存储器单元阵列制造技术

本发明专利技术揭示一种存储器单元阵列，其中个别所述存储器单元包括包括隔离芯的垂直铁电场效晶体管构造。过渡金属二硫属化物材料围绕所述隔离芯且具有1个单层到7个单层的侧向壁厚度。铁电栅极电介质材料围绕所述过渡金属二硫属化物材料。导电栅极材料围绕所述铁电栅极电介质材料。所述过渡金属二硫属化物材料从所述导电栅极材料立面向内及立面向外延伸。导电接触件直接抵靠所述过渡金属二硫属化物材料的侧向外侧壁，所述过渡金属二硫属化物材料为：a)从所述导电栅极材料立面向内，或b)从所述导电栅极材料立面向外。本发明专利技术还揭示额外实施例。

【技术实现步骤摘要】
存储器单元阵列本申请为专利技术名称为“垂直铁电场效晶体管构造”、申请号为201480044580.2、申请日为2014年7月22日的原中国专利技术专利申请的分案申请。
本文中所揭示的实施例涉及垂直铁电场效晶体管构造，涉及包括一对垂直铁电场效晶体管的构造，涉及铁电场效晶体管的垂直串，且涉及侧向相对的垂直铁电场效晶体管对的垂直串。
技术介绍
存储器为一种类型的集成电路，且用于计算机系统以存储数据。存储器可制造于个别存储器单元的一或多个阵列中。可使用数字线(其也可称为位线、数据线、感测线或数据/感测线)及存取线(其也可称为字线)来写入或读取存储器单元。数字线可沿着阵列的列导电地互连存储器单元，及存取线可沿着阵列的行导电地互连存储器单元。可通过数字线及存取线的组合唯一地寻址每一存储器单元。存储器单元可为易失性或非易失性。在许多情况中(包含关闭计算机时)非易失性存储器单元可存储数据达延长的时间周期。易失性存储器散逸且因此需要被刷新/重写，在许多情况中一秒内需要被多次刷新/重写。无论如何，存储器单元经配置而以至少两个不同可选状态保持或存储存储器。在二进制系统中，所述状态被视为“0”或“1”。在其它系统中，至少一些个别存储器单元可经配置以存储两个以上的信息电平或状态。场效晶体管为可用于存储器单元中的一种类型的电子组件。这些晶体管包括一对导电源极/漏极区域，在所述对导电源极/漏极区域之间具有半导电沟道区域。导电栅极相邻于所述沟道区域且通过薄栅极电介质与所述沟道区域分离。施加适当电压到栅极允许电流从所述源极/漏极区域中的一者通过所述沟道区域流动到另一者。当从栅极移除所述电压时，很大程度地防止电流流过所述沟道区域。场效晶体管还可包含额外结构(例如可逆地编程的电荷存储区域)作为栅极构造的部分。除场效晶体管外的其它晶体管(例如双极晶体管)，可额外地或替代地用于存储器单元中。晶体管可用于许多类型的存储器中。此外，晶体管可用于及形成于除存储器之外的阵列中。一种类型的晶体管为铁电场效晶体管(FeFET)，其中栅极电介质是铁电。针对所选择的操作栅极电压，通过施加可编程栅极电压对准的铁电的极化修改源极与漏极之间半导电沟道的导电性。适当正编程电压沿着所述半导电沟道引导所述极化。铁电的此极化导致正表层电荷更接近沟道及负表层电荷更接近栅极。当考虑p-型半导体半导电时，发生电子在界面处的积累以补偿此铁电电荷。借此产生低电阻率沟道。当将所述极化切换到其另一稳定状态时，对准铁电极化使得负表层电荷更接近沟道且接近栅极电介质的半导电沟道中的电子被耗尽。这导致高电阻率。对高及低导电性(由铁电极化状态调用)的偏好在移除编程栅极电压(至少一次)之后仍存在。可通过施加并不干扰铁电极化的小漏极电压来读取沟道的状态。然而，FeFET可不受控地变得去极化且因此丢失程序状态。此外，极高电场可存在于介于铁电电介质材料与沟道之间的典型薄氧化物之间，从而引起操作中的可靠性问题。附图说明图1为根据本专利技术的实施例的衬底片段的图解横截面图。图2为通过图1中的线2-2取得的横截面图。图3为通过图1中的线3-3取得的横截面图。图4为通过图1中的线4-4取得的横截面图。图5为根据本专利技术的实施例的衬底片段的图解横截面图，且为图1所展示的衬底片段的替代。图6为根据本专利技术的实施例的衬底片段的图解横截面图，且为图1所展示的衬底片段的替代。图7为通过图6中的线7-7取得的横截面图。图8为通过图6中的线8-8取得的横截面图。图9为通过图6中的线9-9取得的横截面图。图10为根据本专利技术的实施例的衬底片段的图解横截面图。图11为通过图10中的线11-11取得的横截面图。图12为通过图10中的线12-12取得的横截面图。