專利名稱：一種六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于存儲器設(shè)計(jì)及制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元及其制作方法。
背景技術(shù)：
存儲器分為閃存(Flash)、動態(tài)隨機(jī)存儲器(DRAM)和靜態(tài)隨機(jī)存儲器(SRAM)，其中靜態(tài)隨機(jī)存儲器以其快速讀寫及不需要周期性刷新，成為關(guān)鍵性系統(tǒng)存儲模塊的首選，如CPU與主存之間的高速緩存等。雖然靜態(tài)存儲器在相同存儲容量時，占用面積比其他存儲器要大，但是在快速讀寫的情形中仍然無法被其他新型存儲器替代。目前常用的靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元主要采用六晶體管類型，由兩個上拉P型晶體管、兩個下拉N型晶體管和兩個傳輸門N型晶體管構(gòu)成。字線控制兩個傳輸門N型晶體管 的開關(guān)，通過位線寫入或讀出存儲數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元時，需要同時考慮存儲器的存儲信號強(qiáng)弱(即讀電流的大小)和讀寫穩(wěn)定性兩個方面。在亞IOOnm工藝以后，寫操作失效成為靜態(tài)存儲器失效的主要原因。因此，如何增強(qiáng)靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的寫操作穩(wěn)定性一直是存儲器設(shè)計(jì)者主要考慮的因素。在靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元讀和寫操作時，對兩個傳輸門N型晶體管的導(dǎo)電能力要求不同。在讀操作時，電流由漏極流向源極，為了不破壞信號，需要兩個傳輸門N型晶體管的導(dǎo)電能力相對較弱；而在寫操作時，電流則由源極流向漏極，為了保證穩(wěn)定寫入信號，需要兩個傳輸門N型晶體管的導(dǎo)電能力相對較強(qiáng)。因此，從器件本身來講，傳輸門N型晶體管需要做成源漏非對稱的結(jié)構(gòu)。目前已有一些非對稱結(jié)構(gòu)被提出，包括非對稱Halo工藝、斜注入Halo工藝，非對稱Spacer工藝和電應(yīng)力導(dǎo)致非對稱等，這些方案或改變工藝，或造成的非對稱程度不夠，或?qū)ζ骷旧淼氖褂脡勖杏绊?。鑒于此，本發(fā)明為了增強(qiáng)六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的寫操作穩(wěn)定性，提出了一種采用新型非對稱傳輸門N型晶體管的新型存儲器結(jié)構(gòu)，在保證不改變現(xiàn)有工藝、不影響器件使用壽命的前提下，盡可能造成明顯的非對稱，從而有效達(dá)到增強(qiáng)靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元寫操作穩(wěn)定性的目的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元非對稱程度不高導(dǎo)致讀寫不穩(wěn)定，或?yàn)榱嗽黾悠骷姆菍ΨQ程度而導(dǎo)致器件壽命縮短的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元，所述存儲器單元至少包括第一反相器，由第一 PMOS晶體管及第一 NMOS晶體管組成；第二反相器，由第二 PMOS晶體管及第二 NMOS晶體管組成；傳輸門，由第三NMOS晶體管及第四NMOS晶體管組成；其中，所述第三NMOS晶體管的源極同時連接所述第一反相器的輸出端及所述第二反相器的輸入端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線；所述第四NMOS晶體管的源極同時連接所述第一反相器的輸入端及所述第二反相器的輸出端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線非；所述第三NMOS晶體管及第四NMOS晶體管的源極結(jié)構(gòu)具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，漏極結(jié)構(gòu)沒有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)。在本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元中，在相同的電壓下，所述第三NMOS晶體管及第四NMOS晶體管從漏極往源極流出的電流小于從源極往漏極流出的電流。在本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元中，所述第一PMOS晶體管、第二PMOS晶體管、第一 NMOS晶體管、第二 NMOS晶體管均為源漏結(jié)構(gòu)對稱的晶體管。在本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元中，所述六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作襯底為體硅襯底或者絕緣體上硅襯底。 