具有双晶体管垂直存储器单元及共享沟道区域的存储器装置制造方法及图纸

技术编号:32964310 阅读:14 留言:0更新日期:2022-04-09 11:08
一些实施例包含设备及形成所述设备的方法。所述设备中的一者包含:第一数据线,其位于所述设备的第一层级中;第二数据线,其位于所述设备的第二层级中;第一存储器单元,其位于所述设备的处于所述第一层级与所述第二层级之间的第三层级中,所述第一存储器单元包含耦合到所述第一数据线的第一晶体管及耦合于所述第一数据线与所述第一晶体管的电荷存储结构之间的第二晶体管;及第二存储器单元,其位于所述设备的处于所述第一层级与所述第二层级之间的第四层级中,所述第二存储器单元包含耦合到所述第二数据线的第三晶体管及耦合于所述第二数据线与所述第三晶体管的电荷存储结构之间的第四晶体管,所述第一晶体管与所述第三晶体管串联耦合于所述第一数据线与所述第二数据线之间。第二数据线之间。第二数据线之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有双晶体管垂直存储器单元及共享沟道区域的存储器装置
[0001]优先权申请案
[0002]本申请案要求2019年8月28日提交的第62/893,013号美国临时申请案的优先权权益,所述美国临时申请案以全文引用的方式并入本文中。