图13为通过图10中的线13-13取得的横截面图。图14为根据本专利技术的实施例的衬底片段的图解横截面图，且为图10所展示的衬底片段的替代。图15为通过图14中的线15-15取得的横截面图。图16为通过图14中的线16-16取得的横截面图。图17为通过图14中的线17-17取得的横截面图。图18为根据本专利技术的实施例的衬底片段的图解横截面图，且为图15所展示的衬底片段的替代。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，本专利技术提供一种存储器单元阵列，个别所述存储器单元包括垂直铁电场效晶体管构造，所述垂直场效晶体管包括：隔离芯；过渡金属二硫属化物材料，其围绕所述隔离芯且具有1个单层到7个单层的侧向壁厚度；铁电栅极电介质材料，其围绕所述过渡金属二硫属化物材料；导电栅极材料，其围绕所述铁电栅极电介质材料，所述过渡金属二硫属化物材料从所述导电栅极材料立面向内及立面向外延伸；及导电接触件，其直接抵靠所述过渡金属二硫属化物材料的侧向外侧壁，所述过渡金属二硫属化物材料为：a)从所述导电栅极材料立面向内，或b)从所述导电栅极材料立面向外。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种存储器单元阵列，所述阵列包括垂直铁电场效晶体管对，个别所述对包括：隔离材料，其侧向地介于所述个别对垂直铁电场效晶体管之间，所述个别对晶体管包括：过渡金属二硫属化物膜，其位于所述隔离材料的两个相对侧向侧中的每一者上方且个别地具有1个单层到7个单层的侧向厚度；铁电栅极电介质膜，其从所述过渡金属二硫属化物膜中的每一者侧向向外；导电栅极材料，其从所述铁电栅极电介质膜中的每一者侧向向外，所述过渡金属二硫属化物膜从所述两侧中的每一者上的所述导电栅极材料立面向内及立面向外延伸；及导电接触件，其直接抵靠所述过渡金属二硫属化物膜中的每一者的侧向外侧壁，所述过渡金属二硫属化物膜中的每一者为：a)从所述导电栅极材料立面向内，或b)从所述导电栅极材料立面向外。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种存储器单元阵列，所述存储器单元包括垂直铁电场效晶体管的垂直串，所述垂直铁电场效晶体管的垂直串包括：隔离芯；过渡金属二硫属化物材料，其围绕所述隔离芯且具有1个单层到7个单层的侧向壁厚度；铁电栅极电介质材料，其围绕所述过渡金属二硫属化物材料；电介质材料及导电栅极材料的交替层，其围绕所述铁电栅极电介质材料，所述过渡金属二硫属化物材料及所述铁电材料沿着所述隔离芯立面延伸穿过所述层，所述过渡金属二硫属化物材料立面延伸超出以下至少一者：a)所述导电栅极材料层的立面外部，及b)所述导电栅极材料层的立面内部；及导电接触件，其直接抵靠所述过渡金属二硫属化物材料的侧向外侧壁，所述过渡金属二硫属化物材料立面地超出a)所述导电栅极材料的所述外部层，或b)所述导电栅极材料的所述内部层。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种存储器单元阵列，所述阵列包括侧向相对的垂直铁电场效晶体管对的垂直串，个别所述对包括：侧向相对的电介质材料及侧向相对的导电栅极材料的交替层，所述层的个别层中的所述侧向相对的导电栅极材料包括所述层中一对侧向相对的垂直铁电场效晶体管中的一者的相应栅极；隔离材料，其延伸穿过侧向介于所述相应对的所述晶体管之间的所述层；过渡金属二硫属化物膜，其延伸穿过介于所述隔离材料与所述侧向相对的导电栅极材料之间的所述隔离材料的两个相对侧向侧中的每一者上方的所述层，所述过渡金属二硫属化物膜个别地具有1个单层到7个单层的侧向厚度；所述过渡金属二硫属化物膜立面地延伸超出以下至少一者：a)所述侧向相对的导电栅极材料层的立本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器单元阵列，个别所述存储器单元包括垂直铁电场效晶体管构造，所述垂直场效晶体管包括：隔离芯；过渡金属二硫属化物材料，其围绕所述隔离芯且具有1个单层到7个单层的侧向壁厚度；铁电栅极电介质材料，其围绕所述过渡金属二硫属化物材料；导电栅极材料，其围绕所述铁电栅极电介质材料，所述过渡金属二硫属化物材料从所述导电栅极材料立面向内及立面向外延伸；及导电接触件，其直接抵靠所述过渡金属二硫属化物材料的侧向外侧壁，所述过渡金属二硫属化物材料为：a)从所述导电栅极材料立面向内，或b)从所述导电栅极材料立面向外。

