选择性BF2+离子注入对提高DRAM刷新时间的研究

摘要

动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)电容器在存储高电位数据"1"时,将影响邻近记忆单元区晶体管栅极电场分布,从而导致漏电流增加,降低了刷新时间.研究提出针对位元线接触区、有选择性的浅掺杂漏极离子注入BF2+方案来改善刷新时间,模拟分析了其注入离子分布及电迁移,发现在位元线接触区硅基单侧浅表层形成了富硼离子注入区,且最大电迁移深度仅为60 nm,由此减少了对其它掺杂区的影响.电性测试结果表明,BF2+离子剂量与开启电压成正比,重复实验证明,该方案有良好的可再现性;分析结果表明,增加BF2+离子注入剂量能提高开启电压对制造偏差的容差能力;栅极关键尺寸在(90±15)nm波动范围内晶圆样品的NMOS电性测试结果表明,该离子注入法能保持与原有工艺的良好匹配性.进一步的分析结果指出,若开启电压升高,则刷新时间将会减少,若开启电压为0.8 V时,该离子注入方案能使刷新时间从180ms提升到不小于300ms.改良幅度达66.7%.模拟及实验分析结果表明,该离子注入方案能应用于深微米进程的研究与生产中.