技术介绍

[0003]存储器装置广泛用于计算机及许多其它电子物品中以存储信息。通常将存储器装置分类成两个类型:易失性存储器装置及非易失性存储器装置。存储器装置通常具有用以存储信息的众多存储器单元。在易失性存储器装置中,如果供应电力从存储器装置断开,则存储于存储器单元中的信息丢失。在非易失性存储器装置中,即使供应电力从存储器装置断开,存储于存储器单元中的信息仍保留。
[0004]本文中的描述涉及易失性存储器装置。大部分常规易失性存储器装置将信息以电荷形式存储于包含于存储器单元中的电容器结构中。随着对装置存储密度的需求增大,许多常规技术提供缩小存储器单元的大小以便增加给定装置区的装置存储密度的方法。然而,如果存储器单元大小待缩小到某尺寸,则物理限制及制造约束可能会对此类常规技术构成挑战。不同于一些常规存储器装置,本文中所描述的存储器装置包含可克服常规技术所面临的挑战的特征。
附图说明
[0005]图1展示根据本文中所描述的一些实施例的呈包含易失性存储器单元的存储器装置的形式的设备的框图。
[0006]图2展示根据本文中所描述的一些实施例的存储器装置的一部分的示意图,所述存储器装置包含双晶体管(2T)存储器单元的存储器阵列。
[0007]图3展示根据本文中所描述的一些实施例的图2的存储器装置,包含在存储器装置的读取操作期间使用的实例电压。
[0008]图4展示根据本文中所描述的一些实施例的图2的存储器装置,包含在存储器装置的写入操作期间使用的实例电压。
[0009]图5及图6展示根据本文中所描述的一些实施例的图2的存储器装置的结构的不同视图。
[0010]图7到图18展示根据本文中所描述的一些实施例的形成存储器装置的工艺。
具体实施方式
[0011]本文中所描述的存储器装置包含易失性存储器单元,其中所述存储器单元中的每一者可包含两个晶体管(2T)。两个晶体管中的一者具有电荷存储结构,所述电荷存储结构可形成存储器单元的存储器元件以存储信息。本文中所描述的存储器装置可具有允许存储器装置的大小相对小于类似的常规存储器装置的大小的结构(例如,4F2单元占据面积)。本文中所描述的存储器装置还包含彼此堆叠的多个存储器单元。此可进一步允许所描述存储
器装置相较于一些易失性常规存储器装置(例如,动态随机存取存储器(DRAM)装置)具有相对较高的存储密度。所描述存储器装置可包含单条所存取线(例如,字线)以控制存储器单元的两个晶体管。此可导致减少功率耗散且改善处理。下文参看图1到图18论述所描述存储器装置及其变型的其它改善及益处。
[0012]图1展示根据本文中所描述的一些实施例的呈包含易失性存储器单元的存储器装置100的形式的设备的框图。存储器装置100包含存储器阵列101,所述存储器阵列可含有存储器单元102。存储器装置100可包含易失性存储器装置,使得存储器单元102可为易失性存储器单元。存储器装置100的实例包含DRAM装置。如果供应电力(例如,供应电压Vcc)从存储器装置100断开,则存储于存储器装置100的存储器单元102中的信息可丢失(例如,无效)。在下文中,供应电压Vcc被称作表示一些电压电平;然而,其不限于存储器装置(例如,存储器装置100)的供应电压(例如,Vcc)。举例来说,如果存储器装置(例如,存储器装置100)具有基于供应电压Vcc产生内部电压的内部电压产生器(图1中未图示),则可使用此内部电压而非供应电压Vcc。
[0013]在存储器装置100的物理结构中,存储器单元102中的每一者可包含在存储器装置100的衬底(例如,半导体衬底)上方的不同层级中垂直地形成(例如,堆叠于不同层上)的晶体管(例如,两个晶体管)。存储器装置100还可包含存储器单元的多个层级(例如,多个叠组),其中存储器单元的一个层级(例如,一个叠组)可形成于额外存储器单元的另一层级(例如,另一叠组)上方(例如,堆叠于另一层级上)。包含存储器单元102的存储器阵列101的结构可包含下文参看图2到图18所描述的存储器阵列及存储器单元的结构。
[0014]如图1中所展示,存储器装置100可包含存取线104(例如,“字线”)及数据线(例如,位线)105。存储器装置100可使用存取线104上的信号(例如,字线信号)以存取存储器单元102,且使用数据线105上的信号以提供待存储(例如,写入)于存储器单元102中或从存储器单元读取(例如,感测)的信息(例如,数据)。
[0015]存储器装置100可包含用以接收线(例如,地址线)107上的地址信息ADDR(例如,行地址信号及列地址信号)的地址寄存器106。存储器装置100可包含可操作以解码来自地址寄存器106的地址信息ADDR的行存取电路系统(例如,X解码器)108及列存取电路系统(例如,Y解码器)109。基于经解码地址信息,存储器装置100可确定待在存储器操作期间存取哪些存储器单元102。存储器装置100可执行用以将信息存储于存储器单元102中的写入操作及用以读取(例如,感测)存储器单元102中的信息(例如,先前存储的信息)的读取操作。存储器装置100还可执行用以刷新存储于存储器单元102中的信息的值(例如,使所述值保持有效)的操作(例如,刷新操作)。存储器单元102中的每一者可经配置以存储信息,所述信息可表示至多一个位(例如,具有二进制0(“0”)或二进制1(“1”))的单个位,或多于一个位(例如,具有至少两个二进制位的组合的多个位)。
[0016]存储器装置100可接收供应电压,包含分别在线130及132上的供应电压Vcc及Vss。供应电压Vss可在接地电位(例如,具有大约零伏特的值)下操作。供应电压Vcc可包含从例如电池或交流电到直流电(AC到DC)转换器电路系统的外部电源供应到存储器装置100的外部电压。
[0017]如图1中所展示,存储器装置100可包含存储器控制单元118,所述存储器控制单元包含用以基于线(例如,控制线)120上的控制信号控制存储器装置100的存储器操作(例如,
读取及写入操作)的电路系统(例如,硬件组件)。线120上的信号的实例包含行存取选通信号RAS*、列存取选通信号CAS*、写入启用信号WE*、芯片选择信号CS*、时钟信号CK及时钟启用信号CKE。这些信号可为提供到DRAM装置的信号的部分。
