[发明专利]静态随机存取存储器及其制作方法

说明书

本发明公开一种静态随机存取存储器及其制作方法，其中该静态随机存取存储器，其包含基底、第一导电型晶体管、第二导电型晶体管以及电容单元。第一导电型晶体管与第二导电型晶体管设置在基底表面，电容单元位于第一导电型晶体管与第二导电型晶体管之间，且包括一第一电极、一第二电极以及一介电层。第一电极包含多个第一突出部与一第一平坦部，其中第一突出部连接于第一平坦部并自第一平坦部的上表面突出。第二电极覆盖于第一突出部的顶面并位于相邻第一突出部之间。介电层设于该第二电极与该第一电极之间。

技术领域

本发明涉及一种静态随机存取存储器(static random-access memory，SRAM)结构及其制作方法，特别是涉及其电容具有指状突起部电极的SRAM结构及其制作方法。

背景技术

随着半导体技术的进步，所制作出的晶体管、电容、电阻等各种元件的尺寸不断缩小，以提高单位面积中的元件集成度。然而，在有限的尺寸面积中，还需研究同时能保持或提升元件效能的方法或结构。以静态随机存取存储器为例，如何在较小的单位面积中能提升其电容存储容量，仍为目前业界所需持续研究的课题。

发明内容

本发明的目的之一是在静态随机存取存储器(static random-access memory，SRAM)结构中制作具有S形状表面积的第一电极与第二电极的电容单元，以提高的SRAM结构的存储量。

本发明提供了一种SRAM结构，其包含一基底、一第一导电型晶体管、一第二导电型晶体管、一绝缘层以及一电容单元。第一导电型晶体管与第二导电型晶体管都设置在基底表面。绝缘层设置在基底上，包含一凹穴位于第一导电型晶体管与第二导电型晶体管之间，并且凹穴暴露部分基底表面。电容单元设置在凹穴中，并包括一第一电极、一第二电极以及一介电层。第一电极包含多个第一突出部与一第一平坦部，其中第一平坦部覆盖该暴露的部分基底表面，同时电连接于第一导电型晶体管的一源/漏极与第二导电型晶体管的一源/漏极。该等第一突出部共同连接于第一平坦部并自第一平坦部远离基底的表面突出。第二电极包含多个第二突出部与一第二平坦部，其中第二平坦部设置于第一突出部上，第二突出部共同连接于第二平坦部并自第二平坦部朝向基底表面突出，其中各第一突出部与各第二突出部平行交错排列。介电层设于该第二电极与该第一电极之间。

本发明另提供了一种制作SRAM结构的方法，包括先提供一基底，其中基底表面具有一第一导电型晶体管、一第二导电型晶体管以及一第一绝缘层，且该第一绝缘层覆盖第一导电型晶体管与第二导电型晶体管，然后在第一绝缘层中形成一凹穴(cavity)，且凹穴位于第一导电型晶体管与第二导电型晶体管之间，并暴露出第一导电型晶体管的一源/漏极与第二导电型晶体管的一源/漏极，接着在基底上形成一第一金属层，覆盖第一绝缘层的顶面与凹穴的侧壁与底面，再移除位于第一绝缘层顶面上的部分第一金属层。接着，进行多次突出部形成制作工艺，以在凹穴中形成多个第一突出部并且相邻第一突出部之间形成有一牺牲层。各突出部形成制作工艺分别包括先在基底上全面形成一牺牲层，使牺牲层覆盖第一绝缘层的顶面与凹穴的侧壁与底面；进行部分移除牺牲层的步骤，以移除位于第一绝缘层顶面上与覆盖凹穴底面的部分牺牲层；在基底上全面形成一第二金属层，使第二金属层覆盖该第一绝缘层的顶面与该凹穴的侧壁与底面；以及进行部分移除第二金属层的步骤，以移除位于第一绝缘层顶面上及覆盖凹穴底面的部分第二金属层，其中在进行该部分移除第二金属的步骤后，该第二金属层余留在该凹穴中的部分定义为一第一突出部。在重复多次突出部的形成制作工艺后，全面移除牺牲层，以在第一突出部之间形成多个凹槽。接着，在基底上全面形成一介电层，覆盖第一突出部的表面与第一绝缘层的表面，再于基底上全面形成一第三金属层，填入凹槽中并覆盖第一突出部的顶面与介电层的顶面，然后同时移除部分第三金属层与介电层，在一俯视方向上暴露出至少一部分第一导电型晶体管与至少一部分第二导电型晶体管。其中，在基底上余留的第一金属层与第二金属层定义为一第一电极，余留的第三金属层定义为一第二电极，且第一电极、第二电极与介电层构成一电容单元。