本发明专利技术提供一种垂直型存储器件及其制备方法。器件包括下逻辑单元及上逻辑单元，上逻辑单元位于下逻辑单元的上方，且与下逻辑单元接触；下逻辑单元包括基底及第一栅极结构层，基底内形成有第一源区、第一漏区及第一沟道区，第一沟道区位于第一源区和第一漏区之间，且均相邻接，第一栅极结构层位于第一沟道区的上表面；上逻辑单元包括第二源区、第二漏区、第二沟道区和第二栅极结构层，在第一栅极结构层上方依次堆叠，第二栅极结构层包括第二栅介质层及第二栅金属层，第二栅介质层绕设于第二沟道区的周向上，第二栅金属层绕设于第二栅介质层的周向上，上逻辑单元的漏极同时作为下逻辑单元的电容器。本发明专利技术可以降低动态电荷刷新时间。间。间。
【技术实现步骤摘要】
垂直型存储器件及其制备方法
[0001]本专利技术涉及集成电路领域，具体涉及存储器件，特别是涉及一种垂直型存储器件及其制备方法。
技术介绍
[0002]随着科技的发展和人们生活水平的日益提高，对器件小型化、多功能化和降低能源消耗方面提出了越来越高的要求，这促使技术人员从材料和工艺等多方面努力，由此实现了集成电路器件的尺寸的不断缩小。
[0003]在传统结构动态随机存储器中，一般采用金属或者金属氮化物电极板充当电容，其上电荷保存时间极短，需要高频率为电容充电，导致较高的能源消耗，需要引入新型结构的动态存储器来降低其能源消耗。
技术实现思路
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种垂直型存储器件及其制备方法，用于解决现有技术中的存储器件频繁充电导致功耗增加等问题。本专利技术采用上逻辑单元为下逻辑单元充电的方式，用多晶硅层和IGZO层的一种或两种代替金属或者金属氮化物电极板充当电容，可有效降低电容中电荷的消失频率，降低存储器件的能量消耗。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种垂直型存储器件，所述垂直型存储器件包括下逻辑单元及上逻辑单元，所述上逻辑单元位于所述下逻辑单元的上方，且与下逻辑单元接触；所述下逻辑单元包括基底及第一栅极结构层，所述基底内形成有第一源区、第一漏区及第一沟道区，所述第一沟道区位于所述第一源区和第一漏区之间，且与第一源区和第一漏区均相邻接，所述第一栅极结构层位于所述第一沟道区的上表面；所述上逻辑单元包括第二源区、第二漏区、第二沟道区和第二栅极结构层，所述第二漏区、第二沟道区及第二源区在所述第一栅极结构层上方依次堆叠，所述第二栅极结构层包括第二栅介质层及第二栅金属层，所述第二栅介质层绕设于所述第二沟道区的周向上，所述第二栅金属层绕设于所述第二栅介质层的周向上，所述上逻辑单元的漏极同时作为下逻辑单元的电容器。
[0006]可选地，所述垂直型存储器件还包括侧墙结构，位于所述第一栅极结构层及第二漏区的周向上。
[0007]可选地，所述第一栅极结构层自下而上依次包括第一栅氧化层、第一高K介质材料层和第一栅极导电材料层。
[0008]可选地，所述第二栅介质层由内至外依次包括第二栅氧化层和第二高K介质材料层。
[0009]可选地，所述第一高K介质材料层和第二高K介质材料层包括HfO2和ZrO2中的一种或两种。
[0010]可选地，所述第一栅极导电材料层包括多晶硅层和IGZO层的一种或两种。
[0011]可选地，所述第二栅金属层包括功函数金属。
[0012]可选地，所述上逻辑单元包括NNN型、PPP型、NPN型及PNP型逻辑单元中的任意一种。
[0013]本专利技术还提供一种垂直型存储器件的制备方法，包括步骤：
[0014]提供基底，所述基底上定义有第一源区、第一漏区和第一沟道区，所述第一沟道区位于所述第一源区和第一漏区之间，且与第一源区及第一漏区均邻接；
[0015]于所述基底上依次沉积第一栅极材料层、第二漏极材料层、第二沟道材料层及第二源极材料层；
[0016]对所述第二源极材料层、第二沟道材料层、第二漏极材料层及第一栅极材料层进行光刻刻蚀以显露出所述基底对应所述第一源区及第一漏区的区域，经刻蚀后形成依次对应位于所述第一沟道区上的第一栅极结构层、第二漏区、第二沟道区及第二源区；
[0017]形成侧墙保护层，所述侧墙保护层覆盖所述第二源区、第二沟道区、第二漏区及第一栅极结构层，并延伸到对应所述第一源区和第一漏区的区域表面；
[0018]进行光刻刻蚀以显露出对应所述第一源区及第一漏区的区域；
[0019]对对应所述第一源区及第一漏区的区域进行掺杂以相应形成第一源区及第一漏区；
[0020]去除所述第二沟道区及第二源区外围的侧墙保护层；
[0021]于第二沟道区的周向上形成第二栅极结构层，所述第二栅极结构层由内至外依次包括第二栅介质层及第二栅金属层，
[0022]所述第一源区、第一漏区、第一沟道区及第一栅极结构层构成下逻辑单元，所述第二源区、第二漏区、第二沟道区及第二栅极结构层构成上逻辑单元。
[0023]可选地，所述第一栅极材料层自下而上依次包括第一栅氧化层、第一高K介质材料层和第一栅极导电材料层。
[0024]可选地，所述第一高K介质材料层的材质包括HfO2和ZrO2中的一种或两种。
[0025]可选地，所述第一栅极导电材料层的材质包括多晶硅层和IGZO层的一种或两种。
