一种SRAM结构的制作方法

本发明涉及半导体集成电路，尤其涉及一种sram结构。

背景技术：

1、静态随机存取存储器(static random-access memory，sram)是随机存取存储器的一种。一般而言，在通用处理器中sram会占据30％以上的片上面积，因此在不明显降低性能的前提下，增加sram的集成度对于集成电路产业的发展是至关重要的。

2、参考图1。sram通常由上拉晶体管(pull-up transistor，pu)、下拉晶体管(pull-down transistor，pd)和传输门晶体管(pass-gate transistor，pg)组成。每个sram位单元(sram bitcell)中，一般设有作为pu的2个p型晶体管p1、p2，作为pd的2个n型晶体管n1、n2，和作为pg的2个n型晶体管n3、n4，因此共有6个晶体管。

3、参考图2，图中图左为1个sram位单元中包括2个pu、2个pd和2个pg的6个晶体管的平面布局，图右为由4个sram位单元按行列排列形成2×2sram位单元阵列时的平面布局。图中的晶体管以finfet为示例，每个晶体管的源极s和漏极d位于栅极g两侧作为沟道结构的鳍(fin)上。晶体管也可以采用平面晶体管或gaafet。

4、参考图3。以形成2×3sram位单元阵列为例，传统设计中，sram位单元阵列内的对称性一般为：位于第一行的sram位单元与位于第二行的sram位单元之间按镜像分布，位于第一列的sram位单元与位于第二列的sram位单元之间按镜像分布，位于第二列的sram位单元与位于第三列的sram位单元之间按镜像分布。

5、由图2和图3可以看出，现有sram位单元及其阵列设计，采用的是将各晶体管全部按同层设置和分布在衬底上的方式，即每个晶体管都需要占用一定的面积，这样整个器件就需要占用较大的面积。

6、因此，有必要提供一种新型sram结构，以减少sram位单元及其阵列所占的面积，提升电路的集成度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种sram结构。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、本发明提供一种sram结构，包括：设于衬底表面上的sram位单元；

4、所述sram位单元设有作为上拉晶体管的第一晶体管和第二晶体管，作为下拉晶体管的第三晶体管和第四晶体管，以及作为传输门晶体管的第五晶体管和第六晶体管；

5、所述第五晶体管和所述第六晶体管设于所述衬底的表面上；

6、所述第一晶体管和所述第三晶体管垂直堆叠于所述衬底的表面上，并形成第一互补场效应晶体管；

7、所述第二晶体管和所述第四晶体管垂直堆叠于所述衬底的表面上，并形成第二互补场效应晶体管。

8、进一步地，所述第一晶体管的漏极、所述第二晶体管的栅极、所述第三晶体管的漏极、所述第四晶体管的栅极和所述第五晶体管的源极相连，所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的漏极、所述第三晶体管的栅极、所述第四晶体管的漏极和所述第六晶体管的源极相连，所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极连接高电平，所述第三晶体管的源极和所述第四晶体管的源极连接低电平，所述第五晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极连接同一个字线，所述第五晶体管的漏极和所述第六晶体管的漏极分别连接两个不同的位线。

9、进一步地，所述第一互补场效应晶体管和所述第五晶体管并列设置，并位于所述字线在所述衬底表面上的投影的一侧，所述第二互补场效应晶体管和所述第六晶体管并列设置，并位于所述字线的投影的另一侧，且所述第一互补场效应晶体管与所述第二互补场效应晶体管之间，以及所述第五晶体管与所述第六晶体管之间以所述字线的投影为转轴和转动平面互为180度旋转对称设置。

10、进一步地，所述第五晶体管和所述第六晶体管位于所述第一互补场效应晶体管和所述第二互补场效应晶体管的内侧，且所述第五晶体管和所述第六晶体管在所述衬底表面上的高度低于所述第一互补场效应晶体管和所述第二互补场效应晶体管在所述衬底表面上的高度，从而在所述第一互补场效应晶体管和所述第二互补场效应晶体管之间的所述第五晶体管和所述第六晶体管上方形成走线空间，两个所述位线并列设置，并与所述字线相互正交，且两个所述位线设于所述走线空间中。

11、进一步地，所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极，以及所述第三晶体管的源极和所述第四晶体管的源极朝向外侧设置，所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极分别通过第一电源线连接高电平，所述第三晶体管的源极和所述第四晶体管的源极分别通过第二电源线连接低电平，所述第一电源线和所述第二电源线与所述位线平行。

12、进一步地，所述字线包括设于所述衬底中的埋字线，所述第五晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极通过第一互连线分别连接字线；所述第一晶体管的漏极、所述第二晶体管的栅极、所述第三晶体管的漏极、所述第四晶体管的栅极和所述第五晶体管的源极通过第二互连线相连；所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的漏极、所述第三晶体管的栅极、所述第四晶体管的漏极和所述第六晶体管的源极通过第三互连线相连。

13、进一步地，所述第一晶体管垂直堆叠于所述第三晶体管之上，所述第二晶体管垂直堆叠于所述第四晶体管之上，或者，所述第三晶体管垂直堆叠于所述第一晶体管之上，所述第四晶体管垂直堆叠于所述第二晶体管之上；和/或，所述第一晶体管至所述第六晶体管的沟道结构包括堆叠纳米薄片结构、堆叠纳米线结构或鳍式结构。

14、进一步地，多个所述sram位单元组成sram位单元阵列；其中，任意一个所述sram位单元的所述第一互补场效应晶体管和所述第五晶体管，与相邻的另一个所述sram位单元的所述第六晶体管和所述第二互补场效应晶体管沿所述字线走向方向依次排列，各所述sram位单元的所述第一互补场效应晶体管沿所述位线走向方向依次排列，各所述sram位单元的所述第五晶体管沿所述位线走向方向依次排列，各所述sram位单元的所述第六晶体管沿所述位线走向方向依次排列，各所述sram位单元的所述第二互补场效应晶体管沿所述位线走向方向依次排列。

15、进一步地，以晶体管的沟道和栅极的位置为衡量标准，在所述位线走向方向上，任意两个相邻的所述sram位单元之间具有平移对称或中心对称关系，在所述字线走向方向上，任意一个所述sram位单元的所述第一互补场效应晶体管和所述第五晶体管，与相邻的另一个所述sram位单元的所述第六晶体管和所述第二互补场效应晶体管之间具有镜像关系。

16、进一步地，任意一个所述sram位单元的所述第五晶体管的漏极，与相邻的另一个所述sram位单元的所述第六晶体管的漏极通过同一个位线连接结构连接同一个所述位线，位于同一个所述字线两侧的两个所述位线连接结构连接不同的所述位线。

17、由上述技术方案可以看出，本发明通过在sram位单元中设计两个互补场效应晶体管，并以每个互补场效应晶体管中的两个垂直堆叠的晶体管分别用作一个上拉晶体管和一个下拉晶体管，形成创新的cfet sram结构，减少了2个晶体管的占用面积，从而大幅度减少了器件所占的总面积，明显提升了电路的集成度。