一种半导体结构及其形成方法、存储器技术

本公开提供了一种半导体结构及其形成方法、存储器，半导体结构包括沿第一方向依次堆叠排布的写晶体管阵列、存储节点阵列和读晶体管阵列；其中，读晶体管阵列包括多个沿第二方向和第三方向呈阵列排布的读晶体管；沿第二方向排布的多个读晶体管的有源区均位于沿第二方向延伸的同一半导体层中，沿第三方向相邻的两个读晶体管的有源区位于不同的半导体层中；有源区包括沿第二方向排布的第一电极区、沟道区和第二电极区；每个读晶体管与沿第二方向相邻的两个读晶体管分别共用第一电极区、第二电极区；存储节点阵列包括多个存储节点，写晶体管阵列包括多个写晶体管；每个存储节点连接一个读晶体管以及一个写晶体管。个读晶体管以及一个写晶体管。个读晶体管以及一个写晶体管。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体结构及其形成方法、存储器


[0001]本公开涉及半导体
，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法、存储器。

技术介绍

[0002]与由晶体管和电容器组成的动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)不同，2T0C DRAM不设置电容器，其存储单元仅由两个晶体管组成，具有更小的尺寸和更快的读写速度，更有利于存储器集成度和性能的提高。为了进一步提高2T0C DRAM的集成度和性能，需要优化其阵列结构。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本公开实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种半导体结构及其形成方法、存储器。
[0004]为达到上述目的，本公开实施例的技术方案是这样实现的：
[0005]第一方面，本公开实施例提供一种半导体结构，所述半导体结构包括沿第一方向依次堆叠排布的写晶体管阵列、存储节点阵列和读晶体管阵列；其中，
[0006]所述读晶体管阵列包括多个沿第二方向和第三方向呈阵列排布的读晶体管；沿所述第二方向排布的多个所述读晶体管的有源区均位于沿所述第二方向延伸的同一半导体层中，沿所述第三方向相邻的两个读晶体管的有源区位于不同的半导体层中；所述有源区包括沿所述第二方向排布的第一电极区、沟道区和第二电极区；每个所述读晶体管与沿第二方向相邻的两个读晶体管分别共用第一电极区、第二电极区；所述第二方向与所述第三方向相交，且均与所述第一方向垂直；所述存储节点阵列包括多个存储节点，所述写晶体管阵列包括多个写晶体管；每个所述存储节点连接一个读晶体管以及一个写晶体管。
[0007]在一种可选的实施方式中，所述半导体结构还包括：
[0008]第一读位线和第二读位线，位于所述半导体层远离所述存储节点的一侧，且均沿所述第二方向延伸；所述第一读位线和所述第二读位线沿所述第三方向交替排布；一个所述半导体层与一条所述第一读位线和一条所述第二读位线电连接；所述第一电极区与所述第一读位线或者所述第二读位线电连接。
[0009]在一种可选的实施方式中，所述半导体结构还包括：
[0010]第一位线接触结构，位于所述第一读位线与所述半导体层之间；所述第一位线接触结构的两端分别与所述第一读位线和所述第一电极区连接；
[0011]第二位线接触结构，位于所述第二读位线与所述半导体层之间；所述第二位线接触结构的两端分别与所述第二读位线和所述第一电极区连接；所述第一位线接触结构和所述第二位线接触结构沿所述第二方向交替排布。
[0012]在一种可选的实施方式中，所述半导体结构还包括：
[0013]多条读字线，位于所述半导体层远离所述存储节点的一侧；每条所述读字线沿所述第三方向延伸且与沿所述第三方向排布的多个读晶体管电连接，所述多条读字线沿所述
第二方向排布；
[0014]字线接触结构，位于所述读字线与所述半导体层之间；所述字线接触结构的两端分别与所述读字线和所述第二电极区连接。
[0015]在一种可选的实施方式中，所述多个写晶体管沿所述第二方向和所述第三方向呈阵列排布，每个所述写晶体管包括沿所述第一方向延伸的半导体柱；所述半导体柱沿所述第一方向的一端与所述存储节点连接。
[0016]在一种可选的实施方式中，所述半导体结构还包括写字线和写位线；其中，
[0017]所述写字线至少位于所述半导体柱沿所述第二方向相对的两侧中的一侧，且沿所述第三方向延伸；所述写位线与所述半导体柱沿所述第一方向的另一端连接，且沿所述第二方向延伸；
[0018]或者，
[0019]所述写字线至少位于所述半导体柱沿所述第三方向相对的两侧中的一侧，且沿所述第二方向延伸；所述写位线与所述半导体柱沿所述第一方向的另一端连接，且沿所述第三方向延伸。
[0020]在一种可选的实施方式中，所述半导体结构还包括：
[0021]栅极介质层，位于所述存储节点与所述沟道区之间。
[0022]第二方面，本公开实施例提供一种半导体结构的形成方法，所述形成方法包括：
[0023]形成写晶体管阵列，所述写晶体管阵列包括多个写晶体管；
[0024]在所述写晶体管阵列上形成存储节点阵列，所述存储节点阵列包括多个存储节点，每个所述存储节点连接一个所述写晶体管；
[0025]在所述存储节点阵列上形成读晶体管阵列；所述读晶体管阵列包括多个沿第二方向和第三方向呈阵列排布的读晶体管；沿所述第二方向排布的多个所述读晶体管的有源区均形成于沿所述第二方向延伸的同一半导体层中，沿所述第三方向相邻的两个读晶体管的有源区形成于不同的半导体层中；所述有源区包括沿所述第二方向排布的第一电极区、沟道区和第二电极区；每个所述读晶体管与沿第二方向相邻的两个读晶体管分别共用第一电极区、第二电极区；所述第二方向与所述第三方向相交，且均与所述第一方向垂直。
