[發(fā)明專利]一種三維NAND鐵電存儲器及其制備方法

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• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111799263A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾斌建;周益春;廖敏
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學
• 主分類號: H01L27/11507
• 分類號: H01L27/11507;H01L27/11509;H01L27/11514;H01L29/66;H01L29/78;H01L29/786;H01L21/34
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 鄭久興

1.一種三維NAND鐵電存儲器，其特征在于，包括：

依次層疊設(shè)置的基底層(1)、導電層(2)和疊構(gòu)層，所述疊構(gòu)層包括交疊設(shè)置的多層隔離層和多層控制柵電極層；及

多個通道組(5)，所述多個通道組中每一個均包括兩個通道，兩個所述通道均貫穿所述疊構(gòu)層設(shè)置，兩個所述通道的底端嵌于所述導電層(2)，且兩個所述通道的底端連通，兩個所述通道之間設(shè)置有使兩個所述通道的控制柵電極層分離開的分離層(6)，所述通道內(nèi)壁上依次設(shè)置有緩沖層(7)、鐵電薄膜層(8)、溝道層(9)，使兩個所述通道形成多個鐵電場效應(yīng)晶體管(13)，所述多個鐵電場效應(yīng)晶體管(13)串聯(lián)組成一個通道組(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維NAND鐵電存儲器，其特征在于，還包括，所述溝道層(9)的內(nèi)壁設(shè)置有填充層(10)，以填滿所述通道，所述填充層(10)的材料為二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)或氮氧化硅(SiON)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維NAND鐵電存儲器，其特征在于，所述基底層(1)材料為硅、鍺、硅鍺或砷化鎵。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維NAND鐵電存儲器，其特征在于，所述隔離層的材料為二氧化硅或介電常數(shù)小于二氧化硅的絕緣材料；所述控制柵電極層的材料為重摻雜多晶硅、氮化物金屬電極或鎢。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維NAND鐵電存儲器，其特征在于，所述緩沖層(7)的材料為：二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)、氮氧化硅(SiON)、氧化鋁(Al₂O₃)、二氧化鉿(HfO₂)、二氧化鋯(ZrO₂)、二氧化鈦(TiO₂)、氧化鑭(La₂O₃)、氮氧硅鉿(HfSiON)及二氧化鍺(GeO₂)中的一種或多種的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維NAND鐵電存儲器，其特征在于，所述溝道層(9)的材料為具有高載流子遷移率的氧化物半導體材料，是氧化銦鎵鋅(InGaZnO)、氧化銦鋅(InZnO)、氧化銦錫鋅(InSnZnO)、氧化鋅錫(ZnSnO)、氧化鋅鋁錫(ZnAlSnO)、氧化硅鋅錫(SiZnSnO)、氧化銦鋁鋅(InAlZnO)、氧化銦鋯鋅(InZrZnO)、氧化銦鉿鋅(InHfZnO)、氧化鋅(ZnO)和氧化鎵(Ga₂O₃)等中的任一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維NAND鐵電存儲器，其特征在于，所述鐵電薄膜層(8)為：

二氧化鉿(HfO₂)；

摻雜的二氧化鉿(HfO₂)，所述摻雜的二氧化鉿的摻雜元素為硅、鋁、鋯、鑭、鈰、鍶、镥、釓、鈧、釹、鍺、氮中的一種或多種；

二氧化鋯(ZrO₂)；或

摻雜的二氧化鋯(ZrO₂)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維NAND鐵電存儲器，其特征在于，所述溝道層(9)的厚度小于其耗盡層寬度。