[發(fā)明專利]存儲器器件、晶體管及形成存儲單元的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110693104.5
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113421885A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈漢中;馬禮修
• 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: H01L27/1159
• 分類號: H01L27/1159;H01L27/11592;H01L29/78;H01L29/51
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

一種存儲器器件、一種晶體管及其制作方法，存儲器器件包括鐵電(FE)結(jié)構(gòu)及頂部電極層，鐵電結(jié)構(gòu)包括介電層、設(shè)置在介電層上的鐵電層及設(shè)置在鐵電層上的界面金屬層，其中界面金屬層包含鎢(W)、鉬(Mo)、釕(Ru)、氮化鉭(TaN)、或它們的組合以誘發(fā)鐵電層具有正交晶相；頂部電極層設(shè)置在界面金屬層上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例是涉及一種存儲器器件、晶體管及形成存儲單元的方法。

背景技術(shù)

鐵電(ferroelectric，F(xiàn)E)存儲器由于其寫入/讀取速度快且尺寸小，已成為下一代非易失性存儲器的候選項。然而，當(dāng)在常用的半導(dǎo)體器件材料上生長鐵電層時，可能難以獲得期望的晶體結(jié)構(gòu)。可使用各種材料來形成可改善例如矯頑力(coercivity，E_c)、剩余極化強度(remanent polarization，P_r)、磁滯回線方形度(hysteresis loop squareness)(飽和剩磁除以飽和磁化強度)等鐵電性質(zhì)的鐵電層。具體而言，為獲得良好的鐵電性質(zhì)，可使用各種技術(shù)及材料來獲得高正交晶相鐵電層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種存儲器器件包括：鐵電(FE)結(jié)構(gòu)以及頂部電極層。鐵電結(jié)構(gòu)，包括：介電層；鐵電層，設(shè)置在介電層上；以及界面金屬層，設(shè)置在鐵電層上，其中界面金屬層經(jīng)組態(tài)以誘發(fā)在鐵電層中形成正交晶相。頂部電極層，設(shè)置在界面金屬層上。

本發(fā)明實施例提供一種晶體管，包括：半導(dǎo)體層，包括源極區(qū)、漏極區(qū)及設(shè)置在源極區(qū)與漏極區(qū)之間的溝道區(qū)；鐵電(FE)層，設(shè)置在溝道區(qū)上；界面金屬層，設(shè)置在鐵電層上，其中界面金屬層經(jīng)組態(tài)以誘發(fā)在鐵電層中形成正交晶相；以及柵極電極，設(shè)置在界面金屬層上。

本發(fā)明實施例提供一種形成存儲單元的方法，包括：在鐵電(FE)層之上沉積界面金屬層，其中界面金屬層誘發(fā)在鐵電層中形成正交相；以及在界面金屬層之上沉積頂部電極層。

附圖說明

結(jié)合附圖閱讀以下詳細說明，會最好地理解本公開的各個方面。應(yīng)注意，根據(jù)本行業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)慣例，各種特征并非按比例繪制。事實上，為使論述清晰起見，可任意增大或減小各種特征的尺寸。

圖1A是根據(jù)本公開實施例在形成薄膜晶體管(thin-film transistor，TFT)的陣列之前的第一示例性結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。

圖1B是根據(jù)本公開實施例在形成鰭后柵極場效應(yīng)晶體管(fin back gate fieldeffect transistor)的陣列期間的第一示例性結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。

圖1C是根據(jù)本公開實施例在形成上層金屬內(nèi)連線結(jié)構(gòu)(upper-level metalinterconnect structure)之后的第一示例性結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖。

圖2A到圖2H是分別示出根據(jù)本公開各種實施例的制造存儲單元的連續(xù)步驟的垂直剖視圖。

圖3A是示出根據(jù)本公開替代實施例的方法形成的存儲單元的垂直剖視圖。

圖3B是示出根據(jù)本公開另一替代實施例的方法形成的存儲單元的垂直剖視圖。

圖4A到圖4G是分別示出根據(jù)本公開各種實施例的制造晶體管的連續(xù)步驟的垂直剖視圖。

圖5A及圖5B是示出根據(jù)本公開各種實施例的制造晶體管的替代方法的步驟的垂直剖視圖。

圖6A到圖6C是示出根據(jù)本公開各種替代實施例的制造晶體管的連續(xù)步驟的連續(xù)垂直剖視圖。

圖7A是根據(jù)本公開各種實施例的晶體管的局部透明透視圖。

圖7B是沿著圖7A的線B-B的垂直剖視圖。

圖7C是沿著圖7A的線C-C截取的垂直剖視圖。