[0026]在一种可选的实施方式中，所述形成方法还包括：
[0027]在所述半导体层远离所述存储节点的一侧形成第一读位线和第二读位线；所述第一读位线和所述第二读位线沿所述第三方向交替排布，且均沿所述第二方向延伸；一个所述半导体层与一条所述第一读位线和一条所述第二读位线电连接；所述第一电极区与所述第一读位线或者所述第二读位线电连接。
[0028]在一种可选的实施方式中，在所述形成第一读位线和第二读位线之前，所述形成方法还包括：
[0029]在所述半导体层上形成第一位线接触结构和第二位线接触结构；所述第一位线接触结构和所述第二位线接触结构沿所述第二方向交替排布；
[0030]所述形成第一读位线和第二读位线，包括：在所述第一位线接触结构上形成所述第一读位线，在所述第二位线接触结构上形成所述第二读位线。
[0031]在一种可选的实施方式中，所述形成方法还包括：
[0032]在所述第二电极区上形成字线接触结构，并在所述字线接触结构上形成多条读字
线；所述字线接触结构的两端分别与所述读字线和所述第二电极区连接；每条所述读字线沿所述第三方向延伸且与沿所述第三方向排布的多个读晶体管电连接，所述多条读字线沿所述第二方向排布。
[0033]在一种可选的实施方式中，所述形成写晶体管阵列，包括：
[0034]形成多个沿所述第二方向和所述第三方向呈阵列排布的写晶体管，每个所述写晶体管包括沿所述第一方向延伸的半导体柱；
[0035]所述在所述写晶体管阵列上形成存储节点阵列，包括：
[0036]在所述半导体柱上形成所述存储节点；所述半导体柱沿所述第一方向的一端与所述存储节点连接。
[0037]在一种可选的实施方式中，所述形成方法还包括形成写字线和写位线；其中，
[0038]所述写字线至少形成于所述半导体柱沿所述第二方向相对的两侧中的一侧，且沿所述第三方向延伸；所述半导体柱形成于所述写位线上，所述写位线与所述半导体柱沿所述第一方向的另一端连接，且沿所述第二方向延伸；
[0039]或者，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括沿第一方向依次堆叠排布的写晶体管阵列、存储节点阵列和读晶体管阵列；其中，所述读晶体管阵列包括多个沿第二方向和第三方向呈阵列排布的读晶体管；沿所述第二方向排布的多个所述读晶体管的有源区均位于沿所述第二方向延伸的同一半导体层中，沿所述第三方向相邻的两个读晶体管的有源区位于不同的半导体层中；所述有源区包括沿所述第二方向排布的第一电极区、沟道区和第二电极区；每个所述读晶体管与沿第二方向相邻的两个读晶体管分别共用第一电极区、第二电极区；所述第二方向与所述第三方向相交，且均与所述第一方向垂直；所述存储节点阵列包括多个存储节点，所述写晶体管阵列包括多个写晶体管；每个所述存储节点连接一个读晶体管以及一个写晶体管。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：第一读位线和第二读位线，位于所述半导体层远离所述存储节点的一侧，且均沿所述第二方向延伸；所述第一读位线和所述第二读位线沿所述第三方向交替排布；一个所述半导体层与一条所述第一读位线和一条所述第二读位线电连接；所述第一电极区与所述第一读位线或者所述第二读位线电连接。3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：第一位线接触结构，位于所述第一读位线与所述半导体层之间；所述第一位线接触结构的两端分别与所述第一读位线和所述第一电极区连接；第二位线接触结构，位于所述第二读位线与所述半导体层之间；所述第二位线接触结构的两端分别与所述第二读位线和所述第一电极区连接；所述第一位线接触结构和所述第二位线接触结构沿所述第二方向交替排布。4.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：多条读字线，位于所述半导体层远离所述存储节点的一侧；每条所述读字线沿所述第三方向延伸且与沿所述第三方向排布的多个读晶体管电连接，所述多条读字线沿所述第二方向排布；字线接触结构，位于所述读字线与所述半导体层之间；所述字线接触结构的两端分别与所述读字线和所述第二电极区连接。5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述多个写晶体管沿所述第二方向和所述第三方向呈阵列排布，每个所述写晶体管包括沿所述第一方向延伸的半导体柱；所述半导体柱沿所述第一方向的一端与所述存储节点连接。6.根据权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括写字线和写位线；其中，所述写字线至少位于所述半导体柱沿所述第二方向相对的两侧中的一侧，且沿所述第三方向延伸；所述写位线与所述半导体柱沿所述第一方向的另一端连接，且沿所述第二方向延伸；或者，所述写字线至少位于所述半导体柱沿所述第三方向相对的两侧中的一侧，且沿所述第二方向延伸；所述写位线与所述半导体柱沿所述第一方向的另一端连接，且沿所述第三方向延伸。7.根据权利要求1至6任一项所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：
栅极介质层，位于所述存储节点与所述沟道区之间。8.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，所述形成方法包括：形成写晶体管阵列，所述写晶体管阵列包括多个写晶体管；在所述写晶体管阵列上形成存储节点阵列，所述存储节点阵列包括多个存储节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝天，华文宇，
申请(专利权)人：芯盟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：