[發(fā)明專利]存儲器陣列及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110279851.4
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113517303B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊柏峰;楊世海;吳昭誼;王圣禎;林佑明
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H10B51/30
• 分類號: H10B51/30;H10B51/20
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

公開了包括偽導(dǎo)電線的3D存儲器陣列及其形成方法。在實施例中，一種存儲器陣列包括在半導(dǎo)體襯底上方的鐵電(FE)材料，該FE材料包括與字線接觸的豎直側(cè)壁；在FE材料上的氧化物半導(dǎo)體(OS)層，該OS層接觸源極線和位線，該FE材料在OS層與字線之間；晶體管，包括FE材料的一部分、字線的一部分、OS層的一部分、源極線的一部分以及位線的一部分；以及晶體管與半導(dǎo)體襯底之間的第一偽字線，該FE材料還包括與第一偽字線接觸的第一錐形側(cè)壁。本發(fā)明的實施例還涉及存儲器陣列及其制造方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例涉及存儲器陣列及其制造方法。

背景技術(shù)

例如，半導(dǎo)體存儲器用于包括無線電、電視、手機(jī)和個人計算設(shè)備等電子應(yīng)用的集成電路中。半導(dǎo)體存儲器包括兩個主要類別：易失性存儲器和非易失性存儲器。易失性存儲器包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)，可以將其進(jìn)一步分為兩個子類別：靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)和動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)。SRAM和DRAM都是易失性的，因為它們在不通電時會丟失存儲的信息。

另一方面，非易失性存儲器可以在不通電時將數(shù)據(jù)存儲在其上。一種類型的非易失性半導(dǎo)體存儲器是鐵電隨機(jī)存取存儲器(FeRAM或FRAM)。FeRAM的優(yōu)點(diǎn)包括讀/寫速度快和尺寸小。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種存儲器陣列，包括：鐵電(FE)材料，在半導(dǎo)體襯底上方，F(xiàn)E材料包括與字線接觸的豎直側(cè)壁；氧化物半導(dǎo)體(OS)層，在FE材料上方，OS層接觸源極線和位線，其中，F(xiàn)E材料在OS層與字線之間；晶體管，包括FE材料的一部分、字線的一部分、OS層的一部分、源極線的一部分以及位線的一部分；以及第一偽字線，在晶體管與半導(dǎo)體襯底之間，其中，F(xiàn)E材料還包括與第一偽字線接觸的第一錐形側(cè)壁。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個方面，提供了一種存儲器陣列，包括：一個或多個下偽字線，在半導(dǎo)體襯底上方；一個或多個字線，在下偽字線上方；一個或多個上偽字線，在字線上方；源極線，延伸穿過下偽字線、字線和上偽字線；位線，延伸穿過下偽字線、字線和上偽字線；以及一個或多個晶體管，晶體管中的每一個包括字線中的一個的一部分、源極線的一部分和位線的一部分，其中，上偽字線的寬度小于字線的寬度，并且其中，上偽字線的長度小于字線的長度。

根據(jù)本發(fā)明實施例的又一個方面，提供了一種制造存儲器陣列的方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上方形成多層堆疊，多層堆疊包括交替的導(dǎo)電層和介電層；對延伸穿過多層堆疊的第一溝槽進(jìn)行圖案化，第一溝槽的靠近半導(dǎo)體襯底的第一部分具有第一錐形側(cè)壁，第一溝槽的第二部分具有豎直側(cè)壁，第一溝槽的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體襯底的第三部分具有第二錐形側(cè)壁，其中，豎直側(cè)壁從第一錐形側(cè)壁延伸到第二錐形側(cè)壁，其中，對第一溝槽進(jìn)行圖案化限定鄰近第一部分的底部偽字線、鄰近第二部分的字線和鄰近第三部分的頂部偽字線；沿著第一錐形側(cè)壁、豎直側(cè)壁、第二錐形側(cè)壁和第一溝槽的底面沉積鐵電(FE)材料；在FE材料上方沉積氧化物半導(dǎo)體(OS)層，其中，OS層的第一部分、FE材料的第一部分和底部偽字線的一部分形成一個或多個偽晶體管，并且其中，OS的第二部分層、FE材料的第二部分和字線的一部分形成一個或多個晶體管；對多層堆疊進(jìn)行圖案化，使得導(dǎo)電層和介電層在截面圖中具有階梯形狀；以及形成電耦合至一個或多個晶體管的導(dǎo)電線。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1A和圖1B示出了根據(jù)一些實施例的存儲器陣列的透視圖和電路圖。

圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10A、圖10B、圖11A、圖11B、圖12A、圖12B、圖13A、圖13B、圖13C、圖14A、圖14B、圖14C、圖15、圖16、圖17、圖18、圖19、圖20、圖21、圖22、圖23A、圖23B、圖23C、圖24、圖25A、圖25B、圖25C、圖25D、圖26和圖27是根據(jù)一些實施例的制造存儲器陣列的中間階段的截面圖、俯視圖和透視圖。