浅析动态随机存储器DRAM集成工艺

在当前计算密集的高性能系统中，动态随机存储器（DRAM）和嵌入式动态随机存取存储器（embedded-DRAM，eDRAM)是主要的动态快速读/写存储器。

先进的 DRAM 存储单元有两种，即深沟槽（Deep Tench）式存储单元和堆叠（Slack）式电容存储单元。

70nm 技术节点后，堆叠式电容存储单元逐渐成为业界主流。为了使系统向更高速、高密度、低功耗不断优化，DRAM存储单元也在不断微缩（如14nm 工艺节点）。

上图所示为 DRAM 的制造工艺流程。由图可见，堆叠式电容存储单元在 CMOS 场效应晶体管之后(MOL中）形成的，主要用于制造独立式的高密度 DRAM；而深沟槽式电容存储单元是在 CMOS 场效应晶体管之前（FEOL 之始）形成的，因此不会影响CMOS 场效应晶体管的特性，比较适合将DRAM 和逻辑电路集成在同一晶片上，因此称为eDRAM （嵌人式 DRAM)。

新型的 eDRAM 可以集成在 14nm 高性能的 FinFET 逻辑技术平合上（利用SOI 和高K 金属栅技术)，如图所示。

深沟槽式电容器在 FEOL 的开始阶段就已经形成，单元沟槽电容可达 10fF。

电容器的上电极采用的是用原子层沉积（ALD）的TiN 薄膜。

填充在沟槽电容器的重掺杂多晶硅连接到鳍式场效应晶体管（FinFET)，即存储单元的传输管 (Pass Transistor)。

审核编辑：刘清