存储器及其制造方法、电子设备技术

一种存储器及其制造方法、电子设备，存储器包括：所述存储单元包括：晶体管以及电容；所述晶体管包括沟道、第一电极和第二电极以及栅极，所述第二电极与所述位线连接，所述第一电极与所述电容连接；所述栅极环绕所述沟道且通过栅极绝缘层与所述沟道连接；所述电容包括第一电容电极、第二电容电极以及电容介电层，所述第一电容电极与所述第一电极连接；所述第一电容电极、所述第一电极、所述沟道和所述第二电极为一体式结构，且由同一种金属氧化物导电材料形成；本公开存储器降低了生产成本，易于制造。制造。制造。

【技术实现步骤摘要】
存储器及其制造方法、电子设备


[0001]本公开实施例涉及但不限于半导体技术，尤指一种存储器及其制造方法、电子设备。

技术介绍

[0002]随着动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）技术的发展，平面的1T1C结构已经趋于极限，为了获取更高的存储电容，更低漏电，更高集成度，新的结构和工艺简单的半导体器件设计成为需求。

技术实现思路

[0003]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0004]本公开实施例提供一种存储器，包括：一个或多个沿垂直于衬底的方向堆叠的存储单元，以及位线和字线；所述存储单元包括：晶体管以及电容；所述晶体管包括沟道、第一电极和第二电极以及栅极，所述第二电极与所述位线连接，所述第一电极与所述电容连接；所述栅极环绕所述沟道且通过栅极绝缘层与所述沟道连接；所述电容包括第一电容电极、第二电容电极以及电容介电层，所述第一电容电极与所述第一电极连接；所述第一电容电极、所述第一电极、所述沟道和所述第二电极为一体式结构，且由同一种金属氧化物导电材料形成。
[0005]在一些实施例中，所述沟道的电导率与所述第一电容电极、所述第一电极和所述第二电极的电导率相同。
[0006]在一些实施例中，所述第一电容电极、所述第一电极、所述沟道和所述第二电极分别为沿平行衬底方向延伸的一体式结构的不同区域。
[0007]在一些实施例中，所述一体式结构为沿平行衬底方向且垂直所述位线延伸的线状，其一端与所述位线连接，其中，所述位线为金属、合金或金属氮化物。
[0008]在一些实施例中，所述一体式结构为从所述第一电容电极至所述第二电极的区域均为实心结构，所述实心结构的第一电容电极的外侧壁和端面由所述第二电容电极环绕。
[0009]在一些实施例中，所述一体式结构的至少部分区域为中空结构；其中，至少在所述第一电容电极所在的区域为中空结构，且所述一体式结构靠近所述电容的一端具有朝向所述第二电容电极的开口；所述第二电容电极环绕所述第一电容电极的外侧壁并深入到所述开口中，所述第二电容电极通过所述电容介电层与所述第一电容电极的外侧壁和内侧壁连接。
[0010]在一些实施例中，所述一体式结构中，与所述沟道、所述第一电极和所述第二电极对应的区域均为实心结构。
[0011]在一些实施例中，所述一体式结构中，与所述沟道、所述第一电极和所述第二电极对应的区域为中空结构，且所述中空结构从所述第一电容电极朝向所述位线方向延伸形成杯状结构，所述第二电极至少包含所述杯状结构的底面，所述位线与所述杯状结构的底面连接。
[0012]在一些实施例中，每个所述存储单元包含沿垂直位线方向延伸的孔洞，所述孔洞的侧壁为绝缘层，所述孔洞的底部露出对应区域的所述位线；在所述孔洞的绝缘层上和底部露出的位线上沉积有金属氧化物导电层，所述金属氧化物导电层从远离位线的方向不同区域分别为所述第二电极、沟道、第一电极和第一电容电极。
[0013]在一些实施例中，所述孔洞的侧壁的绝缘层为不同的绝缘层，其中，所述孔洞的侧壁对应沟道的区域为所述栅极绝缘层，所述孔洞的侧壁对应所述第一电容电极的区域为电容介电层，所述孔洞的侧壁对应所述第一电极和所述第二电极的区域为隔离层。