【技术特征摘要】
2013.08.12 US 13/964,3091.一种存储器单元阵列，个别所述存储器单元包括垂直铁电场效晶体管构造，所述垂直场效晶体管包括：隔离芯；过渡金属二硫属化物材料，其围绕所述隔离芯且具有1个单层到7个单层的侧向壁厚度；铁电栅极电介质材料，其围绕所述过渡金属二硫属化物材料；导电栅极材料，其围绕所述铁电栅极电介质材料，所述过渡金属二硫属化物材料从所述导电栅极材料立面向内及立面向外延伸；及导电接触件，其直接抵靠所述过渡金属二硫属化物材料的侧向外侧壁，所述过渡金属二硫属化物材料为：a)从所述导电栅极材料立面向内，或b)从所述导电栅极材料立面向外。2.根据权利要求1所述的阵列，其中所述隔离芯、所述过渡金属二硫属化物材料及所述铁电栅极电介质材料各自具有在水平横截面中成圆形的相应周边。3.根据权利要求1所述的阵列，其中所述过渡金属二硫属化物材料的侧向壁厚度不超过4个单层。4.根据权利要求3所述的阵列，其中所述过渡金属二硫属化物材料的侧向壁厚度不超过2个单层。5.根据权利要求1所述的阵列，其中所述过渡金属二硫属化物材料包括MoS2、WS2、InS2、MoSe2、WSe2及InSe2中的至少一者。6.根据权利要求1所述的阵列，其中直接抵靠所述侧壁的所述导电接触件的材料为元素金属、元素金属的合金及/或导电金属化合物。7.根据权利要求1所述的阵列，其中直接抵靠所述侧壁的所述导电接触件的材料为导电掺杂半导电材料。8.根据权利要求1所述的阵列，其中所述铁电栅极电介质材料具有1纳米到30纳米的侧向壁厚度。9.根据权利要求8所述的阵列，其中所述铁电栅极电介质材料具有2纳米到10纳米的侧向壁厚度。10.根据权利要求1所述的阵列，其中所述过渡金属二硫属化物材料的侧向壁厚度不超过2个单层，且所述铁电栅极电介质材料具有2纳米到10纳米的侧向壁厚度。11.根据权利要求1所述的阵列，其中所述导电接触件直接抵靠从所述导电栅极材料立面向外的所述过渡金属二硫属化物材料的所述侧向外侧壁。12.根据权利要求1所述的阵列，其中所述过渡金属二硫属化物材料具有立面最外端表面及立面最内端表面，所述导电接触件未直接抵靠最接近所述导电接触件侧向直接抵靠的所述过渡金属二硫属化物材料的所述侧向外侧壁的所述端表面中的一者。13.根据权利要求1所述的阵列，其中所述过渡金属二硫属化物材料具有立面最外端表面及立面最内端表面，所述导电接触件还直接抵靠最接近所述导电接触件侧向直接抵靠的所述过渡金属二硫属化物材料的所述侧向外侧壁的所述端表面中的所述一者。14.根据权利要求13所述的阵列，其中所述导电接触件直接抵靠的所述过渡金属二硫属化物材料的侧壁表面面积大于所述导电接触件直接抵靠的所述过渡金属二硫属化物材料的端壁表面面积。15.根据权利要求1所述的阵列，其中所述导电接触件直接抵靠从所述导电栅极材料立面向内的所述过渡金属二硫属化物材料的所述侧向外侧壁。16.根据权利要求1所述的阵列，其中所述导电接触件直接抵靠从所述导电栅极材料立面向外的所述过渡金属二硫属化物材料的所述侧向外侧壁，且所述构造包括直接抵靠从所述导电栅极材料立面向内的所述过渡金属二硫属化物材料的所述侧向外侧壁的另一导电接触件。17.根据权利要求16所述的阵列，其中所述过渡金属二硫属化物材料具有立面最外端表面及立面最内端表面，所述导电接触件未直接抵靠所述最外端表面，所述另一导电接触件未直接抵靠所述最内端表面。18.根据权利要求16所述的阵列，其中所述过渡金属二硫属化物材料具有立面最外端表面及立面最内端表面，所述导电接触件及所述另一导电接触件中的至少一者分别直接抵靠所述立面最外端表面或所述立面最内端表面。19.根据权利要求18所述的阵列，其中所述导电接触件直接抵靠所述立面最外端表面及所述另一导电接触件直接抵靠所述立面最内端表面。20.一种存储器单元阵列，所述阵列包括垂直铁电场效晶体管对，个别所述对包括：隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡迈勒·M·考尔道，钱德拉·穆利，古尔特杰·S·桑胡，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US