[發(fā)明專利]一種三維NAND型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010622412.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN111799265B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾斌建;周益春;廖敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L27/11507
• 分類號(hào): H01L27/11507;H01L27/11514;H01L29/10;H01L29/78;H01L21/336
• 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型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器，其特征在于，包括：

依次層疊設(shè)置的基底層(1)、公共源極層(2)、多個(gè)選擇晶體管(6)、疊構(gòu)層，及垂直貫穿所述疊構(gòu)層的多個(gè)通道；

所述多個(gè)選擇晶體管(6)中的每一個(gè)選擇晶體管由選擇柵電極層(4a)的一部分以及柵介質(zhì)層(7)和第一溝道層(8)組成；

所述疊構(gòu)層包括多層相互交疊排布的隔離層和柵電極層；

所述多個(gè)通道設(shè)置在所述多個(gè)選擇晶體管(6)的正上方，所述通道的內(nèi)壁上依次設(shè)置有緩沖層(9)、鐵電薄膜層(10)、第二溝道層(11)和填充層(12)，所述第二溝道層(11)的底部與所述第一溝道層(8)的頂端緊密相連，所述柵電極層與所述緩沖層(9)、所述鐵電薄膜層(10)和所述第二溝道層(11)形成多個(gè)鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管串聯(lián)的存儲(chǔ)單元串(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維NAND型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器，其特征在于，所述基底層(1)的材料為硅、鍺、硅鍺或砷化鎵。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維NAND型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器，其特征在于，所述隔離層為二氧化硅或介電常數(shù)比二氧化硅更小的絕緣材料，所述柵電極層；為重?fù)诫s的多晶硅，氮化物金屬電極和鎢中的任一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維NAND型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器，其特征在于，所述緩沖層(9)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。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維NAND型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器，其特征在于，所述鐵電薄膜層(10)為二氧化鉿(HfO₂)、摻雜的二氧化鉿(HfO₂)、二氧化鋯(ZrO₂)或摻雜的二氧化鋯(ZrO₂)，其中，摻雜的二氧化鉿(HfO₂)中摻雜元素包括硅、鋁、鋯、鑭、鈰、鍶、镥、釓、鈧、釹、鍺和氮中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維NAND型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器，其特征在于，所述第一溝道層(8)和所述第二溝道層(11)的材料為多晶硅、多晶鍺、多晶硅鍺、摻雜的多晶硅、摻雜的多晶鍺和摻雜的多晶硅鍺中的任一種，摻雜元素為硼、磷和砷中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維NAND型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器，其特征在于，所述填充層(12)的材料為二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)和氮氧化硅(SiON)中的任一種。

8.一種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的三維NAND型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器的制備方法，其特征在于，包括：

S1，提供具有多個(gè)選擇晶體管(6)的基底層 (1)；

S2，在所述多個(gè)選擇晶體管(6)的上面形成由多層相互交疊排布的隔離層和柵電極層組成的疊構(gòu)層；

S3，在所述多個(gè)選擇晶體管(6)的正上方刻蝕出多個(gè)通孔，所述多個(gè)通孔中的每個(gè)通孔均垂直貫穿所述疊構(gòu)層；

S4，在所述通孔的內(nèi)壁依次沉積緩沖層(9)、鐵電薄膜層(10)和犧牲層(14)；

S5，進(jìn)行熱處理，然后采用濕法刻蝕去除所述犧牲層(14)；

S6，采用刻蝕的方法去除沉積在所述通孔底部的所述鐵電薄膜層(10)和所述緩沖層(9)，然后在所述通孔中所述鐵電薄膜層(10)的內(nèi)壁上依次沉積第二溝道層(11)和填充層(12)以充滿所述通孔，得到三維NAND型鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管存儲(chǔ)器。