 на активный слой 111 меньше площади канальной области.It should be noted that in this embodiment, the projection of the gate 113 onto the active layer 111 covers the channel region, which can be understood to mean that the projection area of the gate 113 onto the active layer 111 is equal to the area of the channel region or that the projection area of the gate 113 onto the active layer 111 is smaller area of the channel region.

Кроме того, первый транзистор 110 дополнительно включает в себя защитный слой 114. Защитный слой 114 расположен по бокам затвора 113 и оксидного слоя 112 затвора. Защитный слой 114 размещен для электрической изоляции затвора от других элементов.In addition, the first transistor 110 further includes a protective layer 114. The protective layer 114 is located on the sides of the gate 113 and the gate oxide layer 112. A protective layer 114 is provided to electrically isolate the gate from other components.

В некоторых вариантах реализации соединительный провод 150 может иметь один конец, соединенный с затвором первого транзистора 110, и другой конец, соединенный с истоком или стоком второго транзистора 130. Электрический сигнал на истоке или стоке второго транзистора 130 используют для управления первым транзистором 110 для открытия или закрытия.In some embodiments, the connecting wire 150 may have one end connected to the gate of the first transistor 110 and the other end connected to the source or drain of the second transistor 130. The electrical signal at the source or drain of the second transistor 130 is used to control the first transistor 110 to turn on or off. closing.

Следует отметить, что форма соединительного провода 150 может быть произвольной. Например, соединительный провод 150 может представлять собой прямую линию или линию со сгибами.It should be noted that the shape of the connecting wire 150 can be arbitrary. For example, the connecting wire 150 may be a straight line or a bent line.

Например, соединительный провод 150 включает в себя первую контактную часть 151, металлический провод 152 и вторую контактную часть 153. Первая контактная часть 151 и вторая контактная часть 153 проходят в вертикальном направлении. То есть, первая контактная часть 151 и вторая контактная часть 153 размещены в направлении, перпендикулярном первому диэлектрическому слою 120. Металлический провод 152 проходит в горизонтальном направлении. Один конец металлического провода 152 соединен с первой контактной частью 151. Один конец металлического провода 152 соединен со второй контактной частью 153.For example, the connecting wire 150 includes a first contact portion 151, a metal wire 152, and a second contact portion 153. The first contact portion 151 and the second contact portion 153 extend in a vertical direction. That is, the first contact portion 151 and the second contact portion 153 are placed in a direction perpendicular to the first dielectric layer 120. The metal wire 152 extends in a horizontal direction. One end of the metal wire 152 is connected to the first contact portion 151. One end of the metal wire 152 is connected to the second contact portion 153.

Первая контактная часть 151 соединена с затвором 113 первого транзистора 110, а вторая контактная часть 153 соединена с истоком или стоком второго транзистора 130.The first contact portion 151 is connected to the gate 113 of the first transistor 110, and the second contact portion 153 is connected to the source or drain of the second transistor 130.

В этом варианте реализации один конец металлического провода 152 соединен с первой контактной частью 151, что можно понимать как то, что один конец металлического провода 152 соединен со средней частью первой контактной части 151 или что один конец металлического провода 152 соединен с одним концом первой контактной части 151.In this embodiment, one end of the metal wire 152 is connected to the first contact portion 151, which can be understood to mean that one end of the metal wire 152 is connected to the middle portion of the first contact portion 151 or that one end of the metal wire 152 is connected to one end of the first contact portion 151.

Например, один конец металлического провода 152 может быть соединен с концом первой контактной части 151 на удалении от затвора 113 первого транзистора 110, а другой конец металлического провода 152 может быть соединен с концом второй контактной части 153 удалении от второго транзистора 130.For example, one end of the metal wire 152 may be connected to the end of the first contact portion 151 remote from the gate 113 of the first transistor 110, and the other end of the metal wire 152 may be connected to the end of the second contact portion 153 remote from the second transistor 130.

В некоторых вариантах реализации первая контактная часть 151 и металлический провод 152 могут быть расположены в первом диэлектрическом слое 120. Второй контактный участок 153 может быть расположен во втором диэлектрическом слое 140. Однако вышесказанное является просто способом размещения соединительного провода 150. Соединительный провод 150 может быть дополнительно полностью размещен в первом диэлектрическом слое 120 или во втором диэлектрическом слое 140.In some embodiments, the first contact portion 151 and the metal wire 152 may be located in the first dielectric layer 120. The second contact portion 153 may be located in the second dielectric layer 140. However, the foregoing is simply a method for positioning the connection wire 150. The connection wire 150 may optionally be completely located in the first dielectric layer 120 or in the second dielectric layer 140.

Для предотвращения диффузии проводящих материалов в первом диэлектрическом слое 120 и втором диэлектрическом слое 140 друг в друга, между первым диэлектрическим слоем 120 и вторым диэлектрическим слоем 140 также размещен барьерный слой 160. Барьерный слой 160 расположен на металлическом проводе 152. Вторая контактная часть 153 проходит через барьерный слой 160 и соединена с металлическим проводом 152.To prevent the conductive materials in the first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140 from diffusion into each other, a barrier layer 160 is also provided between the first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140. The barrier layer 160 is located on the metal wire 152. The second contact portion 153 extends through barrier layer 160 and connected to metal wire 152.

Материал барьерного слоя 160 может включать в себя изоляционный материал, такой как нитрид кремния.The material of the barrier layer 160 may include an insulating material such as silicon nitride.

Вариант реализации 2Implementation option 2

Как показано на фиг. 2, этот вариант реализации настоящего изобретения дополнительно обеспечивает запоминающее устройство 200, которое включает в себя основу 210, ячейку 100 памяти и линию 220 передачи данных.As shown in FIG. 2, this embodiment of the present invention further provides a storage device 200 that includes a base 210, a memory cell 100, and a data line 220.