[0026]更可选地，形成所述第一栅氧化层的方法包括热氧化法。
[0027]可选地，形成第一高K介质材料层的方法包括原子层沉积法。
[0028]可选地，形成第一栅极导电材料层的方法包括气相沉积法。
[0029]可选地，所述第二漏极材料层和第二源极材料层的材质包括碳化硅和硅中的一种或者两种。
[0030]可选地，所述第二沟道材料层的材质包括硅、锗化硅和锗中的一种。
[0031]可选地，形成所述第二漏极材料层、第二源极材料层及第二沟道材料层的方法包括外延法。
[0032]可选地，所述侧墙保护层由内而外依次包括第一氧化硅层、氮化硅层及第二氧化硅层，形成第一氧化硅层和氮化硅层的方法包括原子层沉积法，形成第二氧化硅层的方法包括次常压化学气相沉积法。
[0033]可选地，所述第二栅介质层由内至外依次包括第二栅氧化层和第二高K介质材料层。
[0034]可选地，形成所述第二栅介质层的方法包括原子层沉积法。
[0035]可选地，第二栅金属层包括功函数金属层。
[0036]可选地，形成所述第二栅极结构层的方法包括：
[0037]于所述第二沟道区及第二源区的周向上依次形成第二栅介质层；
[0038]去除位于第二源区周向上的第二栅介质层；
[0039]于保留于第二沟道区周向的第二栅介质层的周向上形成第二栅金属层。
[0040]如上所述，本专利技术的垂直型存储器件及其制备方法，具有以下有益效果：本专利技术设计了一种全新的垂直圆柱形2T0C存储结构，在无需单独制作电容器的情况下，可以实现电荷存储，有助于在确保器件存储容量的同时进一步缩小器件尺寸，降低器件成本和降低能源消耗。
附图说明
[0041]图1显示为本专利技术提供的垂直型存储器件的截面结构示意图。
[0042]图2
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17显示为本专利技术的垂直型存储器件在制备过程中所呈现出的截面结构示意图。
[0043]元件标号说明
[0044]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
下逻辑单元
[0045]10
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基底
[0046]11
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第一源区
[0047]12
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种垂直型存储器件，其特征在于，所述垂直型存储器件包括下逻辑单元及上逻辑单元，所述上逻辑单元位于所述下逻辑单元的上方，且与下逻辑单元接触；所述下逻辑单元包括基底及第一栅极结构层，所述基底内形成有第一源区、第一漏区及第一沟道区，所述第一沟道区位于所述第一源区和第一漏区之间，且与第一源区和第一漏区均相邻接，所述第一栅极结构层位于所述第一沟道区的上表面；所述上逻辑单元包括第二源区、第二漏区、第二沟道区和第二栅极结构层，所述第二漏区、第二沟道区及第二源区在所述第一栅极结构层上方依次堆叠，所述第二栅极结构层包括第二栅介质层及第二栅金属层，所述第二栅介质层绕设于所述第二沟道区的周向上，所述第二栅金属层绕设于所述第二栅介质层的周向上，所述上逻辑单元的漏极同时作为下逻辑单元的电容器。2.根据权利要求1所述的垂直型存储器件，其特征在于，所述垂直型存储器件还包括侧墙结构，位于所述第一栅极结构层及第二漏区的周向上。3.根据权利要求1所述的垂直型存储器件，其特征在于，所述第一栅极结构层自下而上依次包括第一栅氧化层、第一高K介质材料层和第一栅极导电材料层，所述第二栅介质层由内至外依次包括第二栅氧化层和第二高K介质材料层，所述第一高K介质材料层和第二高K介质材料层包括HfO2和ZrO2中的一种或两种，所述第一栅极导电材料层包括多晶硅层和IGZO层的一种或两种，所述第二栅金属层包括功函数金属。4.根据权利要求1所述的垂直型存储器件，其特征在于，所述上逻辑单元包括NNN型、PPP型、NPN型及PNP型逻辑单元中的任意一种。5.一种垂直型存储器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供基底，所述基底上定义有第一源区、第一漏区和第一沟道区，所述第一沟道区位于所述第一源区和第一漏区之间，且与第一源区及第一漏区均邻接；于所述基底上依次沉积第一栅极材料层、第二漏极材料层、第二沟道材料层及第二源极材料层；对所述第二源极材料层、第二沟道材料层、第二漏极材料层及第一栅极材料层进行光刻刻蚀以显露出所述基底对应所述第一源区及第一漏区的区域，经刻蚀后形成依次对应位于所述第一沟道区上的第一栅极结构层、第二漏区、第二沟道区及第二源区...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘金营，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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