[发明专利]具有埋置交叉耦接互连的结构及SRAM位单元

说明书

本发明涉及具有埋置交叉耦接互连的结构及SRAM位单元，揭示包括互补场效应晶体管的结构及静态随机访问存储器位单元以及形成此类结构及位单元的方法。埋置交叉耦接互连沿垂直方向设置于第一场效应晶体管及第二场效应晶体管下方。该埋置交叉耦接互连与该第一场效应晶体管的栅极电极耦接，且该埋置交叉耦接互连还与该第二场效应晶体管的源/漏区耦接。

技术领域

本发明涉及半导体装置制造及集成电路，尤其涉及包括互补场效应晶体管的结构及SRAM位单元(bit cell)以及形成此类结构及位单元的方法。

背景技术

静态随机访问存储器(static random access memory；SRAM)可例如用以临时储存电脑系统中的数据。SRAM装置包括位单元阵列，其中，各位单元在操作期间保留单一位(single bit)的数据。各SRAM位单元可具有6晶体管(6T)设计，其包括提供储存元件的一对交叉耦接的反相器(inverter)，以及将该反相器与互补位线(bit line)连接的一对通栅(pass-gate)晶体管。该通栅晶体管由字线控制，该字线用以选择该SRAM存储器单元进行读取或写入操作。当连续供电时，SRAM装置的存储器状态持续不变，而无需数据刷新操作。

场效应晶体管的装置结构通常包括源/漏区，以及经配置以切换在该源/漏区之间的半导体本体中所形成的主动沟道(active channel)中的载流子流(carrier flow)的栅极电极。当向该栅极电极施加超过指定阈值电压的控制电压时，在该源/漏区之间的该沟道中的该载流子流产生装置输出电流。

可利用互补场效应晶体管构造SRAM位单元的反相器，其中，堆叠不同晶体管类型的源/漏区并由共用栅极电极控制主动沟道。通过延伸该栅极电极并利用上方互连结构中的金属化层将各反相器的栅极电极与相对反相器的源/漏区连接来实施交叉耦接连接。不过，这些交叉耦接连接可能需要对经生长以提供源/漏区的半导体材料图案化，且该交叉耦接连接可能促使该位单元的尺寸扩大。

需要包括互补场效应晶体管的改进的结构及SRAM位单元以及形成此类结构及位单元的方法。

发明内容

在本发明的实施例中，一种结构包括：具有栅极电极的第一场效应晶体管，具有源/漏区的第二场效应晶体管，以及沿垂直方向设置于该第一场效应晶体管及该第二场效应晶体管下方的埋置交叉耦接互连。该埋置交叉耦接互连与该第一场效应晶体管的该栅极电极耦接，且该埋置交叉耦接互连还与该第二场效应晶体管的该源/漏区耦接。

在本发明的实施例中，一种方法包括形成第一牺牲层、第二牺牲层，以及位于该第一牺牲层与该第二牺牲层之间的第三牺牲层。用介电材料替代该第一牺牲层及该第二牺牲层，以分别形成第一介电层及第二介电层。在用该介电材料替代该第一牺牲层及该第二牺牲层以后，用导体替代该第三牺牲层，以形成与第一场效应晶体管的栅极电极耦接的埋置交叉耦接互连。该方法还包括在该第二介电层上方形成第二场效应晶体管的源/漏区，以及形成将该埋置交叉耦接互连与该第二场效应晶体管的该源/漏区耦接的接触(contact)。

附图说明

包含于并构成本说明书的一部分的附图示例说明本发明的各种实施例，并与上面所作的概括说明以及下面所作的详细说明一起用以解释本发明的该些实施例。

图1显示依据本发明的实施例处于制程方法的初始制造阶段的装置结构的剖视图。

图2显示大体沿图2A中的线2-2所作的该装置结构的剖视图。

图2A显示图2的装置结构的顶视图。

图3显示大体沿图3C中的线3-3所作的该装置结构的剖视图。

图3A显示大体沿图3C中的线3A-3A所作的该装置结构的剖视图。

图3B显示大体沿图3C中的线3B-3B所作的该装置结构的剖视图。