Основа 210 служит в качестве опорного элемента запоминающего устройства и выполнено с возможностью поддержки других компонентов, предусмотренных на нем. Основа 210 может быть выполнена из полупроводникового материала. Полупроводниковый материал может представлять собой одно или более из группы, состоящей из кремния, германия, кремний-германия и кремний-углерода.The base 210 serves as a support member of the storage device and is configured to support other components provided thereon. The base 210 may be made of a semiconductor material. The semiconductor material may be one or more of the group consisting of silicon, germanium, silicon-germanium, and silicon-carbon.

Периферийная схема 211 размещена на поверхности основы 210 и может дополнительно включать в себя логическую схему или схему обработки.Peripheral circuitry 211 is disposed on a surface of substrate 210 and may further include logic or processing circuitry.

Множество ячеек 100 памяти размещены над периферийной схемой 211, а ячейки 100 памяти соединены с периферийной схемой 211 с помощью линии 220 передачи данных.A plurality of memory cells 100 are arranged above the peripheral circuit 211, and the memory cells 100 are connected to the peripheral circuit 211 via a data line 220.

По сравнению с техническим решением в соответствующем уровне техники, в котором периферийная схема размещена с двух сторон ячеек памяти в горизонтальном направлении, этот вариант реализации, в котором периферийная схема размещен ниже ячеек памяти, может уменьшить площадь ячеек памяти и обеспечить развитие памяти в направлении встраивания.Compared with the technical solution in the related art, in which the peripheral circuit is placed on both sides of the memory cells in the horizontal direction, this embodiment, in which the peripheral circuit is located below the memory cells, can reduce the area of the memory cells and enable the development of memory in the embedding direction.

Кроме того, как показано на фиг. 2, линия 220 передачи данных включает в себя линию 221 слов для считывания, линию 222 битов для считывания, линию 223 слов для записи и линию 224 битов для записи.Moreover, as shown in FIG. 2, data line 220 includes a read word line 221, a read bit line 222, a write word line 223, and a write bit line 224.

Линия 223 слов для записи и линия 224 битов для записи могут быть размещены во втором диэлектрическом слое 140. Линия 223 слов для записи проходит в первом направлении и соединена с затвором второго транзистора 130 в каждой из множества ячеек 100 памяти. Линия 224 битов для записи проходит во втором направлении и соединена с истоком или стоком второго транзистора 130 в каждой из множества ячеек 100 памяти, и соединение между линией битов для записи и истоком или стоком второго транзистора отличается от соединения между соединительным проводом 150 и истоком или стоком второго транзистора.A write word line 223 and a write bit line 224 may be arranged in the second dielectric layer 140. The write word line 223 extends in a first direction and is connected to the gate of the second transistor 130 in each of the plurality of memory cells 100. The write bit line 224 extends in the second direction and is connected to the source or drain of the second transistor 130 in each of the plurality of memory cells 100, and the connection between the write bit line and the source or drain of the second transistor is different from the connection between the connecting wire 150 and the source or drain. second transistor.

Другими словами, если соединительный провод 150 соединен с истоком второго транзистора 130, линия 224 битов для записи соединена со стоком второго транзистора 130. In other words, if the connecting wire 150 is connected to the source of the second transistor 130, the write bit line 224 is connected to the drain of the second transistor 130.

Линия 221 слов для считывания и линия 222 битов для считывания могут быть размещены в первом диэлектрическом слое 120. Линия 221 слова для считывания проходит в третьем направлении и соединена с истоком или стоком первого транзистора 110 в каждой из множества ячеек 100 памяти. Линия 222 битов для считывания проходит в четвертом направлении и соединена с истоком или стоком первого транзистора 110 в каждой из множества ячеек 100 памяти, и соединение между линией битов для считывания и истоком или стоком первого транзистора отличается от соединения между линией слов для считывания и истоком или стоком первого транзистора.A read word line 221 and a read bit line 222 may be disposed in the first dielectric layer 120. The read word line 221 extends in a third direction and is connected to the source or drain of the first transistor 110 in each of the plurality of memory cells 100. The read bit line 222 extends in the fourth direction and is connected to the source or drain of the first transistor 110 in each of the plurality of memory cells 100, and the connection between the read bit line and the source or drain of the first transistor is different from the connection between the read word line and the source or drain of the first transistor.

Другими словами, если линия 221 слов для считывания соединена с истоком первого транзистора 110, то линия 222 битов для считывания соответственно соединена со стоком первого транзистора 110.In other words, if the read word line 221 is connected to the source of the first transistor 110, the read bit line 222 is correspondingly connected to the drain of the first transistor 110.

Проекция первого направления и проекция второго направления на поверхность, параллельную или перпендикулярную основе, образуют первый угол, проекция третьего направления и проекция четвертого направления на поверхность, параллельную или перпендикулярную основе, образуют второй угол, при этом ни первый угол, ни второй угол не равны нулю. То есть линия слов для записи и линия битов для записи размещены с образованием пересечения, и линия слов для считывания и линия битов для считывания также размещены с образованием пересечения.The projection of the first direction and the projection of the second direction onto a surface parallel or perpendicular to the base form a first angle, the projection of the third direction and the projection of the fourth direction onto a surface parallel or perpendicular to the base form a second angle, and neither the first angle nor the second angle is zero . That is, a word line to be written and a bit line to be written are arranged to form an intersection, and a word line to be read and a bit line to be read are also arranged to form an intersection.

Как показано на фиг. 3, при применении к линии 223 слов для записи может быть использовано высокое напряжение для управления затвором второго транзистора 130 с целью открытия, а разность напряжений генерируется между истоком и стоком второго транзистора 130 для реализации проводимости между истоком и стоком второго транзистора. Напряжение на линии 224 битов для записи работает на затворе первого транзистора 110 для записи данных на линии 224 битов для записи в первый транзистор.As shown in FIG. 3, when applied to the write word line 223, a high voltage may be used to drive the gate of the second transistor 130 to open, and a voltage difference is generated between the source and drain of the second transistor 130 to effect conduction between the source and drain of the second transistor. The write bit line 224 voltage operates at the gate of the first data write transistor 110 on the write bit line 224 to the first transistor.

