一种三维存储器、芯片封装结构及电子设备制造技术

本申请提供一种三维存储器、芯片封装结构及电子设备，涉及电子设备技术领域。本申请的三维存储器能够在有限的布件空间内，提高DRAM芯片的存储能力，并且三维存储器中电容器的制作工艺难度较小，DRAM芯片的产品合格率和可靠性较高。本申请实施例提供一种包括基底和存储阵列层的三维存储器。其中，存储阵列层包括至少一个存储结构，存储结构包括并排设置于基底上的N个电容器。电容器包括沿远离基底的方向、依次层叠设置于基底上的第一电极、第一介电层以及第二电极；其中，N≥2，N为整数。本申请实施例提供的三维存储器用于存储数据。例提供的三维存储器用于存储数据。例提供的三维存储器用于存储数据。

【技术实现步骤摘要】
一种三维存储器、芯片封装结构及电子设备


[0001]本申请涉及电子设备
，尤其涉及一种三维存储器、芯片封装结构及电子设备。

技术介绍

[0002]为了满足半导体集成电路的小型化和高集成度的要求，终端内部的存储器需要兼具体积小、存储量大的特点。
[0003]以动态随机存取存储器(dynamic random access memory,DRAM)为例，现有DRAM中的存储单元所采用的电容器可以为如图1所示的圆柱形电容器01。为了减小DRAM的体积，圆柱形电容器01的直径已经逼近2x nm工艺(第二代10nm级工艺)级别。并且，圆柱形电容器01的中间介电层的厚度已经接近量子隧穿的物理极限值。因此限制了DRAM存储器件进一步微缩的可能性，使得存储量较大的存储器很难设置于有限的布件空间内。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供一种三维存储器、芯片封装结构及电子设备，能够在有限的布件空间内，提高DRAM芯片的存储能力，并且三维存储器中电容器的制作工艺难度较小，DRAM 芯片的产品合格率和可靠性较高。
[0005]为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本申请一些实施例提供一种包括基底和存储阵列层的三维存储器。其中，存储阵列层包括至少一个存储结构，存储结构包括并排设置于基底上的N个电容器。电容器包括沿远离基底的方向、依次层叠设置于基底上的第一电极、第一介电层以及第二电极；其中， N≥2，N为整数。
[0007]由于本申请实施例提供的三维存储器中的电容器包括在基底上、沿远离基底的方向依次层叠设置的第一电极、第一介电层以及第二电极。在此情况下，上述第一电极、第一介电层以及第二电极可以为采用薄膜、曝光、显影、刻蚀工艺依次层叠于基底上的薄膜层。这种结构设计能够减小电容器在垂直于基底的方向上的尺寸。在此基础上，上述存储结构包括并排设置于基底上的N个电容器，这样一来，在与基底的承载面平行的方向上，能够设置N个电容器。在此情况下，相对于圆柱形电容器而言，由于该电容器在垂直于基底的方向上的尺寸较大，而本申请实施例中电容器在垂直于基底的方向上的尺寸较小。因此，本申请实施例中的三维存储器能够在基底上叠加多层上述存储阵列层，即电容器设置有多层，从而在有限的布件空间内，提高三维存储器的存储容量，使得在进入1xnm(第一代10nm级工艺)之后能够实现DRAM芯片内的扩容。并且薄膜层结构的电容器的制作工艺难度较低，从而制作多层存储阵列层的制作工艺难度也较低。基于以上，本申请实施例三维存储器中的多个电容器一致性较好、缺陷态低，使得三维存储器中的电子器件不良率较低，电子器件的可靠性较高。
[0008]在第一方面的一种可能的实现方式中，第一介电层覆盖第一电极远离基底的表
面、以及第一电极的至少一个侧面，第二电极覆盖第一介电层远离基底的表面、以及第一介电层的至少一个侧面；其中，相邻的两个电容器的第二电极间隔设置。由于第一介电层同时覆盖在第一电极远离基底的表面以及第一电极的一个或多个侧面上，第二电极覆盖同时覆盖在第一介电层远离基底的表面、以及第一介电层的一个或多个侧面上。所以，电容器中的第一电极与第二电极之间的正对面积较大，能够在保证电容器的电容量满足存储需求的情况下，电容器的体积较小，从而提高每层存储阵列层中电容器的分布数量，进一步提高三维存储器的容量。
[0009]在第一方面的一种可能的实现方式中，N个电容器的第一介电层相连接为一体结构，能够一次采用一道工艺(如薄膜沉积工艺)制作N个电容器的第一介电层，工艺简单，降低了制作成本。
[0010]在第一方面的一种可能的实现方式中，三维存储器包括沿垂直于基底的方向、层叠设置的M层存储阵列层。其中，M≥2，M为整数。三维存储器还包括第二介电层，第二介电层位于相邻的两层存储阵列层之间。对于堆叠有两层以上的存储阵列层的三维存储器，制作第二介电层将相邻的两层存储阵列电隔离开。
[0011]在第一方面的一种可能的实现方式中，N个电容器沿第一方向并排设置，第一电极的第一截面为梯形。其中，第一截面与第一方向平行、且与基底垂直。由于第一电极的边角处的拐角较为平滑，所以，能够减少第一电极的边角处出现缺陷态，电容器的合格率较高。
[0012]在第一方面的一种可能的实现方式中，存储结构还包括N个选通晶体管、字线及位线，一个选通晶体管的第一极与一个电容器的第一电极电连接，字线与N个选通晶体管的栅极电连接，位线与N个选通晶体管的第二极电连接，以实现电容器的数据读取和写入。
