[發明專利]鐵電隨機訪問存儲器器件和方法

在審

• 申請號: 202010903577.9
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN113410236A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 楊柏峰;楊世海;徐志安
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/11507
• 分類號: H01L27/11507;G11C11/22
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 朱亦林

本公開涉及鐵電隨機訪問存儲器器件和方法。一種形成半導體器件的方法，包括：形成突出高于襯底的第一鰭；在第一鰭之上形成第一源極/漏極區域；第一鰭之上，在第一源極/漏極區域之間形成第一多個納米結構；在第一多個納米結構周圍形成第一柵極結構；以及在第一柵極結構之上并且與第一柵極結構電耦合地形成第一鐵電電容器。

技術領域

本公開涉及鐵電隨機訪問存儲器器件和方法。

背景技術

由于各種電子組件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度的不斷提高，半導體工業經歷了快速的增長。大部分情況下，集成密度的這種提高來自最小特征尺寸的不斷減小，這允許更多的組件能夠被集成到給定面積中。

鰭式場效應晶體管(FinFET)器件正在變得廣泛用于集成電路中。FinFET器件具有三維結構，該三維結構包括從襯底突出的半導體鰭。柵極結構(該柵極結構被配置為控制FinFET器件的導電溝道內的電荷載流子的流動)包著半導體鰭。例如，在三柵極FinFET器件中，柵極結構包著繞半導體鰭的三個側，從而在半導體鰭的三個側上形成導電溝道。柵極全環繞場效應晶體管(GAA FET，gate-all-around field-effect transistor)器件也正在變得越來越普遍。GAA FET器件具有在半導體鰭之上形成的納米結構(例如，納米線、納米片)。納米結構用作器件的溝道區域，并且在納米結構周圍形成柵極電極以控制GAA FET器件。與FinFET器件相比，GAA FET器件可以進一步增強柵極對于各個溝道區域的可控性，這進而提供了比FinFET器件更多的優勢，例如，更低的泄漏電流、更高的導通電流與關斷電流的比率等。

鐵電隨機存取存儲器(FeRAM或FRAM)由于其快速的讀取/寫入速度和小尺寸而成為下一代非易失性存儲器的候選者。在單晶體管單電容器(1T-1C)FeRAM結構中，FeRAM存儲器單元包括晶體管(例如，GAA FET)和電耦合到該晶體管的鐵電電容器。現有的FeRAM結構用于調整所形成的FeRAM器件的特性的調整能力有限。在本領域中需要能夠實現高度靈活的調整能力和高集成密度的FeRAM結構。

發明內容

根據本公開的一個實施例，提供了一種形成半導體器件的方法，所述方法包括：形成突出高于襯底的第一鰭；在所述第一鰭之上形成第一源極/漏極區域；在所述第一鰭之上，在所述第一源極/漏極區域之間形成第一多個納米結構；在所述第一多個納米結構周圍形成第一柵極結構；以及在所述第一柵極結構之上并且與所述第一柵極結構電耦合地形成第一鐵電電容器。

根據本公開的另一實施例，提供了一種形成半導體器件的方法，所述方法包括：形成突出高于襯底的第一鰭和第二鰭，所述第一鰭與所述第二鰭平行；在所述第一鰭之上形成第一多個納米結構，所述第一多個納米結構包括彼此分開的第一數量的第一半導體材料的層；在所述第二鰭之上形成第二多個納米結構，所述第二多個納米結構包括彼此分開的第二數量的所述第一半導體材料的層，所述第二數量小于所述第一數量；在所述第一多個納米結構的相對端上形成第一源極/漏極區域；在所述第二多個納米結構的相對端上形成第二源極/漏極區域；在所述第一多個納米結構周圍形成第一柵極結構；以及在所述第二多個納米結構周圍形成第二柵極結構。

根據本公開的又一實施例，提供了一種半導體器件，包括：襯底；第一鰭，在所述襯底之上；第一多個納米結構，在所述第一鰭之上，所述第一多個納米結構包括第一數量的第一半導體材料的層；第一柵極結構，圍繞所述第一多個納米結構；第二鰭，在所述襯底之上且與所述第一鰭相鄰；第二多個納米結構，在所述第二鰭之上，所述第二多個納米結構包括第二數量的所述第一半導體材料的層，所述第二數量不同于所述第一數量；以及第二柵極結構，圍繞所述第二多個納米結構。

附圖說明

在結合附圖閱讀下面的具體實施方式時，可以從下面的具體實施方式中最佳地理解本公開的各個方面。注意，根據行業的標準做法，各種特征不是按比例繪制的。事實上，為了討論的清楚起見，各種特征的尺寸可能被任意增大或減小。