本發(fā)明還提供一種六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法，所述制作方法至少包括以下步驟I)提供一半導(dǎo)體襯底，并在所述半導(dǎo)體襯底中定義出有源區(qū)，于所述有源區(qū)四周形成淺溝道隔離槽；2)依據(jù)有源區(qū)的位置采用離子注入工藝于所述半導(dǎo)體襯底中形成N型阱注入?yún)^(qū)，并在所述N型阱注入?yún)^(qū)兩側(cè)分別形成第一 P型阱注入?yún)^(qū)及第二 P型阱注入?yún)^(qū)；3)于所述第一 P型阱注入?yún)^(qū)內(nèi)制作第一 NMOS晶體管及第三NMOS晶體管，于所述N型阱注入?yún)^(qū)內(nèi)制作第一 PMOS晶體管及第二 PMOS晶體管，于所述第二 P型阱注入?yún)^(qū)內(nèi)制作第二 NMOS晶體管及第四NMOS晶體管，其中，所述第一、第二 NMOS晶體管、第一、第二 PMOS晶體管的源漏極結(jié)構(gòu)均具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，所述第三、第四NMOS晶體管的源極結(jié)構(gòu)具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，漏極結(jié)構(gòu)不具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)；4)制作金屬連線，以完成所述存儲單元的制作。在本發(fā)明的的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法中，所述步驟3)包括步驟3-1)形成橫跨所述第一 P型阱注入?yún)^(qū)及N型阱注入?yún)^(qū)的第一柵極、以及橫跨所述N型阱注入?yún)^(qū)及第二 P型阱注入?yún)^(qū)的第二柵極，并于所述第一 P型阱注入?yún)^(qū)及第二 P型阱注入?yún)^(qū)的預(yù)設(shè)位置形成第三柵極及第四柵極；3-2)制作掩膜版并進(jìn)行第一次離子注入，形成第一、第二 NMOS晶體管、第一、第二 PMOS晶體管源漏極結(jié)構(gòu)的袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，并形成第三、第四NMOS晶體管的源極結(jié)構(gòu)的袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)；3-3)分別于所述第一、第二、第三、第四柵極形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)，然后采用自對準(zhǔn)工藝形成第一、第二、第三、第四NMOS晶體管及第一、第二 PMOS晶體管的源極及漏極，其中，所述第一 NMOS晶體管及所述第一 PMOS晶體管共用第一柵極，所述第二 NMOS晶體管及所述第二 PMOS晶體管共用第二柵極。在本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法中，所述第一 NMOS晶體管的漏極與所述第三NMOS晶體管的源極共用，所述第二 NMOS晶體管的漏極與所述第四NMOS晶體管的源極共用。在本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法所述步驟4)中，所述第一NMOS晶體管與所述第一 PMOS晶體管互連形成第一反相器，所述第二 NMOS晶體管與所述第
二PMOS晶體管互連形成第二反相器，所述第三NMOS晶體管的源極同時連接所述第一反相器的輸出端及所述第二反相器的輸入端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線，所述第四NMOS晶體管的源極同時連接所述第一反相器的輸入端及所述第二反相器的輸出端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線非。在本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法中，所述半導(dǎo)體襯底為體硅襯底或絕緣體上硅襯底。如上所述，本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元及其制作方法，具有以下有益效果所述存儲器單元包括兩個反相器及傳輸門，所述反相器由一結(jié)構(gòu)對稱的NMOS晶體管及結(jié)構(gòu)對稱的PMOS晶體管互連組成，所述傳輸門由兩個源漏結(jié)構(gòu)非對稱的NMOS晶體管組成，所述源漏結(jié)構(gòu)非對稱NMOS晶體管的源極結(jié)構(gòu)具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，而漏極結(jié)構(gòu)不具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)。本發(fā)明采用了具有非對稱結(jié)構(gòu)的傳輸門N型晶體管，通過去掉漏極的淺摻雜延伸區(qū)(LDD)和袋區(qū)(Pocket)引入的非對稱，不改變器件加工工藝，不額外增加版圖，不破壞器件使用壽命，且由此引起的電學(xué)非對稱性明顯優(yōu)于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明工藝簡單，有利于降低成本，適用于工業(yè)生產(chǎn)。