[0018]如图1中所展示,存储器装置100可包含可携载信号DQ0到DQN的线(例如,全域数据线)112。在读取操作中,提供到线112的信息(从存储器单元102读取)(呈信号DQ0到DQN的形式)的值(例如,“0”或“1”)可基于数据线105上的信号的值。在写入操作中,提供到数据线105的信息(待存储于存储器单元102中)的值(例如,“0”或“1”)可基于本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备,其包括:第一数据线,其位于所述设备的第一层级中;第二数据线,其位于所述设备的第二层级中;第一存储器单元,其位于所述设备的处于所述第一层级与所述第二层级之间的第三层级中,所述第一存储器单元包含耦合到所述第一数据线的第一晶体管及耦合于所述第一数据线与所述第一晶体管的电荷存储结构之间的第二晶体管;及第二存储器单元,其位于所述设备的处于所述第一层级与所述第二层级之间的第四层级中,所述第二存储器单元包含耦合到所述第二数据线的第三晶体管及耦合于所述第二数据线与所述第三晶体管的电荷存储结构之间的第四晶体管,所述第一晶体管与所述第三晶体管串联耦合于所述第一数据线与所述第二数据线之间。2.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一晶体管与所述第二晶体管具有不同晶体管类型,且所述第三晶体管与所述第四晶体管具有不同晶体管类型。3.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一晶体管与所述第二晶体管具有不同阈值电压,且所述第三晶体管与所述第四晶体管具有不同阈值电压。4.根据权利要求1所述的设备,其中第一电荷存储结构及第二电荷存储结构中的每一者包含多晶硅。5.根据权利要求1所述的设备,其中:所述第二晶体管包含接触所述第一数据线及第一电荷存储结构的第一半导电氧化物材料;且所述第四晶体管包含接触所述第二数据线及第二电荷存储结构的第二半导电氧化物材料。6.根据权利要求1所述的设备,其进一步包括:第一导线,其横跨所述第一晶体管及所述第二晶体管中的每一者的部分;及第二导线,其横跨所述第三晶体管及所述第四晶体管中的每一者的部分。7.根据权利要求6所述的设备,其进一步包括:第一额外导线,其横跨所述第一晶体管及所述第二晶体管中的每一者的部分;及第二额外导线,其横跨所述第三晶体管及所述第四晶体管中的每一者的部分。8.根据权利要求1所述的设备,其进一步包括:第三数据线,其位于所述第一层级中;第四数据线,其位于所述第二层级中;第三存储器单元,其位于所述第三层级中,所述第三存储器单元包含耦合到所述第三数据线的第五晶体管及耦合到所述第五晶体管的第六晶体管;第四存储器单元,其位于所述第四层级中,所述第四存储器单元包含耦合到所述第四数据线的第七晶体管及耦合到所述第七晶体管的第八晶体管,所述第七晶体管与所述第五晶体管串联耦合于所述第三数据线与所述第四数据线之间;第一导线,其横跨所述第一晶体管及所述第二晶体管中的每一者的部分以及所述第五晶体管及所述第六晶体管中的每一者的部分;及第二导线,其横跨所述第三晶体管及所述第四晶体管中的每一者的部分以及所述第七晶体管及所述第八晶体管中的每一者的部分。
9.根据权利要求8所述的设备,其进一步包括:第一额外导线,其横跨所述第一晶体管及所述第二晶体管中的每一者的部分以及所述第五晶体管及所述第六晶体管中的每一者的部分;及第二额外导线,其横跨所述第三晶体管及所述第四晶体管中的每一者的部分以及所述第七晶体管及所述第八晶体管中的每一者的部分。10.一种设备,其包括:第一导电区域,其位于所述设备的第一层级中;第二导电区域,其位于所述设备的第二层级中;第一电荷存储结构,其位于所述设备的处于所述第一层级与所述第二层级之间的第三层级中;第一半导体材料,其位于所述第一导电区域与所述第一电荷存储结构之间且接触所述第一导电区域及所述第一电荷存储结构;第二电荷存储结构,其位于所述设备的处于所述第二层级与所述第三层级之间的第四层级中;第二半导体材料,其位于所述第二导电区域与所述第二电荷存储结构之间且接触所述第二导电区域及所述第二电荷存储结构;第三半导体材料,其在所述第一层级与所述第二层级之间延伸且接触所述第一导电区域及所述第二导电区域;第一电介质,其位于所述第一电荷存储结构与所述第二电荷存储结构之间且接触所述第一电荷存储结构及所述第二电荷存储结构;及第二电介质,其将所述第三半导体材料与所述第一半导体材料及所述第二半导体材料以及所述第一电荷存储结构及所述第二电荷存储结构中的每一者分开。11.根据权利要求10所述的设备,其进一步包括在所述第一层级与所述第二层级之间延伸且接触所述第一导电区域及所述第二导电区域的第四半导体材料。12.根据权利要求11所述的设备,其进一步包括第三电介质,所述第三电介质将所述第四半导体材料与所述第一半导体材料及所述第二半导体材料以及所述第一电荷存储结构及所述第二电荷存储结构中的每一者分开。13.根据权利要求10所述的设备,其中:所述第一电荷存储结构形成第一存储器单元的第一晶体管的部分;所述第二电荷存储结构形成第二存储器单元的第二晶体管的部分;且所述第三半导体材料形成所述第一晶体管与所述第二晶体管的共享沟道区域。14.根据权利要求10所述的设备,其中所述第一半导体材料及所述第二半导体材料中的每一者具有第一导电类型,且所述第三半导体材料具有第二导电类型。15.根据权利要求10所述的设备,其中所述第一半导体材料及所述第二半导体材料中的每一者具有n型导电性,且所述第三半导体材料具有p型导电性。16.根据权利要求10所述的设备,其中所述第一半导体材料包括与第二半导电材料相同的材料。17.根据权利要求10所述的设备,其中第一额外半导体材料及第二额外半导体材料中的每一者包括半导电氧化物材料。
18.根据权利要求10所述的设备,其中所述第一半导体材料及所述第二半导体材料中的每一者包括以下各者中的至少一者:氧化锌锡(ZTO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO
x
)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓硅(IGSO)、氧化铟(InO
x
、In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化钛(TiOx)、氮氧化锌(Zn
x
O
y
N
z
)、氧化镁锌(Mg
x
Zn
y
O
z
)、氧化铟锌(In
x
Zn
y
O
z
)、氧化铟镓锌(In
x
...

【专利技术属性】
技术研发人员:K
申请(专利权)人:美光科技公司
类型:发明
国别省市:

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