При необходимости считывания данных в первом транзисторе происходит открытие затвора первого транзистора 110, так что открывается исток и сток первого транзистора. В этом случае данные в первом транзисторе 110 передаются в периферийную схему 211 посредством использования строки 222 битов для считывания, а периферийная схема 211 обрабатывает данные для реализации функции считывания запоминающего устройства.When data needs to be read from the first transistor, the gate of the first transistor 110 is opened so that the source and drain of the first transistor are opened. In this case, the data in the first transistor 110 is transmitted to the peripheral circuit 211 by using the read bit string 222, and the peripheral circuit 211 processes the data to implement a memory read function.

В некоторых вариантах реализации множество ячеек 100 памяти расположены в направлении, параллельном основе 210, с образованием горизонтального массива, то есть множество ячеек 100 памяти размещены последовательно в горизонтальном направлении. Кроме того, множество ячеек 100 памяти уложены в стопу в направлении, перпендикулярном основе 210, с образованием вертикального массива. Таким образом, в этом варианте реализации может быть уменьшено количество ячеек 100 памяти, которые расположены последовательно в горизонтальном направлении, может быть уменьшена область, занимаемая множеством ячеек памяти, и может быть улучшено встраивание ячеек памяти, чтобы гарантировать, что запоминающее устройство развивается в направлении встраивания.In some embodiments, a plurality of memory cells 100 are arranged in a direction parallel to the base 210 to form a horizontal array, that is, a plurality of memory cells 100 are arranged sequentially in a horizontal direction. In addition, a plurality of memory cells 100 are stacked in a direction perpendicular to the base 210 to form a vertical array. Thus, in this embodiment, the number of memory cells 100 that are arranged sequentially in the horizontal direction can be reduced, the area occupied by a plurality of memory cells can be reduced, and the embedding of memory cells can be improved to ensure that the storage device evolves in the embedding direction. .

Кроме того, по сравнению с техническим решением в соответствующей области техники, в котором множество ячеек памяти расположены в горизонтальном направлении, множество ячеек 100 памяти уложены в стопу в направлении, перпендикулярном основе 210, с образованием вертикального массива, таким образом, что высота запоминающего устройства увеличивается, чтобы уменьшить ширину запоминающего устройства в горизонтальном направлении, тем самым уменьшая объем запоминающего устройства и улучшая встраивание ячеек памяти.In addition, compared with the technical solution in the related art in which a plurality of memory cells are arranged in a horizontal direction, a plurality of memory cells 100 are stacked in a direction perpendicular to the base 210 to form a vertical array such that the height of the storage device increases to reduce the width of the storage device in the horizontal direction, thereby reducing the volume of the storage device and improving the embedding of memory cells.

В некоторых вариантах реализации на основе 210 размещен периферийный диэлектрический слой 230. Периферийный диэлектрический слой 230 покрывает периферийную схему 211 для электрической изоляции ячеек в периферийной схеме 211.In some embodiments, a peripheral dielectric layer 230 is placed on the base 210. The peripheral dielectric layer 230 covers the peripheral circuit 211 to electrically isolate cells in the peripheral circuit 211.

Материал периферийного диэлектрического слоя 230 может включать в себя нитрид кремния.The material of the peripheral dielectric layer 230 may include silicon nitride.

Кроме того, между периферийным диэлектрическим слоем 230 и первым диэлектрическим слоем 120 ячейки 100 памяти также размещен периферийный барьерный слой 240. Благодаря такому размещению предотвращается воздействие проводящего материала в первом диэлектрическом слое на производительность периферийной схемы.In addition, a peripheral barrier layer 240 is also disposed between the peripheral dielectric layer 230 and the first dielectric layer 120 of the memory cell 100. This arrangement prevents the conductive material in the first dielectric layer from affecting the performance of the peripheral circuit.

Когда периферийный барьерный слой 240 размещен между периферийным диэлектрическим слоем 230 и первым диэлектрическим слоем 120, линия 220 передачи данных должна проходить через периферийный барьерный слой 240 и периферийный диэлектрический слой 230, а затем соединяться с периферийной схемой 211.When the peripheral barrier layer 240 is placed between the peripheral dielectric layer 230 and the first dielectric layer 120, the data line 220 must pass through the peripheral barrier layer 240 and the peripheral dielectric layer 230, and then connect to the peripheral circuit 211.

Вариант реализации 3Implementation option 3

Как показано на фиг. 4, в данном варианте реализации настоящего изобретения дополнительно предложен способ изготовления ячейки памяти, включающий в себя:As shown in FIG. 4, this embodiment of the present invention further provides a method for manufacturing a memory cell, including:

Этап S100: формируют первый транзистор в первом диэлектрическом слое, причем первый транзистор представляет собой металл-оксидный тонкопленочный транзистор.Step S100: forming a first transistor in the first dielectric layer, the first transistor being a metal oxide thin film transistor.

Первый диэлектрический слой 120 может быть использован в качестве несущего корпуса первого транзистора 110 или изолирующей среды между первым транзистором 110 и другим элементом. Материал первого диэлектрического слоя 120 может включать в себя оксид кремния или нитрид кремния.The first dielectric layer 120 may be used as a support body for the first transistor 110 or an insulating medium between the first transistor 110 and another element. The material of the first dielectric layer 120 may include silicon oxide or silicon nitride.

Первый транзистор 110 может быть изготовлен, например, следующим образом:The first transistor 110 may be manufactured, for example, as follows:

Этап a: обеспечивают первый изолирующий слой.Step a: provide the first insulating layer.

Следует отметить, что первый изолирующий слой 121 является частью первого диэлектрического слоя 120.It should be noted that the first insulating layer 121 is part of the first dielectric layer 120.

Этап b: формируют активный слой на первом изолирующем слое, причем материал активного слоя включает в себя оксид индия, галлия и цинка.Step b: An active layer is formed on the first insulating layer, the material of the active layer including indium gallium zinc oxide.