圖I顯示為本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元電路原理示意圖。圖2顯示為本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元對稱結(jié)構(gòu)MOS晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。圖3顯示為本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元源漏結(jié)構(gòu)非對稱的NMOS晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。圖4顯示為本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法步驟I)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5顯示為本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法步驟2)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6 7顯示為本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法步驟3)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的電學(xué)特性圖。元件標(biāo)號說明10第一反相器101第一 PMOS 晶體管102第一 NMOS 晶體管11第二反相器111第 PMOS 晶體管112第 NMOS 晶體管12第三NMOS晶體管13第四NMOS晶體管141存儲節(jié)點(diǎn)Q142存儲節(jié)點(diǎn) Q_Bar20a、20b、20c 及 20d 有源區(qū)21第一 P型阱注入?yún)^(qū)
22N型阱注入?yún)^(qū)23第二 P型阱注入?yún)^(qū)103第一柵極113第二柵極121第三柵極131第四柵極
具體實(shí)施例方式
以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式
加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請參閱圖f圖8。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。實(shí)施例I如圖f圖3所示，本發(fā)明提供一種六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元，所述存儲器單元至少包括第一反相器10，由第一 PMOS晶體管101及第一 NMOS晶體管102組成；第二反相器11，由第二 PMOS晶體管111及第二 NMOS晶體管112組成；傳輸門，由第三NMOS晶體管12及第四NMOS晶體管13組成；其中，所述第三NMOS晶體管12的源極同時連接所述第一反相器10的輸出端及所述第二反相器11的輸入端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線；所述第四NMOS晶體管13的源極同時連接所述第一反相器10的輸入端及所述第二反相器11的輸出端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線非；所述第三NMOS晶體管12及第四NMOS晶體管13的源極結(jié)構(gòu)具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，漏極結(jié)構(gòu)沒有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)。即所述第三NMOS晶體管12及第四NMOS晶體管13具有源漏非對稱結(jié)構(gòu)，其效果是，在相同的電壓下，所述第三NMOS晶體管12及第四NMOS晶體管13從漏極往源極流出的電流小于從源極往漏極流出的電流。在本實(shí)施例中，所述第一 PMOS晶體管101及第二 PMOS晶體管111的源極連接電源VDD，漏極分別與所述第一 NMOS晶體管102及第二 NMOS晶體管112的漏極相連，作為反相器的輸出端，所述第一 PMOS晶體管101及第二 PMOS晶體管111的柵極分別所述第一 NMOS晶體管102及第二 NMOS晶體管112的柵極相連，作為反相器的輸入端，所述第一匪OS晶體管102及第二 NMOS晶體管112的源極接地，以實(shí)現(xiàn)第一反相器10及第二反相器11的功能。在本實(shí)施例中，所述第一 PMOS晶體管101、第二 PMOS晶體管111、第一 NMOS晶體管102、第二 NMOS晶體管112均為源漏結(jié)構(gòu)對稱的晶體管；當(dāng)然，在其它的實(shí)施例中，所述第一 PMOS晶體管101、第二 PMOS晶體管111、第一 NMOS晶體管102、第二 NMOS晶體管112的結(jié)構(gòu)可以按需求做任何的改變，只需保證反相器的正常工作即可。
在本實(shí)施例中，所述六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作襯底為體硅襯底或者絕緣體上硅襯底。當(dāng)然，在其它的實(shí)施例中，所述六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作襯底也可以是錯襯底，娃錯襯底或碳化娃襯底等一切預(yù)期的襯底?，F(xiàn)以本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的寫入數(shù)據(jù)“O”為例來描述數(shù)據(jù)的寫入階段當(dāng)字線WL處于高電平有效時，傳輸門的第三NMOS晶體管12 (下面省略為PGl)和第四NMOS晶體管13 (下面省略為PG2)均處于開啟狀態(tài)，寫入數(shù)據(jù)“O”通過寫入電路變成“O”和“I”分別加載到位線(BL)和位線非(BL_bar)上，最終使得存儲節(jié)點(diǎn)Q141和Q_Barl42處于狀態(tài)“O”和狀態(tài)“I”。由于傳輸門晶體管反向?qū)芰^強(qiáng)，其兩端分壓也較小，使得存儲節(jié)點(diǎn)Q141的狀態(tài)“O”電位能夠足夠低而不引起存儲器單元狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，即保證了寫入狀態(tài)的穩(wěn)定性；
