存储器单元及其方法技术

根据各个方面，提供一种存储器单元，该存储器单元包括：电容存储器结构，包括第一电极；场效应晶体管结构，包括栅极电极；一个或多个绝缘体层；一个或多个源极/漏极接触结构，嵌入在一个或多个绝缘体层中以电接触场效应晶体管结构；以及连接结构，嵌入在一个或多个绝缘体层中的至少一个中，其中，连接结构将电容存储器结构的第一电极与场效应晶体管结构的栅极电极彼此导电连接并且是电浮动的，以及一个或多个附加电绝缘结构，配置为防止第一电极、栅极电极和连接结构的漏电流引发的充电。栅极电极和连接结构的漏电流引发的充电。栅极电极和连接结构的漏电流引发的充电。

【技术实现步骤摘要】
存储器单元及其方法


[0001]各个方面涉及存储器单元及其方法，例如用于处理存储器单元的方法。

技术介绍

[0002]总体上，半导体行业中已经开发了各种计算机存储器技术。计算机存储器的基本构建块可被称为存储器单元。存储器单元可以是被配置为存储至少一个信息(例如，按位的方式)的电子电路。作为实例，存储器单元可具有表示例如逻辑“1”和逻辑“0”的至少两个存储器状态。通常，信息可保持(存储)在存储器单元中，直至例如以受控方式修改存储器单元的存储器状态为止。可通过确定存储器单元驻留在哪个存储器状态中来获得存储器单元中存储的信息。目前，可使用各种类型的存储器单元来存储数据。例如，一种类型的存储器单元可包括铁电材料薄膜，其极化状态可以受控方式改变以例如以非易失性方式将数据存储在存储器单元中。
附图说明
[0003]在附图中，相同的附图标记在不同视图中通常表示相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是重点通常放在示出本专利技术的原理上。在以下描述中，参考以下附图描述本专利技术的各个方面，在附图中：
[0004]图1示意地示出根据各个方面的存储器单元的等效电路图；
[0005]图2示意地示出根据各个方面的金属化结构；
[0006]图3A至图3B各自示意地示出根据各个方面的场效应晶体管结构；
[0007]图3C至图3F各自示意地示出根据各个方面的栅极隔离；
[0008]图4A至图4E各自示意地示出根据各个方面的电容存储器结构；
[0009]图5A至图5G各自示意地示出根据各个方面的存储器单元；以及
[0010]图6示出根据各个方面的用于处理存储器单元的方法的示意流程图。
具体实施方式
[0011]下面的详细描述参考附图，这些附图通过说明的方式示出可实施本专利技术的具体细节和方面。这些方面被足够详细地描述以使本领域技术人员能够实践本专利技术。在不脱离本专利技术的范围的情况下，可利用其他方面并可进行结构、逻辑和电气改变。各个方面不一定是相互排斥的，因为一些方面可与一个或多个其他方面结合以形成新的方面。结合方法描述各个方面并且结合器件(例如，场效应晶体管结构、电容存储器结构或存储器单元)描述各个方面。然而，可理解，结合方法描述的方面可类似地应用于器件，反之亦然。
[0012]术语“至少一个”和“一个或多个”可理解为包括大于或等于一的任何整数，即一、二、三、四
……
等。术语“多个”或“多重”可理解为包括大于或等于二的任何整数，即二、三、四、五
……
等。
[0013]关于一组元件的短语“至少一个”在本文中可用于表示来自由这些元件组成的组
中的至少一个元件。例如，关于一组元件的短语“中的至少一个”在本文中可用于表示以下选择：所列元件中的一个、所列元件中的多个、多个单独的所列元件、或多个多重个所列出的元件。
[0014]在半导体行业中，非易失性存储器技术的集成可能对诸如微控制器(MCU)等片上系统(SoC)产品有用。根据各个方面，非易失性存储器可被集成在处理器的处理器核旁边。作为另一实例，一个或多个非易失性存储器可用作大容量存储器件的一部分。在一些方面中，非易失性存储器技术可基于至少一个场效应晶体管(FET)结构。在一些方面中，存储器单元可包括场效应晶体管结构和耦合至场效应晶体管结构的栅极电极的电容存储器结构。存储在电容存储器结构中的电荷量会影响场效应晶体管结构的阈值电压。场效应晶体管结构的阈值电压可定义存储器单元所处于的存储器状态。在一些方面中，电容存储器结构可以是耦合至场效应晶体管结构的栅极电极的铁电电容器结构(FeCAP)，以提供铁电场效应晶体管(FeFET)结构。由于铁电材料可以具有至少两种稳定的极化状态，因此它可用于以非易失性方式使场效应晶体管的阈值电压移位；因此，它可用于将场效应晶体管转变为基于非易失性场效应晶体管的存储器结构。例如，通过控制存储在电容器结构中的电荷量，铁电材料可将铁电电容器结构转变为基于非易失性电容器的存储器结构。
[0015]在各个方面中，存储器单元可具有与其相关联的至少两种不同(存储器)状态，例如与可被确定来确定存储器单元所处的至少两个不同状态中的哪个状态的两个不同的电导率或两个不同的存储电荷量相关联。在各个方面中，存储器单元所处的存储器状态可以是“编程状态”或“擦除状态”。例如，编程状态可以是导电状态或具有正存储电荷的状态(例如，与逻辑“1”相关联)，并且擦除状态可以是非导电状态或具有负存储电荷的状态(例如，与逻辑“0”相关联)。然而，编程状态和擦除状态的定义可任意选择。
[0016]图1示意地示出根据各个方面的包括场效应晶体管(FET)结构102和电容(CAP)存储器结构104的存储器单元100的等效电路图。在一些方面中，存储器单元100可以是非易失性存储器单元。
[0017]存储器单元100可包括将场效应晶体管结构102与电容存储器结构104彼此耦合的导电连接106(例如，欧姆连接)。在一些方面中，场效应晶体管结构102与电容存储器结构104可彼此耦合从而提供电容性分压器(换言之，使得场效应晶体管结构102和电容存储器结构104形成电容分压器)。