Например, как показано на фиг. 5, активный слой 111 может быть образован на первом изолирующем слое 121 с использованием процесса осаждения, который может быть одним из процесса физического осаждения из паровой фазы, процесса химического осаждения из паровой фазы или процесса атомно-слоевого осаждения.For example, as shown in FIG. 5, the active layer 111 may be formed on the first insulating layer 121 using a deposition process, which may be one of a physical vapor deposition process, a chemical vapor deposition process, or an atomic layer deposition process.

Этап c: формируют канальную область в активном слое и исток и сток, соответственно, расположенные с двух сторон канальной области.Step c: form a channel region in the active layer and a source and a drain, respectively, located on two sides of the channel region.

На этом этапе на активном слое 111 может быть образован слой фоторезиста, а затем нанесен узор для образования в нем отверстия. Отверстие может открывать часть активного слоя 111. Затем легированные ионы вводят в отверстие с использованием процесса ионной имплантации с образованием истока в активном слое 111.At this point, a photoresist layer may be formed on the active layer 111 and then patterned to form a hole therein. The hole may expose a portion of the active layer 111. Doped ions are then introduced into the hole using an ion implantation process to form a source in the active layer 111.

В ходе вышеупомянутого процесса в активном слое 111 также образуется сток.During the above process, a sink is also generated in the active layer 111.

Этап d: формируют оксидный слой затвора на активном слое, причем длина оксидного слоя затвора меньше, чем длина активного слоя.Step d: forming a gate oxide layer on the active layer, wherein the length of the gate oxide layer is shorter than the length of the active layer.

Оксид кремния или оксид алюминия осаждается определенной толщиной на активный слой 111 посредством процесса осаждения. Оксид кремния или оксид алюминия образуют оксидный слой 112 затвора.Silicon oxide or aluminum oxide is deposited at a certain thickness onto the active layer 111 through a deposition process. Silicon oxide or aluminum oxide forms the gate oxide layer 112.

Этап e: формируют затвор на оксидном слое затвора, при этом проекция затвора на активный слой покрывает канальную область.Step e: a gate is formed on the gate oxide layer, with the projection of the gate onto the active layer covering the channel region.

Процесс осаждения используют непрерывно для формирования затвора 113 на оксидном слое 112 затвора. Материал затвора 113 может быть одним из группы, состоящей из нитрида титана, нитрида тантала, алюминия и вольфрама.The deposition process is used continuously to form the gate 113 on the gate oxide layer 112. The material of the gate 113 may be one of the group consisting of titanium nitride, tantalum nitride, aluminum and tungsten.

Этап f: формируют защитный слой на активном слое, причем защитный слой охватывает стороны затвора и оксидного слоя затвора, а структура защитных слоев показана на фиг. 6.Step f: forming a protective layer on the active layer, the protective layer covering the sides of the gate and the gate oxide layer, and the structure of the protective layers is shown in FIG. 6.

Начальные защитные слои могут быть образованы на активном слое посредством процесса осаждения. Исходные защитные слои покрывают боковые поверхности оксидного слоя затвора и верхнюю поверхность и боковые поверхности затвора. Затем травильный газ или травильный раствор используют для удаления исходного защитного слоя на верхней поверхности затвора, а исходные защитные слои на боковых поверхностях затвора и оксидных слоев затвора удерживают для формирования защитных слоев 116.Initial protective layers can be formed on the active layer through a deposition process. The initial protective layers cover the side surfaces of the gate oxide layer and the top surface and side surfaces of the gate. An etching gas or etching solution is then used to remove the original protective layer on the top surface of the gate, and the original protective layers on the side surfaces of the gate and gate oxide layers are retained to form the protective layers 116.

Этап g: формируют второй изолирующий слой, покрывающий активный слой, оксидный слой затвора, затвор и защитный слой на первом изолирующем слое, причем второй изолирующий слой и первый изолирующий слой образуют первый диэлектрический слой, а структура первого изолирующего слоя показана на фиг. 7.Step g: forming a second insulating layer covering the active layer, a gate oxide layer, a gate and a protective layer on the first insulating layer, the second insulating layer and the first insulating layer forming a first dielectric layer, and the structure of the first insulating layer is shown in FIG. 7.

Этап S200: формируют часть соединительного провода в первом диэлектрическом слое, причем один конец соединительного провода соединен с первым транзистором.Step S200: forming a connecting wire portion in the first dielectric layer, with one end of the connecting wire connected to the first transistor.

Например, как показано на фиг. 8, первая контактная часть 151 и металлический провод 152, соединенный с первой контактной частью 151, сформированы во втором изолирующем слое 122. Первая контактная часть 151 проходит в вертикальном направлении и соединена с затвором 113 первого транзистора 110. Металлический провод 152 проходит в горизонтальном направлении. Первая контактная часть 151 и металлический провод 152 образуют часть соединительного провода.For example, as shown in FIG. 8, the first contact portion 151 and a metal wire 152 connected to the first contact portion 151 are formed in the second insulating layer 122. The first contact portion 151 extends in the vertical direction and is connected to the gate 113 of the first transistor 110. The metal wire 152 extends in the horizontal direction. The first contact part 151 and the metal wire 152 form a connecting wire part.

На этом этапе первую контактную часть 151 и металлический провод 152 формируют с помощью процесса двойной инкрустации или могут быть сформированы с использованием процесса двойной инкрустации дважды.At this stage, the first contact portion 151 and the metal wire 152 are formed using a double inlay process or may be formed using a double inlay process twice.

Следует отметить, что в этом варианте реализации один конец соединительного провода может быть понят как один конец первой контактной части на удалении от металлического провода.It should be noted that in this embodiment, one end of the connecting wire can be understood as one end of the first contact part away from the metal wire.

Этап S300: формируют второй диэлектрический слой на первом диэлектрическом слое.Step S300: forming a second dielectric layer on the first dielectric layer.