[0014]在一些实施例中，所述金属氧化物导电层的形状与所述孔洞的形状相适应，形成中空杯状结构，所述金属氧化物导电层形成的中空杯状结构内填充有绝缘填充层。
[0015]在一些实施例中，所述绝缘填充层从所述孔洞的底部延伸到所述第一电极区域且未延伸到所述第一电容电极的区域；未填充所述绝缘填充层的孔洞的内侧壁沉积有所述电容介电层，所述电容介电层的形状与未填充所述绝缘填充层的孔洞的形状相适应；在形成有电容介电层的孔洞内填充有第二电容电极；所述孔洞的外侧壁对应电容介电层的区域形成有第二电容电极。
[0016]在一些实施例中，所述第二电容电极为沿垂直衬底延伸的板状结构，所述第一电容电极伸入到所述板状结构中通过所述电容介电层连接，使得所述第一电容电极和所述第二电容电极的形状互补。
[0017]在一些实施例中，所述孔洞的侧壁包含四个面，所述孔洞的侧壁包含上表面和下表面，以及两个侧表面，所述上表面和下表面与所述衬底平行。
[0018]在一些实施例中，所述金属氧化物导电材料为氧化铟锡。
[0019]在一些实施例中，所述位线与所述沟道或所述第二电极之间的接触为欧姆接触，所述第一电容电极与所述沟道或所述第一电极之间为一体式结构。
[0020]在一些实施例中，同层相邻两个所述存储单元共用一条所述位线，且相邻两个所述存储单元镜像对称分布。
[0021]在一些实施例中，所述字线沿着垂直衬底的方向延伸，所述位线沿着平行衬底的方向延伸。
[0022]本公开实施例还提供了一种存储器的制造方法，包括：在衬底上形成依次交替设置的导电层和绝缘层；进行图案化的蚀刻，形成多个垂直衬底的沟槽，各层所述导电层分别形成相互堆叠依次循环分布的图案化结构，每层图案化结构包含位线以及沿垂直所述位线方向延伸的多个分支；使用介质层填充所述沟槽；进行图案化的蚀刻，使所述多个分支远离所述位线的一端暴露；
进行湿法选择性刻蚀，去除所述介质层和所述绝缘层包裹的所述各分支形成沿着平行于所述衬底方向延伸的槽体，所述槽体将对应区域的所述位线暴露；在所述槽体中形成连续分布的金属氧化物导电薄膜，使所述金属氧化物导电薄膜的不同区域形成第一电容电极、第一电极、沟道以及第二电极；所述第二电极与暴露的位线连接；进行图案化的蚀刻，去除所述介质层和所述绝缘层将所述第一电容电极对应区域的金属氧化物导电薄膜暴露；在所述第一电容电极对应区域的金属氧化物导电薄膜的外侧壁和内侧壁上依次形成电容介电层以及第二电容电极。
[0023]在一些实施例中，包括：采用原子层沉积工艺，在所述槽体的侧壁和底部形成连续分布的金属氧化物导电薄膜，其中，所述金属氧化物导电薄膜的不同区域形成第一电容电极、第一电极、沟道以及第二电极；所述第二电极与所述槽体底部的位线连接；在所述槽体中填充绝缘材料，所述绝缘材料从所述槽体底部沿着侧壁填充整个槽体；进行湿法选择性刻蚀，仅去除所述第一电容电极对应区域的绝缘材料；在第一电容电极对应区域保留的槽体中依次形成电容介电层以及填充在所述保留的槽体中的第二电容电极。
[0024]在一些实施例中，使用介质层填充所述沟槽之后，还包括：在各层所述绝缘层中形成暴露各层所述导电层侧壁的通道，所述通道将各层所述导电层的侧壁暴露并连通；在所述通道中依次形成环绕各层所述导电层的侧壁的栅极绝缘层和栅极，各栅极连通形成字线，一条字线与垂直衬底堆叠的各存储单元共用。