[0018]在一些方面中，导电连接106可以是将场效应晶体管结构102的栅极电极与电容存储器结构104的第一电极(例如，底电极)彼此导电连接的连接结构(例如，见图5A至图5G)。在一些方面中，场效应晶体管结构102与电容存储器结构104之间的导电连接106可包括设置在场效应晶体管结构102上方的一个或多个金属化结构。下文例如参考图5A至图5G更详细地描述存储器单元100的示例实现。
[0019]场效应晶体管结构102的沟道或体节点可提供或可连接至第一节点122，电容存储器结构104的电极(例如，顶电极)可提供或可连接至第二节点126，并且中间导电部分(例如，电极、层等)可提供浮动中间节点124。在一些方面中，导电连接106可以是电浮动的，例如由于场效应晶体管结构102和电容存储器结构104之间的导电连接106是电浮动的，所以浮动节点124可存在于电路中。
[0020]场效应晶体管结构102可具有与其相关联的第一电容C
FET
，并且电容存储器结构
104可具有与其相关联的第二电容C
CAP
。由场效应晶体管结构104和电容存储器结构104形成的电容分压器可允许调整相应电容器的电容C
FET
、C
CAP
，以允许对电容存储器结构102进行有效编程。在跨场效应晶体管结构102和电容结构104的电压分布被适配成使得相比于跨场效应晶体管结构102的栅极隔离，跨电容存储器结构104的功能层(例如，跨诸如铁电层等剩余极化层)存在更多施加的栅极电压降的情况下，用于将存储器单元100从一种存储器状态切换到另一种存储器状态(例如，如下所述，从高阈值电压状态切换到低阈值电压状态)所需的总电压可能变得更小。因此可通过适配电容分压器来降低总写入电压。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器单元，包括：电容存储器结构，包括第一电极；场效应晶体管结构，包括栅极电极；一个或多个绝缘体层；一个或多个源极/漏极接触结构，嵌入在所述一个或多个绝缘体层中以电接触所述场效应晶体管结构；以及连接结构，嵌入在所述一个或多个绝缘体层中的至少一个绝缘体层中，其中，所述连接结构将所述电容存储器结构的所述第一电极与所述场效应晶体管结构的所述栅极电极彼此导电连接并且是电浮动的，以及一个或多个附加电绝缘结构，被配置为防止所述第一电极、所述栅极电极和所述连接结构的漏电流引发的充电。2.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，从所述第一电极、所述栅极电极或所述连接结构中的至少一个到所述一个或多个源极/漏极接触结构中的至少一个源极/漏极接触结构的最短距离介于从约1nm至约1μm的范围内。3.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，所述一个或多个附加电绝缘结构包括至少部分地包围所述连接结构的侧壁、所述第一电极的侧壁或所述栅极电极的侧壁中的至少一个的一个或多个电绝缘层。4.根据权利要求3所述的存储器单元，其中，由所述一个或多个电绝缘层覆盖的所述侧壁面向所述一个或多个源极/漏极接触结构中的至少一个源极/漏极接触结构。5.根据权利要求3所述的存储器单元，其中，所述一个或多个附加电绝缘结构包括至少部分地包围所述电容存储器结构的所述第一电极的一个或多个电绝缘层，其中，所述一个或多个电绝缘层设置在所述电容存储器结构的所述第一电极与所述一个或多个绝缘体层中的至少一个绝缘体层之间。6.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，所述一个或多个附加电绝缘结构包括至少部分地覆盖所述场效应晶体管结构的所述栅极电极的表面的一个或多个电绝缘层，所述表面面向所述电容存储器结构。7.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，所述一个或多个附加电绝缘结构包括至少部分地包围所述一个或多个源极/漏极接触结构中的至少一个源极/漏极接触结构的侧壁的一个或多个电绝缘层，其中，所述一个或多个电绝缘层设置在所述至少一个源极/漏极接触结构与所述一个或多个绝缘体层之间。8.根据权利要求7所述的存储器单元，其中，所述至少一个源极/漏极接触结构的所述侧壁面向所述连接结构、所述第一电极或所述栅极电极中的至少一个。9.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，所述场效应晶体管结构包括半导体层以及设置在所述半导体层中的至少第一源
极/漏极区和第二源极/漏极区，其中，所述一个或多个源极/漏极接触结构包括分别接触所述第一源极/漏极区和所述第二源极/漏极区的第一源极/漏极接触结构和第二源极/漏极接触结构。10.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，所述一个或多个附加电绝缘结构包括与所述一个或多个绝缘体层的第二材料不同的至少一种第一材料。11.根据权利要求10所述的存储器单元，其中，所述一个或多个附加电绝缘结构的所述第一材料在以下特性中的至少一个方面不同于所述一个或多个绝缘体层的所述第二材料：晶体结构、微结构、化学元素和/或化学组分。12.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：铁电存储器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：