Например, барьерный слой 160 может быть образован на первом диэлектрическом слое 120, то есть барьерный слой 160 может быть образован первым на втором изолирующем слое 122. Барьерный слой используют для предотвращения диффузии проводящих материалов в первом диэлектрическом слое и втором диэлектрическом слое друг в друга.For example, a barrier layer 160 may be formed on the first dielectric layer 120, that is, a barrier layer 160 may be formed first on the second insulating layer 122. The barrier layer is used to prevent conductive materials in the first dielectric layer and the second dielectric layer from diffusion into each other.

Материалы второго диэлектрического слоя и первого диэлектрического слоя могут быть одинаковыми и оба содержат оксид кремния. Второй диэлектрический слой 140 может включать в себя третий изолирующий слой 141 и четвертый изолирующий слой 142, которые последовательно уложены в стопу. Третий изолирующий слой 141 размещен на барьерном слое 160.The materials of the second dielectric layer and the first dielectric layer may be the same and both contain silicon oxide. The second dielectric layer 140 may include a third insulating layer 141 and a fourth insulating layer 142, which are stacked in series. A third insulating layer 141 is placed on the barrier layer 160.

Этап S400: формируют другую часть соединительного провода во втором диэлектрическом слое, причем один конец соединительного провода вблизи первого диэлектрического слоя соединен с соединительным проводом, сформированным в первом диэлектрическом слое.Step S400: forming another part of the connecting wire in the second dielectric layer, and one end of the connecting wire near the first dielectric layer is connected to the connecting wire formed in the first dielectric layer.

Например, заполненная канавка может быть образована во втором диэлектрическом слое и обнажает часть металлического провода 152. Затем в заполненной канавке посредством процесса осаждения формируют токопроводящий материал. Проводящий материал образует вторую контактную часть 153. Вторая контактная часть 153 соединена с металлическим проводом 152 таким образом, что первая контактная часть 151, вторая контактная часть 153 и металлический провод 152 образуют соединительный провод.For example, a filled groove may be formed in the second dielectric layer and exposes a portion of the metal wire 152. A conductive material is then formed in the filled groove through a deposition process. The conductive material forms the second contact portion 153. The second contact portion 153 is connected to the metal wire 152 such that the first contact portion 151, the second contact portion 153, and the metal wire 152 form a connecting wire.

Этап S500: формируют второй транзистор во втором диэлектрическом слое, причем второй транзистор соединен с одним концом соединительного провода на удалении от первого диэлектрического слоя, и второй транзистор представляет собой металл-оксидный тонкопленочный транзистор.Step S500: forming a second transistor in the second dielectric layer, the second transistor is connected to one end of the connecting wire away from the first dielectric layer, and the second transistor is a metal oxide thin film transistor.

Например, как показано на фиг. 9, третий изолирующий слой 141 образован на первом диэлектрическом слое 120.For example, as shown in FIG. 9, a third insulating layer 141 is formed on the first dielectric layer 120.

После формирования третьего изолирующего слоя 141 активный слой 111 может быть образован на третьем изолирующем слое 141 посредством процесса осаждения. Материал активного слоя 111 включает оксид индия, галлия и цинка.After the third insulating layer 141 is formed, the active layer 111 may be formed on the third insulating layer 141 through a deposition process. The material of the active layer 111 includes indium, gallium and zinc oxide.

Следует отметить, что этап формирования активного слоя на третьем изолирующем слое является таким же, как и этап формирования активного слоя на первом изолирующем слое, который подробно не описан снова в этом варианте реализации.It should be noted that the step of forming the active layer on the third insulating layer is the same as the step of forming the active layer on the first insulating layer, which is not described in detail again in this embodiment.

Этапы c - f повторяются, чтобы сформировать второй транзистор 130 на третьем изолирующем слое 141, и структура второго транзистора показана на фиг. 10.Steps c to f are repeated to form the second transistor 130 on the third insulating layer 141, and the structure of the second transistor is shown in FIG. 10.

После формирования второго транзистора 130 на третьем изолирующем слое 141 формируют четвертый изолирующий слой 142, покрывающий активный слой, оксидный слой затвора, затвор и защитный слой. Четвертый изолирующий слой 142 и третий изолирующий слой 141 образуют второй диэлектрический слой 140.After the second transistor 130 is formed on the third insulating layer 141, a fourth insulating layer 142 is formed covering the active layer, the gate oxide layer, the gate and the protective layer. The fourth insulating layer 142 and the third insulating layer 141 form the second dielectric layer 140.

В этом варианте реализации настоящего изобретения, на основе предшествующих этапов, формируются первый транзистор и второй транзистор, которые укладываются в стопу и используются в качестве элементов памяти ячеек памяти для замены конденсатора в соответствующем уровне техники, чтобы уменьшить объем, занимаемый ячейками памяти, улучшить встраивание ячейки памяти и обеспечить разработку ячеек памяти в направлении встраивания.In this embodiment of the present invention, based on the preceding steps, a first transistor and a second transistor are formed, which are stacked and used as memory elements of memory cells to replace a capacitor in the related art, so as to reduce the space occupied by memory cells, improve cell embedding memory and ensure the development of memory cells in the embedding direction.

Вариант реализации 4Implementation option 4

В этом варианте реализации настоящего изобретения предложен способ изготовления запоминающего устройства, включающий в себя:This embodiment of the present invention provides a method for manufacturing a storage device, including:

Этап S10: Обеспечивают основу, причем периферийная схема размещена на поверхности основы.Step S10: A base is provided, with the peripheral circuit being placed on the surface of the base.

На этом этапе периферийная схема может быть изготовлена с использованием способа в соответствующей области техники, который подробно не описан снова в этом варианте реализации.At this point, the peripheral circuit can be manufactured using a method in the relevant art, which is not described in detail again in this embodiment.

После формирования периферийной схемы на основе может быть сформирован периферийный диэлектрический слой 230, покрывающий периферийную схему.After the peripheral circuit is formed, a peripheral dielectric layer 230 may be formed on the substrate to cover the peripheral circuit.