現(xiàn)以本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的讀出數(shù)據(jù)“O”為例來描述數(shù)據(jù)的讀出階段位線(BL)和位線非(BL_bar)首先被預(yù)沖到高電位，然后使字線WL處于高電平有效，傳輸門NMOS晶體管PGl和PG2均處于開啟狀態(tài)，由于存儲節(jié)點(diǎn)Q141此時處于低電位，位線(BL)通過開啟的PGl往存儲節(jié)點(diǎn)Q141充電，Q電位升高,而位線BL電位下降，通過感知兩條位線的電位差，即可讀數(shù)據(jù)“O”。由于傳輸門晶體管正向?qū)芰^弱，其兩端分壓也較大，使得Q點(diǎn)的狀態(tài)“O”電位不至于被拉高過度而引起存儲器單元狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，即保證了讀出狀態(tài)的穩(wěn)定性。實(shí)施例2請參閱圖3及圖Γ7本實(shí)施例提供一種六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法，所述制作方法至少包括以下步驟如圖4所示，首先進(jìn)行步驟1)，提供一半導(dǎo)體襯底，并在所述半導(dǎo)體襯底中定義出有源區(qū)20a、20b、20c和20d，于所述有源區(qū)四周形成淺溝道隔離槽(未予圖示)；具體地，先定義出有源區(qū)20a、20b、20c和20d，然后在有源區(qū)四周刻蝕出淺溝道，最后于所述淺溝道內(nèi)填充絕緣材料以形成所述淺溝道隔離槽。在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底為體硅襯底或絕緣體上硅襯底，所述絕緣材料為二氧化硅。如圖5所示，然后進(jìn)行步驟2 )，依據(jù)有源區(qū)20a、20b、20c和20d的位置采用離子注入工藝于所述半導(dǎo)體襯底中形成N型阱注入?yún)^(qū)22，并在所述N型阱注入?yún)^(qū)22兩側(cè)分別形成第一 P型阱注入?yún)^(qū)21及第二 P型阱注入?yún)^(qū)23 ;其中，所述N型阱注入?yún)^(qū)22用于制備第一PMOS晶體管101及第二 PMOS晶體管111，所述第一 P型阱注入?yún)^(qū)21用于制備第一 NMOS晶體管102及第三NMOS晶體管12，所述第二 P型阱注入?yún)^(qū)23用于制備第二 NMOS晶體管112及第四NMOS晶體管13。在本實(shí)施例中，所述P型離子為硼，N型離子為磷。如圖2 3及圖6 7所示，接著進(jìn)行步驟3)于所述第一 P型阱注入?yún)^(qū)21內(nèi)制作第一 NMOS晶體管102及第三NMOS晶體管12，于所述N型阱注入?yún)^(qū)22內(nèi)制作第一 PMOS晶體管101及第二 PMOS晶體管111，于所述第二 P型阱注入?yún)^(qū)23內(nèi)制作第二 NMOS晶體管112及第四NMOS晶體管13，其中，所述第一、第二 NMOS晶體管102、112、第一、第二 PMOS晶體管101、111的源漏極結(jié)構(gòu)307、308均具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)302、303、304、305，所述第三、第四NMOS晶體管12、13的源極結(jié)構(gòu)407具有袋區(qū)402及淺摻雜延伸區(qū)404，漏極結(jié)構(gòu)408不具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)。在本實(shí)施例中，所述步驟3 )包括步驟
3-1)形成橫跨所述第一 P型阱注入?yún)^(qū)21及N型阱注入?yún)^(qū)22的第一柵極103、以及橫跨所述N型阱注入?yún)^(qū)22及第二 P型阱注入?yún)^(qū)23的第二柵極113，并于所述第一 P型阱注入?yún)^(qū)21及第二 P型阱注入?yún)^(qū)23的預(yù)設(shè)位置形成第三柵極121及第四柵極131 ；3-2)制作掩膜版并進(jìn)行第一次離子注入，形成第一 NMOS晶體管102、第二 NMOS晶體管112、第一 PMOS晶體管101、第二 PMOS晶體管111源漏極結(jié)構(gòu)的袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，并形成第三NMOS晶體管12、第四NMOS晶體管13的源極結(jié)構(gòu)的袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)；3-3)分別于所述第一、第二、第三、第四柵極103、113、121、131形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)306、406，然后采用自對準(zhǔn)工藝形成第一、第二、第三、第四NMOS晶體管102、112、12、13及第一、第二 PMOS晶體管101、111的源極及漏極307、308、407、408，其中，所述第一 NMOS晶體管102及所述第一 PMOS晶體管101共用第一柵極103，所述第二 NMOS晶體管112及所述第二 PMOS晶體管111共用第二柵極113。