三维铁电存储器件制造技术

本发明专利技术公开了三维(3D)铁电存储器件和用于制造三维铁电存储器件的方法的实施例。在一实施例中，三维铁电存储器件包括衬底和多个铁电存储单元，每个铁电存储单元都在衬底之上垂直延伸。每个铁电存储单元包括电容器和与电容器电连接的晶体管。电容器包括第一电极、第二电极和在横向上布置在第一电极与第二电极之间的铁电层。晶体管包括沟道结构、栅导体、以及在横向上布置在沟道结构与栅导体之间的栅介电层。

Three dimensional ferroelectric memory device

【技术实现步骤摘要】
三维铁电存储器件
本专利技术涉及半导体器件及其制造方法，具体来讲涉及铁电存储器件及其制造方法。
技术介绍
铁电存储器(Ferroelectricmemory)，如铁电RAM(可简写为FeRAM或FRAM)使用铁电材料层来实现非易失性。铁电材料具有所施加电场与所储存表观电荷之间的非线性关系，因此可以在电场下切换极性。铁电存储器的优点包括低功耗、快速写性能和高最大读/写耐久度。
技术实现思路
本专利技术公开了三维(3D)铁电存储器件和其制造方法的实施例。在一些实施例中，三维铁电存储器件包括衬底和多个铁电存储单元，每个铁电存储单元都在衬底之上垂直地延伸。每个铁电存储单元包括电容器和与电容器电连接的晶体管。电容器包括第一电极、第二电极和在横向上布置在第一电极与第二电极之间的铁电层。晶体管包括沟道结构、栅导体、和在横向上布置在沟道结构与栅导体之间的栅介电层。在一些实施例中，晶体管布置在电容器之上。在一些实施例中，沟道结构在第一电极之上且与第一电极电连接。在一些实施例中，三维铁电存储器件还包括电容器栅叠层，电容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维铁电存储器件，包括：/n衬底；以及/n多个铁电存储单元，每个铁电存储单元在衬底之上垂直延伸并且包括：/n电容器，其包括第一电极、第二电极和在横向上布置在第一电极与第二电极之间的铁电层；以及/n晶体管，其与电容器电连接并且包括沟道结构、栅导体、和在横向上布置在沟道结构与栅导体之间的栅介电层。/n

【技术特征摘要】
20180813 US 16/102,6671.一种三维铁电存储器件，包括：
衬底；以及
多个铁电存储单元，每个铁电存储单元在衬底之上垂直延伸并且包括：
电容器，其包括第一电极、第二电极和在横向上布置在第一电极与第二电极之间的铁电层；以及
晶体管，其与电容器电连接并且包括沟道结构、栅导体、和在横向上布置在沟道结构与栅导体之间的栅介电层。


2.根据权利要求1所述的三维铁电存储器件，其中晶体管布置在电容器之上。


3.根据权利要求1所述的三维铁电存储器件，其中沟道结构在第一电极之上且与第一电极电连接。


4.根据权利要求1所述的三维铁电存储器件，还包括电容器栅叠层，其中电容器垂直延伸穿过所述电容器栅叠层，所述电容器栅叠层包括：
导体层，其横向地延伸且与第二电极接触；
第一介电层，其布置在导体层之下；以及
第二介电层，其布置在导体层之上。


5.根据权利要求4所述的三维铁电存储器件，还包括停止层，所述停止层布置在电容器栅叠层之下，其中电容器的下部与停止层接触。


6.根据权利要求1所述的三维铁电存储器件，还包括多个位线和多个位线接触部，其中每个位线接触部与所述位线之一以及所述晶体管之一的源极/漏极区域接触。


7.根据权利要求1所述的三维铁电存储器件，其中每个铁电存储单元在平面图中为基本圆形。


8.根据权利要求1所述的三维铁电存储器件，其中铁电层包括氧和下列各项至少之一：铪(Hf)、锆(Zr)、钛(Ti)、铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、(Db)、镧(La)、铈(Ce)、钆(Gd)、镝(Dy)、铒(Er)、以及镱(Yb)。


9.根据权利要求1所述的三维铁电存储器件，其中第一电极包括下列各项中的一个或多个：硅(Si)、透明导电氧化物(TCO)、氮化钛(TiN)、氮化钛硅(TiSiNx)、氮化钛铝(TiAlNx)、碳氮化钛(TiCNx)、氮化钽(TaNx)、氮化钽硅(TaSiNx)、氮化钽铝(TaAlNx)、氮化钨(WNx)、硅化钨(WSix)、碳氮化钨(WCNx)、钌(Ru)以及氧化钌(RuOx)。


10.根据权利要求1所述的三维铁电存储器件，还包括外围器件，所述外围器件布置在铁电存储单元之下。


11.一种三维铁电存储器件，包括
衬底；以及
铁电存储单元，其在衬底之上垂直延伸并且包括：
多个垂直堆叠的电容器，每个电容器包括第一电极、第二电极和在横向上布置在第一电极与第二电极之间的铁电层；以及
晶体管，其与电容器电连接并且包括沟道结构、栅导体、和在横向上布置在沟道结构与栅导体之间的栅介电层。


12.根据权利要求11所述的三维铁电存储器件，其中每个铁电存储单元的第一电极是连续电极的一部分。


13.根据权利要求12所述的三维铁电存储器件，其中沟道结构位于所述连续电极之上且与所述连续电极电连接。


14.根据权利要求11所述的三维铁电存储器件，其中每个电容器中的铁电层是连续铁电层的一部分。


15.根据权利要求11所述的三维铁电存储器件，其中每个电容器中的第二电极相互电绝缘。


16.根据权利要求15所述的三维铁电存储器件，还包括多个电容器栅叠层，其中所述电容器垂直延伸穿过所述电容器栅叠层，每个电容器栅叠层包括：
导体层，其横向延伸且与所述第二电极之一接触；
第一介电层，其布置在所述导体层之下；以及
第二介电层，其布置在所述导体层之上。


17.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕震宇，胡禺石，陶谦，
申请(专利权)人：无锡拍字节科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32