Затем на периферийном диэлектрическом слое 230 посредством процесса осаждения может быть сформирован периферийный барьерный слой 240.Then, a peripheral barrier layer 240 may be formed on the peripheral dielectric layer 230 through a deposition process.

Этап S20: формируют множество ячеек памяти последовательно на основе, причем множество ячеек памяти расположены в направлении, параллельном основе, с образованием горизонтального массива; и/или множество ячеек памяти уложены в стопу в направлении, перпендикулярном основе, с образованием вертикального массива.Step S20: forming a plurality of memory cells in series on the base, with the plurality of memory cells arranged in a direction parallel to the base to form a horizontal array; and/or a plurality of memory cells are stacked in a direction perpendicular to the base to form a vertical array.

Ячейки памяти получены с использованием способа изготовления ячейки памяти в вышеизложенном варианте реализации, который подробно не описан снова в данном варианте реализации.The memory cells are obtained using the memory cell manufacturing method in the above embodiment, which is not described in detail again in this embodiment.

Этап S30: формируют линию передачи данных, причем линия передачи данных выполнена с возможностью соединения периферийной схемы с ячейками памяти.Step S30: forming a data line, wherein the data line is configured to connect the peripheral circuit to the memory cells.

Следует отметить, что линия передачи данных может быть изготовлена в два этапа. Один этап может быть завершен до формирования первого транзистора. Другой этап может быть завершен после формирования второго транзистора.It should be noted that the data line can be manufactured in two steps. One stage may be completed before the first transistor is formed. Another step can be completed after the second transistor is formed.

Например, после формирования первого диэлектрического слоя 120 в первом диэлектрическом слое 120 может быть образована линия 221 слов для считывания и линия 222 битов для считывания, которые изолированы друг от друга. Линия 221 слов для считывания выполнена с возможностью соединения с истоком или стоком первого транзистора 110 в каждой из множества ячеек 100 памяти, линия 222 битов для считывания выполнена с возможностью соединения с истоком или стоком первого транзистора 110 в каждой из множества ячеек 100 памяти, при этом соединение между линией битов для считывания и истоком или стоком первого транзистора отличается от соединения между линией 221 слов для считывания и истоком или стоком первого транзистора.For example, after the first dielectric layer 120 is formed, a read word line 221 and a read bit line 222 that are isolated from each other may be formed in the first dielectric layer 120. A word line 221 for reading is configured to be connected to a source or drain of a first transistor 110 in each of a plurality of memory cells 100, a bit line 222 for reading is configured to be connected to a source or drain of a first transistor 110 in each of a plurality of memory cells 100, wherein the connection between the read bit line and the source or drain of the first transistor is different from the connection between the read word line 221 and the source or drain of the first transistor.

После того, как линия 221 слов для считывания и линия 222 битов для считывания образованы непрерывно, первый транзистор 110 может быть сформирован в первом диэлектрическом слое 120, второй диэлектрический слой 140 может быть сформирован на первом диэлектрическом слое 120, и второй транзистор 130 может быть сформирован во втором диэлектрическом слое 140.After the read word line 221 and the read bit line 222 are formed continuously, the first transistor 110 may be formed on the first dielectric layer 120, the second dielectric layer 140 may be formed on the first dielectric layer 120, and the second transistor 130 may be formed in the second dielectric layer 140.

После формирования второго транзистора 130 линия 223 слов для записи и линия 224 битов для записи могут быть сформированы во втором диэлектрическом слое 140. Линия 223 слов для записи выполнена с возможностью соединения с затвором второго транзистора 130 в каждой из множества ячеек 100 памяти, линия 224 битов для записи выполнена с возможностью соединения с истоком или стоком второго транзистора 130 в каждой из множества ячеек 100 памяти, и соединение между линией битов для записи и истоком или стоком второго транзистора отличается от соединения между соединительным проводом 150 и истоком или стоком второго транзистора.After the second transistor 130 is formed, a write word line 223 and a write bit line 224 can be formed in the second dielectric layer 140. The write word line 223 is configured to connect to the gate of the second transistor 130 in each of the plurality of memory cells 100, bit line 224 for writing is configured to connect to the source or drain of the second transistor 130 in each of the plurality of memory cells 100, and the connection between the write bit line and the source or drain of the second transistor is different from the connection between the connecting wire 150 and the source or drain of the second transistor.

На этом этапе линия слов для считывания, линия битов для считывания, линия слов для записи и линия битов для записи могут быть изготовлены с помощью процесса двойной инкрустации.At this stage, the read word line, the read bit line, the write word line, and the write bit line can be produced by the double inlay process.

По сравнению с техническим решением в соответствующей области техники, согласно которому множество ячеек памяти расположены последовательно в горизонтальном направлении, этот вариант реализации, в котором множество ячеек памяти уложены в стопу в вертикальном направлении, может уменьшить площадь, занимаемую ячейками памяти, уменьшить размер запоминающего устройства и улучшить встраивание ячеек памяти.Compared with the technical solution in the related art in which a plurality of memory cells are arranged sequentially in a horizontal direction, this embodiment in which a plurality of memory cells are stacked in a vertical direction can reduce the area occupied by the memory cells, reduce the size of the storage device, and improve the embedding of memory cells.

Кроме того, по сравнению с техническим решением в соответствующей области техники, в котором периферийная схема размещена вне массива ячеек памяти, этот вариант реализации, в котором периферийная схема размещена ниже ячеек памяти, может дополнительно уменьшить размер запоминающего устройства и улучшить интеграцию.In addition, compared to a prior art solution in which the peripheral circuitry is located outside the memory cell array, this embodiment in which the peripheral circuitry is located below the memory cells can further reduce the size of the storage device and improve integration.

Варианты реализации или варианты осуществления настоящего описания описаны прогрессивным образом, и каждый вариант реализации фокусируется на отличиях от других вариантов реализации. Одинаковые или аналогичные части между вариантами реализации могут относиться друг к другу.The embodiments or embodiments of the present disclosure are described in a progressive manner, and each embodiment focuses on differences from other embodiments. The same or similar parts between embodiments may be related to each other.