在本實(shí)施例中，所述第一 NMOS晶體管102的漏極與所述第 三NMOS晶體管12的源極共用，所述第二 NMOS晶體管112的漏極與所述第四NMOS晶體管13的源極共用。所述第一、第二 PMOS晶體管101、111及第一、第二 NMOS晶體管102、112的結(jié)構(gòu)如圖2所示，所述第三、第四NMOS晶體管12、13的結(jié)構(gòu)如圖3所示。最后進(jìn)行步驟4)制作金屬連線，以完成所述存儲單元的制作。具體地，將所述第一 NMOS晶體管102與所述第一 PMOS晶體管101互連形成第一反相器10，所述第二 NMOS晶體管112與所述第二 PMOS晶體管111互連形成第二反相器11，所述第三NMOS晶體管12的源極同時連接所述第一反相器10的輸出端及所述第二反相器
11的輸入端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線，所述第四NMOS晶體管13的源極同時連接所述第一反相器10的輸入端及所述第二反相器11的輸出端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線非。本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法的所有工藝步驟與現(xiàn)有工藝完全相同，也沒有額外的版圖支出，用最經(jīng)濟(jì)的方式達(dá)到了增強(qiáng)存儲器單元讀寫操作穩(wěn)定性的目的。圖8顯示為本發(fā)明六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的轉(zhuǎn)移特性，其中正向電流501定義為從漏極向源極方向，反向電流502定義為從源極向漏極方向。可以看出，通過去掉漏極淺摻雜延伸區(qū)LDD和袋區(qū)Pocket，可以實(shí)現(xiàn)非常明顯的非對稱結(jié)果。由于沒有漏極LDD，器件在正向工作時(即寫操作)，碰撞電離產(chǎn)生的熱載流子無法注入到柵氧而只能注入到側(cè)墻內(nèi)，從而減弱了器件的應(yīng)力損傷，延長了器件的使用壽命。綜上所述，在本發(fā)明的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元及其制作方法中，所述存儲器單元包括兩個反相器及傳輸門，所述反相器由一結(jié)構(gòu)對稱的NMOS晶體管及結(jié)構(gòu)對稱的PMOS晶體管互連組成，所述傳輸門由兩個源漏結(jié)構(gòu)非對稱的NMOS晶體管組成，所述源漏結(jié)構(gòu)非對稱NMOS晶體管的源極結(jié)構(gòu)具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，而漏極結(jié)構(gòu)不具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)。本發(fā)明采用了具有非對稱結(jié)構(gòu)的傳輸門N型晶體管，通過去掉漏極的淺摻雜延伸區(qū)(LDD)和袋區(qū)(Pocket)引入的非對稱，不改變器件加工工藝，不額外增加版圖，不破壞器件使用壽命，且由此引起的電學(xué)非對稱性明顯優(yōu)于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明工藝簡單，有利于降低成本，適用于工業(yè)生產(chǎn)。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或 改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元，其特征在于，所述存儲器單元至少包括 第一反相器，由第一 PMOS晶體管及第一 NMOS晶體管組成； 第二反相器，由第二 PMOS晶體管及第二 NMOS晶體管組成； 傳輸門，由第三NMOS晶體管及第四NMOS晶體管組成； 其中，所述第三NMOS晶體管的源極同時連接所述第一反相器的輸出端及所述第二反相器的輸入端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線； 所述第四NMOS晶體管的源極同時連接所述第一反相器的輸入端及所述第二反相器 的輸出端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線非； 所述第三NMOS晶體管及第四NMOS晶體管的源極結(jié)構(gòu)具有袋區(qū)和淺摻雜延伸區(qū)，漏極結(jié)構(gòu)沒有袋區(qū)和淺摻雜延伸區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元，其特征在于在相同的電壓下，所述第三NMOS晶體管及第四NMOS晶體管從漏極往源極流出的電流小于從源極往漏極流出的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元，其特征在于所述第一PMOS晶體管、第二 PMOS晶體管、第一 NMOS晶體管、第二 NMOS晶體管均為源漏結(jié)構(gòu)對稱的晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元，其特征在于所述六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作襯底為體硅襯底或者絕緣體上硅襯底。