[0013]在第一方面的一种可能的实现方式中，存储结构还包括N个选通晶体管和字线，一个选通晶体管的第一极与一个电容器的第一电极电连接，字线与N个选通晶体管的栅极电连接。三维存储器还包括沿垂直于基底的方向、层叠设置的M层存储阵列层。其中，M≥2，M为整数。三维存储器还包括N条位线，位线贯穿M层存储阵列层、且与M层存储阵列层中位于同一位置的M个选通晶体管的第二极电连接。其中，同一位置的M个选通晶体管在基底上的垂直投影重叠。该方案同样能够实现电容器的数据读取和写入，并且位线的长度较短。
[0014]在第一方面的一种可能的实现方式中，字线设置于选通晶体管的有源层远离基底的一侧，字线与有源层搭接的部分作为选通晶体管的栅极，便于采用一次构图工艺同时制作字线和选通晶体管的栅极，简化工艺步骤。
[0015]在第一方面的一种可能的实现方式中，第一电极的第二截面为长方形。其中，第二截面与第一方向、基底均垂直。长方形的长度方向与第一方向垂直、且与基底平行。第一电极的侧面包括与第一方向均垂直的第一侧面和第二侧面，第一介电层和第二电极依次覆盖第一侧面和第二侧面。对于长条形的第一电极，第一介电层和第二电极依次覆盖第一电极沿长度方向的第一侧面和第二侧面，能够使得第一电极和第二电极之间的正对面积较大。基于以上，该方案能够缩小长条形第一电极的体积，在有限的布件空间内，该方案能够增大每层存储阵列层所能排布的电容器的数量，从而增大三维存储器的容量。
[0016]在第一方面的一种可能的实现方式中，第一电极的侧面还包括与第一方向均平行的第三侧面和第四侧面，第三侧面靠近选通晶体管设置、且与选通晶体管的第一极电连接，第一介电层和第二电极还依次覆盖第四侧面，进一步增加第一电极和第二电极的正对面
积，进一步缩小长条形第一电极的体积。并且将选通晶体管靠近第一电极的第三侧面设置，不需相邻两个电容器之间预留选通晶体管的位置，使得相邻两个电容器之间的间距较小，进一步提高单层存储阵列层所能排布的电容器的数量，从而增大三维存储器的容量。
[0017]在第一方面的一种可能的实现方式中，基底为硅基底，选通晶体管的第一极、第二极以及有源层集成于硅基底内，选通晶体管的第一极所电连接的电容器的第一电极与选通晶体管的栅极同层同材料。该方案能够采用同一次构图工艺同时制作电容器的第一电极与选通晶体管的栅极，减少工艺流程，降低制作成本。
[0018]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述存储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维存储器，其特征在于，包括：基底；存储阵列层，所述存储阵列层包括至少一个存储结构，所述存储结构包括并排设置于所述基底上的N个电容器，所述电容器包括沿远离所述基底的方向、依次层叠设置于所述基底上的第一电极、第一介电层以及第二电极；其中，N≥2，N为整数。2.根据权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述第一介电层覆盖所述第一电极远离所述基底的表面、以及所述第一电极的至少一个侧面；所述第二电极覆盖所述第一介电层远离所述基底的表面、以及所述第一介电层的至少一个侧面；其中，相邻的两个所述电容器的第二电极间隔设置。3.根据权利要求2所述的三维存储器，其特征在于，所述N个电容器的第一介电层相连接为一体结构。4.根据权利要求1所述的三维存储器，其特征在于，所述三维存储器包括沿垂直于所述基底的方向、层叠设置的M层所述存储阵列层；其中，M≥2，M为整数；所述三维存储器还包括第二介电层，所述第二介电层位于相邻的两层所述存储阵列层之间。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的三维存储器，其特征在于，所述N个电容器沿第一方向并排设置，所述第一电极的第一截面为梯形，其中，所述第一截面与所述第一方向平行、且与所述基底垂直。6.根据权利要求5所述的三维存储器，其特征在于，所述存储结构还包括：N个选通晶体管，一个所述选通晶体管的第一极与一个所述电容器的第一电极电连接；字线，与所述N个选通晶体管的栅极电连接；位线，与所述N个选通晶体管的第二极电连接。7.根据权利要求5所述的三维存储器，其特征在于，所述存储结构还包括：N个选通晶体管，一个所述选通晶体管的第一极与一个所述电容器的第一电极电连接；字线，与所述N个选通晶体管的栅极电连接；所述三维存储器还包括沿垂直于所述基底的方向、层叠设置的M层所述存储阵列层，其中，M≥2，M为整数；所述三维存储器还包括：N条位线，所述位线贯穿所述M层所述存储阵列层、且与所述M层存储阵列层中位于同一位置的M个所述选通晶体管的第二极电连接；其中，同一位置的M个所述选...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾俊星，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：