В описании этого описания изобретения описание со ссылкой на термин «один вариант осуществления», «некоторые варианты осуществления», «приведенный для примера вариант осуществления», «пример», «конкретный пример», «некоторые примеры» или тому подобное означает, что конкретный признак, структура, материал или характеристика, описанные в сочетании с вариантом (вариантами) осуществления или примером (примерами), включены по меньшей мере в один вариант осуществления или пример настоящего изобретения. In the description of this specification, a description by reference to the term “one embodiment,” “certain embodiments,” “an exemplary embodiment,” “example,” “specific example,” “certain examples,” or the like means that a particular the feature, structure, material or characteristic described in combination with the embodiment(s) or example(s) is included in at least one embodiment or example of the present invention.

В этом описании изобретения схематическое выражение вышеуказанных терминов не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления или примеру. Кроме того, описанный конкретный признак, структура, материал или характеристика могут быть соответствующим образом объединены в любой один или более вариантов осуществления или примеров.In this specification, the schematic expression of the above terms does not necessarily refer to the same embodiment or example. Moreover, the particular feature, structure, material, or characteristic described may be suitably combined into any one or more embodiments or examples.

Наконец, следует отметить, что вышеприведенные варианты осуществления использованы только для объяснения технических решений настоящего изобретения, но не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Несмотря на то, что настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на предшествующие варианты реализации, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что они все еще могут модифицировать технические решения, описанные в предшествующих вариантах реализации, или осуществлять эквивалентные замены некоторых или всех технических признаков в них. Модификации или замены не делают сущность соответствующих технических решений отличной от сущности и объема технических решений вариантов реализации настоящего изобретения.Finally, it should be noted that the above embodiments are used only to explain the technical solutions of the present invention, but are not intended to limit the present invention. Although the present invention has been described in detail with reference to the prior embodiments, those skilled in the art will appreciate that they may still modify the technical solutions described in the prior embodiments or make equivalent substitutions for some or all of the technical features in them. Modifications or substitutions do not make the corresponding technical solutions different from the essence and scope of the technical solutions of the embodiments of the present invention.

Claims (24)

1. Ячейка памяти, содержащая:1. Memory cell containing: первый транзистор, расположенный в первом диэлектрическом слое; a first transistor located in the first dielectric layer; второй транзистор, расположенный во втором диэлектрическом слое, причем второй диэлектрический слой расположен над первым диэлектрическим слоем; иa second transistor located in a second dielectric layer, the second dielectric layer located above the first dielectric layer; And соединительный провод, расположенный в первом диэлектрическом слое и во втором диэлектрическом слое, причем один конец соединительного провода соединен с первым транзистором, а другой конец соединен со вторым транзистором; при этомa connecting wire disposed in the first dielectric layer and the second dielectric layer, wherein one end of the connecting wire is connected to the first transistor and the other end is connected to the second transistor; wherein первый транзистор и второй транзистор представляют собой металл-оксидные тонкопленочные транзисторы,the first transistor and the second transistor are metal oxide thin film transistors, а паразитная емкость в первом транзисторе или во втором транзисторе используется в качестве элемента памяти.and the parasitic capacitance in the first transistor or in the second transistor is used as a memory element. 2. Ячейка памяти по п. 1, в которой каждый из первого транзистора и второго транзистора содержит:2. The memory cell according to claim 1, in which each of the first transistor and the second transistor contains: активный слой, причем материал активного слоя содержит оксид индия, галлия и цинка, а активный слой содержит канальную область и исток и сток, которые соответственно расположены с двух сторон канальной области;an active layer, the active layer material comprising indium, gallium and zinc oxide, and the active layer comprising a channel region and a source and drain, which are respectively located on two sides of the channel region; оксидный слой затвора, размещенный на активном слое; иa gate oxide layer placed on the active layer; And затвор, размещенный на оксидном слое затвора, причем проекция затвора на активный слой покрывает канальную область.a gate placed on the gate oxide layer, with a projection of the gate onto the active layer covering the channel region. 3. Ячейка памяти по п. 2, в которой каждый из первого транзистора и второго транзистора дополнительно содержит защитный слой, причем защитный слой расположен на сторонах затвора и оксидного слоя затвора.3. The memory cell of claim 2, wherein each of the first transistor and the second transistor further comprises a protective layer, the protective layer being located on sides of a gate and a gate oxide layer. 4. Ячейка памяти по п. 2, в которой соединительный провод имеет один конец, соединенный с затвором первого транзистора, и другой конец, соединенный с истоком или стоком второго транзистора.4. The memory cell according to claim 2, wherein the connecting wire has one end connected to the gate of the first transistor and the other end connected to the source or drain of the second transistor. 5. Ячейка памяти по п. 4, в которой соединительный провод содержит первую контактную часть и вторую контактную часть, которые размещены вертикально, и металлический провод, размещенный горизонтально; при этом5. The memory cell according to claim 4, in which the connecting wire includes a first contact part and a second contact part, which are placed vertically, and a metal wire placed horizontally; wherein первая контактная часть соединена с затвором первого транзистора, вторая контактная часть соединена с истоком или стоком второго транзистора, и металлический провод соединяет первую контактную часть со второй контактной частью.a first contact portion is connected to a gate of the first transistor, a second contact portion is connected to a source or drain of the second transistor, and a metal wire connects the first contact portion to the second contact portion. 6. Ячейка памяти по п. 5, в которой первая контактная часть и металлический провод расположены в первом диэлектрическом слое, а вторая контактная часть расположена во втором диэлектрическом слое.6. The memory cell according to claim 5, in which the first contact part and the metal wire are located in the first dielectric layer, and the second contact part is located in the second dielectric layer. 7. Ячейка памяти по п. 5 или 6, в которой барьерный слой размещен между первым диэлектрическим слоем и вторым диэлектрическим слоем, барьерный слой расположен на металлическом проводе, а вторая контактная часть соединена с металлическим проводом после прохождения через барьерный слой.7. The memory cell according to claim 5 or 6, wherein a barrier layer is placed between the first dielectric layer and the second dielectric layer, the barrier layer is located on a metal wire, and the second contact part is connected to the metal wire after passing through the barrier layer. 8. Ячейка памяти по любому из пп. 1-6, причем множество ячеек памяти составляют запоминающее устройство, также содержащее:8. Memory cell according to any one of claims. 1-6, wherein the plurality of memory cells constitute a storage device also comprising: основу, причем периферийная схема размещена на поверхности основы;a base, the peripheral circuit being disposed on a surface of the base; линию передачи данных, выполненную с возможностью соединения периферийной схемы с множеством ячеек памяти,a data line configured to connect the peripheral circuit to a plurality of memory cells, причём множество ячеек памяти расположены над периферийной схемой.Moreover, many memory cells are located above the peripheral circuit. 9. Ячейка памяти по п. 8, в которой указанное множество ячеек памяти расположены в направлении, параллельном основе, с образованием горизонтального массива; и/или9. The memory cell according to claim 8, in which the specified plurality of memory cells are located in a direction parallel to the base, forming a horizontal array; and/or множество ячеек памяти уложены в стопу в направлении, перпендикулярном основе, с образованием вертикального массива.a plurality of memory cells are stacked in a direction perpendicular to the base to form a vertical array. 10. Ячейка памяти по п. 8, в которой линия передачи данных содержит линию слов для записи, линию битов для записи, линию слов для считывания и линию битов для считывания; при этом10. The memory cell of claim 8, wherein the data line comprises a write word line, a write bit line, a read word line, and a read bit line; wherein линия слов для записи проходит в первом направлении и соединена с затвором второго транзистора в каждой из множества ячеек памяти, линия битов для записи проходит во втором направлении и соединена с истоком или стоком второго транзистора в каждой из множества ячеек памяти, при этом соединение между линией битов для записи и истоком или стоком второго транзистора отличается от соединения между соединительным проводом и истоком или стоком второго транзистора, линия слов для считывания проходит в третьем направлении и соединена с истоком или стоком первого транзистора в каждой из множества ячеек памяти, линия битов для считывания проходит в четвертом направлении и соединена с истоком или стоком первого транзистора в каждой из множества ячеек памяти, при этом соединение между линией битов для считывания и истоком или стоком первого транзистора отличается от соединения между линией слов для считывания и истоком или стоком первого транзистора.a line of words to be written extends in a first direction and connected to the gate of a second transistor in each of the plurality of memory cells, a line of bits to be written extends in a second direction and connected to the source or drain of a second transistor in each of the plurality of memory cells, wherein the connection between the line of bits for writing and the source or drain of the second transistor is different from the connection between the connecting wire and the source or drain of the second transistor, the line of words for reading is in the third direction and connected to the source or drain of the first transistor in each of the plurality of memory cells, the line of bits for reading is in in a fourth direction and connected to a source or drain of a first transistor in each of the plurality of memory cells, wherein the connection between the read bit line and the source or drain of the first transistor is different from the connection between the read word line and the source or drain of the first transistor.
RU2023115521A 2021-07-02 2022-02-15 Memory cell and method of its manufacture, as well as storage device and method of its manufacture RU2810690C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110753695.0 2021-07-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810690C1 true RU2810690C1 (en) 2023-12-28