5.一種六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法，其特征在于所述制作方法至少包括以下步驟 1)提供一半導(dǎo)體襯底，并在所述半導(dǎo)體襯底中定義出有源區(qū)，于所述有源區(qū)四周形成淺溝道隔離槽； 2)依據(jù)有源區(qū)的位置采用離子注入工藝于所述半導(dǎo)體襯底中形成N型阱注入?yún)^(qū)，并在所述N型阱注入?yún)^(qū)兩側(cè)分別形成第一 P型阱注入?yún)^(qū)及第二 P型阱注入?yún)^(qū)； 3)于所述第一P型阱注入?yún)^(qū)內(nèi)制作第一 NMOS晶體管及第三NMOS晶體管，于所述N型阱注入?yún)^(qū)內(nèi)制作第一 PMOS晶體管及第二 PMOS晶體管，于所述第二 P型阱注入?yún)^(qū)內(nèi)制作第二 NMOS晶體管及第四NMOS晶體管，其中，所述第一、第二 NMOS晶體管、第一、第二 PMOS晶體管的源漏極結(jié)構(gòu)均具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，所述第三、第四NMOS晶體管的源極結(jié)構(gòu)具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，漏極結(jié)構(gòu)不具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)； 4)制作金屬連線，以完成所述存儲單元的制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法，其特征在于所述步驟3)包括步驟 3-1)形成橫跨所述第一 P型阱注入?yún)^(qū)及N型阱注入?yún)^(qū)的第一柵極、以及橫跨所述N型阱注入?yún)^(qū)及第二 P型阱注入?yún)^(qū)的第二柵極，并于所述第一 P型阱注入?yún)^(qū)及第二 P型阱注入?yún)^(qū)的預(yù)設(shè)位置形成第三柵極及第四柵極； 3-2)制作掩膜版并進(jìn)行第一次離子注入，形成第一、第二 NMOS晶體管、第一、第二 PMOS晶體管源漏極結(jié)構(gòu)的袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，并形成第三、第四NMOS晶體管的源極結(jié)構(gòu)的袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)； 3-3)分別于所述第一、第二、第三、第四柵極形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)，然后采用自對準(zhǔn)工藝形成第一、第二、第三、第四NMOS晶體管及第一、第二 PMOS晶體管的源極及漏極，其中，所述第一NMOS晶體管及所述第一 PMOS晶體管共用第一柵極，所述第二匪OS晶體管及所述第二 PMOS晶體管共用第二柵極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法，其特征在于所述第一 NMOS晶體管的漏極與所述第三NMOS晶體管的源極共用，所述第二 NMOS晶體管的漏極與所述第四NMOS晶體管的源極共用。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法，其特征在于所述步驟4)中，所述第一 NMOS晶體管與所述第一 PMOS晶體管互連形成第一反相器，所述第二 NMOS晶體管與所述第二 PMOS晶體管互連形成第二反相器，所述第三NMOS晶體管的源極同時連接所述第一反相器的輸出端及所述第二反相器的輸入端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線，所述第四NMOS晶體管的源極同時連接所述第一反相器的輸入端及所述第二反相器的輸出端，柵極連接存儲器的字線，漏極連接存儲器的位線非。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元的制作方法，其特征在于所述半導(dǎo)體襯底為體硅襯底或絕緣體上硅襯底。
全文摘要
本發(fā)明提供一種六晶體管靜態(tài)隨機(jī)存儲器單元及其制作方法，屬于存儲器設(shè)計(jì)及制造技術(shù)領(lǐng)域，所述存儲器單元包括兩個反相器及傳輸門，所述反相器由一結(jié)構(gòu)對稱的NMOS晶體管及結(jié)構(gòu)對稱的PMOS晶體管互連組成，所述傳輸門由兩個源漏結(jié)構(gòu)非對稱的NMOS晶體管組成，所述源漏結(jié)構(gòu)非對稱NMOS晶體管的源極結(jié)構(gòu)具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)，而漏極結(jié)構(gòu)不具有袋區(qū)及淺摻雜延伸區(qū)。本發(fā)明采用了具有非對稱結(jié)構(gòu)的傳輸門N型晶體管，通過去掉漏極的淺摻雜延伸區(qū)(LDD)和袋區(qū)(Pocket)引入的非對稱，不改變器件加工工藝，不額外增加版圖，不破壞器件使用壽命，且由此引起的電學(xué)非對稱性明顯優(yōu)于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明工藝簡單，有利于降低成本，適用于工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號H01L21/8244GK102779837SQ20121028965
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者伍青青, 余濤, 柴展, 王曦, 羅杰馨, 陳靜 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所