[0025]在一些实施例中，使用介质层填充所述沟槽之后，还包括：在同一层相邻两个存储单元之间开设一个垂直方向延伸的通孔，在该通孔内横向刻蚀暴露出相邻两个存储单元对应堆叠的各层存储单元的所述导电层的侧壁，在所述通孔内依次形成栅极绝缘层和字线，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，其特征在于，包括：一个或多个沿垂直于衬底的方向堆叠的存储单元，以及位线和字线；所述存储单元包括：晶体管以及电容；所述晶体管包括沟道、第一电极和第二电极以及栅极，所述第二电极与所述位线连接，所述第一电极与所述电容连接；所述栅极环绕所述沟道且通过栅极绝缘层与所述沟道连接；所述电容包括第一电容电极、第二电容电极以及电容介电层，所述第一电容电极与所述第一电极连接；所述第一电容电极、所述第一电极、所述沟道和所述第二电极为一体式结构，且由同一种金属氧化物导电材料形成。2.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述沟道的电导率与所述第一电容电极、所述第一电极和所述第二电极的电导率相同。3.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述第一电容电极、所述第一电极、所述沟道和所述第二电极分别为沿平行衬底方向延伸的一体式结构的不同区域。4.根据权利要求3所述的存储器，其特征在于，所述一体式结构为沿平行衬底方向且垂直所述位线延伸的线状，其一端与所述位线连接，其中，所述位线为金属、合金或金属氮化物。5.根据权利要求4所述的存储器，其特征在于，所述一体式结构为从所述第一电容电极至所述第二电极的区域均为实心结构，所述实心结构的第一电容电极的外侧壁和端面由所述第二电容电极环绕。6.根据权利要求1
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4任一所述的存储器，其特征在于，所述一体式结构的至少部分区域为中空结构；其中，至少在所述第一电容电极所在的区域为中空结构，且所述一体式结构靠近所述电容的一端具有朝向所述第二电容电极的开口；所述第二电容电极环绕所述第一电容电极的外侧壁并深入到所述开口中，所述第二电容电极通过所述电容介电层与所述第一电容电极的外侧壁和内侧壁连接。7.根据权利要求6所述的存储器，其特征在于，所述一体式结构中，与所述沟道、所述第一电极和所述第二电极对应的区域均为实心结构。8.根据权利要求6所述的存储器，其特征在于，所述一体式结构中，与所述沟道、所述第一电极和所述第二电极对应的区域为中空结构，且所述中空结构从所述第一电容电极朝向所述位线方向延伸形成杯状结构，所述第二电极至少包含所述杯状结构的底面，所述位线与所述杯状结构的底面连接。9.根据权利要求1
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4任一所述的存储器，其特征在于，每个所述存储单元包含沿垂直位线方向延伸的孔洞，所述孔洞的侧壁为绝缘层，所述孔洞的底部露出对应区域的所述位线；在所述孔洞侧壁的绝缘层上和底部露出的位线上沉积有金属氧化物导电层，所述金属氧化物导电层从远离位线的方向不同区域分别为所述第二电极、沟道、第一电极和第一电容电极。10.根据权利要求9所述的存储器，其特征在于，所述孔洞的侧壁的绝缘层为不同的绝缘层，其中，所述孔洞的侧壁对应沟道的区域为所述栅极绝缘层，所述孔洞的侧壁对应所述第一电容电极的区域为电容介电层，所述孔洞的侧壁对应所述第一电极和所述第二电极的
区域为隔离层。11.根据权利要求9所述的存储器，其特征在于，所述金属氧化物导电层的形状与所述孔洞的形状相适应，形成中空杯状结构，所述金属氧化物导电层形成的中空杯状结构内填充有绝缘填充层。12.根据权利要求11所述的存储器，其特征在于，所述绝缘填充层从所述孔洞的底部延伸到所述第一电极区域且未延伸到所述第一电容电极的区域；未填充所述绝缘填充层的孔洞的内侧壁沉积有所述电容介电层，所述电容介电层的形状与未填充所述绝缘填充层的孔洞的形状相适应；在形成有电容介电层的孔洞内填充有第二电容电极；所述孔洞的外侧壁对应电容介电层的区域形成有第二电容电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴瑾，
申请(专利权)人：北京超弦存储器研究院，
类型：发明
国别省市：