[发明专利]固定值存储单元装置及其制作方法

说明书

许多电子系统都需要其内固定地写入有数据的存储器。此类存储器被称作固定值存储器，读存储器，或固定值存储器。

为了写入大量的数据，作为读存储器大多利用其上有铝敷层的塑料盘。这些塑料盘在其铝敷层中具有两种点式的凹陷，这些凹陷被赋予逻辑值零和1。在这些凹陷的布局中，信息是数字式地存储的。此类盘被称作CD盘，并广泛地用于音乐的数字存储。

为了读出存储在CD盘上的数据，采用一个阅读器，盘在该阅读器内机械地旋转。点式的凹陷经由一个激光二极管和一个光电二极管被扫描。其中，典型的扫描频率为2×40kHz。在一个CD盘上可存储5千兆位信息。

阅读器具有运动件，这些运动件受到机械磨损，所占的体积较大并且只能慢速地取数。此外，该阅读器还对振动敏感，并因此只可有限度地用在移动式系统中。

为了存储较少量的数据，公开了以半导体为基础的固定值存储器。此类存储器大多是作为平面型的、集成的、采用MOS晶体管的硅电路实现的。其中的MOS晶体管分别经由与字线相连的栅极被选择。MOS晶体管的输入端与参考线相连，其输出端与位线相连。在读出过程中，按电流是否流过晶体管计数。存储的信息被相应地赋值。从技术上说，存储信息的完成措施大多在于，MOS晶体管通过在沟道区内不同的离子注入具有不同的截止电压。

这些以半导体为基础的存储器可随机地访问存储的信息。读出信息所需的电功率大大小于在具有机械式传动机构的阅读器中读出信息所需的电功率。由于为了读出信息不需要机械式传动机构，所以不存在机械磨损和对振动的敏感性。因此，以半导体为基础的固定值存储器也可用于移动式系统。

所描述的硅存储器具有平面式结构。据此，每个存储单元需要占用最小的面积约6至8F²，其中，F为在具体的工艺中可制作的最小结构尺寸。据此，在1微米级工艺中，平面式硅存储器被限定的存储密度约0.14位/微米²。

已经公开的是，在平面型硅存储器中，通过成行地布置MOS晶体管来提高存储密度。在每一行中，MOS晶体管是串联的。通过“与非”结构意义上的成行地选择，MOS晶体管被读出。为此，每行只需两个接点。在这两个接点之间，设在该行中的MOS晶体管是串联的。相邻的MOS晶体管的互连的源/漏区可作为连在一起的掺杂区来实现。据此，每个存储单元所占的面积可减少到理论上4F²(F为在具体的工艺中可制作的最小结构尺寸)。譬如，H·Kawagoe和N·Tsuji在IEEE J.Solid-StateCircuits，vol.SC-11，P.360，1976中公开了这种存储单元装置。

本发明的任务在于提供一种在半导体基础上的固定值存储单元装置，其中，存储器密度得以增加，并且这种固定值存储单元装置可用很少几个工序制作，且其产出率很高。另外，还应提供一种用于制作这种存储单元装置的方法。

在本发明的固定值存储单元装置中，存储单元分别设在半导体衬底的主面内的平行伸展的行中。在半导体衬底的主面内具有纵向的沟槽。这些纵向的沟槽平行于上述行伸展。这些纵向沟槽至少与行一样长。这些行分别交替地处于相邻的纵向沟槽之间和处于沟槽的底部。半导体衬底的主面是通过纵向沟槽被结构化的。行中的每个第二行处在纵向沟槽的底部，处在纵向沟槽之间的行位于限定这些纵向沟槽的材料上。

相邻的行是通过一个隔离结构相互隔离的。该隔离结构沿垂直方向隔离相邻的行。下列情况在发明的范畴之中，即隔离结构是通过沿纵向沟槽的侧壁设置的隔离侧墙，和分别设在半导体衬底中的相邻的纵向沟槽之间的、防止在相邻的行之间的半导体衬底中形成导通沟道的掺杂层，即所谓的沟道截止层构成的。掺杂层有利地是在分别处于相邻的纵向沟槽之间的半导体衬底材料中构成的，并且其在半导体衬底中的深度小于纵向沟槽的深度。这种隔离在相邻的行之间不占用面积。平行于半导体衬底的主面，相邻的行是直接相互毗邻的。垂直于半导体的主面，相邻的行有一个相当于纵向沟槽深度的间距。

有利的是，沿一行设置的存储单元的MOS晶体管是串联的。其中，沿一行相邻的MOS晶体管的互连的源/漏区为连在一起的掺杂区结构。每行具有两个接点，设在该行中的MOS晶体管在这两个接点之间是串联的。经由这两个接点，处在具体的行中的MOS晶体管可在“与非”结构的意义上被选择。