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104752432A (en) * 2013-12-27 2015-07-01 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Embedded dynamic random access memory unit and forming method thereof
CN111146200A (en) * 2018-11-02 2020-05-12 三星电子株式会社 Semiconductor memory device with a plurality of memory cells
RU2739861C1 (en) * 2020-03-16 2020-12-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Manufacturing method of transistor with independent contact to substrate
CN112640089A (en) * 2018-08-09 2021-04-09 株式会社半导体能源研究所 Storage device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104752432A (en) * 2013-12-27 2015-07-01 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Embedded dynamic random access memory unit and forming method thereof
CN112640089A (en) * 2018-08-09 2021-04-09 株式会社半导体能源研究所 Storage device
CN111146200A (en) * 2018-11-02 2020-05-12 三星电子株式会社 Semiconductor memory device with a plurality of memory cells
RU2739861C1 (en) * 2020-03-16 2020-12-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Manufacturing method of transistor with independent contact to substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102334784B1 (en) 3D Dynamic Random Access Memory Array
US7842990B2 (en) Nonvolatile ferroelectric memory device including trench capacitor
US7573088B2 (en) DRAM array and electronic system
US9899404B2 (en) Semiconductor device
US20130248958A1 (en) Memory with isolation structure
KR20120123943A (en) Semiconductor device, semiconductor module, semiconductor system and method for manufacturing semiconductor device
JPH0430573A (en) Semiconductor memory device
US5280444A (en) Dram comprising stacked-type capacitor having vertically protruding part and method of manufacturing the same
WO2021041567A1 (en) Memory device having 2-transistor memory cell and access line plate
US20090114970A1 (en) Embedded dram with increased capacitance and method of manufacturing same
CN113629054A (en) U-shaped transistor array and forming method thereof, semiconductor device and forming method thereof
US7566932B2 (en) Static random access memory unit
RU2810690C1 (en) Memory cell and method of its manufacture, as well as storage device and method of its manufacture
TWI805431B (en) Storage unit and its preparation method, memory and its preparation method
JP2009088475A (en) Dram cell
CN114927521A (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof
CN114373757A (en) Semiconductor structure, manufacturing method thereof and memory
WO2024098545A1 (en) Manufacturing method for and structure of semiconductor structure
CN100479166C (en) Static RAM unit
CN115643746A (en) Semiconductor structure and preparation method thereof
CN116568030A (en) Memory unit, preparation method thereof and memory
CN114188320A (en) Semiconductor structure and method for manufacturing semiconductor structure
CN116322028A (en) Semiconductor structure, manufacturing method thereof and memory system
CN116322029A (en) Semiconductor structure, manufacturing method thereof and memory system
CN115643757A (en) Semiconductor structure, manufacturing method thereof and memory system