[发明专利]具有垂直定向纳米棒的泄漏降低的DRAM存储器单元及其制造方法

权利要求书

1.一种存储器单元，其包含：

垂直沟道，其在所述垂直沟道的第一端处耦合到电容器和在第二端处耦合到SiC 间隔层，所述垂直沟道包括至少一个纳米棒，其中每一纳米棒包括半导体材料的垂 直传送区，所述垂直沟道经配置以增加形成所述沟道的材料的本征带隙能量，其中 所述半导体材料包括SiGeC，所述SiGeC接触且垂直延伸自所述SiC间隔层；

电介质，其围绕所述垂直沟道，所述电介质包括一个以上Mo、W、Ta的氮氧化 物；及

场电极，其使用所述电介质而耦合到所述垂直沟道，所述场电极是栅极导体。

2.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述电容器是与动态随机存取存储器相关 联的双面电容器。

3.根据权利要求1或2中任一权利要求所述的存储器单元，其中所述垂直沟道使用至 少一个共用掺杂区而耦合到所述电容器。

4.根据权利要求3所述的存储器单元，其中所述至少一个掺杂区由硅衬底形成。

5.根据权利要求4所述的存储器单元，其中所述垂直沟道包括具有圆形横截面的沟道 部分。

6.根据权利要求5所述的存储器单元，其中所述圆形横截面具有介于0.5nm到15nm 之间的直径。

7.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述场电极经配置以调节与所述电容器相 关联的放电电流。

8.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述垂直沟道的长度小于250nm。

9.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述电介质经配置以支持沿所述垂直沟道 的电场以便在所述第一端处使电荷与共用掺杂区耦合。

10.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述电介质经配置以与沟道尺寸及所述沟 道材料中的至少一者协作以增加所述本征带隙能量。

11.一种存储器单位，其包含：

沟道区，其包含至少一个纳米棒，其中所述至少一个纳米棒包括半导体材料的垂 直传送区，所述垂直传送区的所述半导体材料具有从其在体形式中的本征带隙能量 增加的带隙能量，其中所述半导体材料包括SiGeC层，所述SiGeC层接触且垂直 延伸自SiC层；

栅极区，其将所述至少一个纳米棒的至少一部分包围在所述垂直传送区中；

沟道区，其包括至少一个纳米棒，其中所述至少一个纳米棒包括半导体材料的垂 直传送区；

电介质，所述电介质接触所述沟道区，所述电介质包括一个以上Mo、W、Ta、 Hf、Al的氮氧化物；及

第一漏极/源极区，其耦合到所述至少一个纳米棒的支撑电容器单元的一端处。

12.根据权利要求11所述的存储器单位，其中所述第一源/漏区具有足够大的尺寸，以 使所述第一源/漏区不具有量子尺寸效应。

13.根据权利要求11或12中任一权利要求所述的存储器单位，其中所述沟道区在第二 源/漏区上且与其相接触，所述第二源/漏区使用穿过衬底的通孔耦合至接地平面， 所述存储器单位的组件布置在所述衬底上。

14.根据权利要求11或12中任一权利要求所述的存储器单位，其中所述沟道区经配置 以降低与所述电容器单元相关联的关闭状态泄漏电流。

15.根据权利要求11或12中任一权利要求所述的存储器单位，其中所述栅极区包括共 用栅极材料，所述共用栅极材料包含栅极电介质及栅极导体中的至少一者。

16.根据权利要求11或12中任一权利要求所述的存储器单位，其中所述栅极区经配置 以使用共同栅极电极。

17.根据权利要求11或12中任一权利要求所述的存储器单位，其中所述至少一个纳米 棒的直径介于0.5nm与20nm之间。

18.根据权利要求11或12中任一权利要求所述的存储器单位，其中所述沟道区、所述 栅极区、所述电介质以及所述第一源/漏区布置在单晶硅衬底上。