[發(fā)明專利]存儲(chǔ)器器件及其制造方法以及存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110705545.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN113421895A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊柏峰;楊世海;林佑明;吳昭誼;馬禮修
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/22
• 分類號(hào): H01L27/22;H01L27/24
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

提供一種存儲(chǔ)器器件和制造方法以及存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。所述存儲(chǔ)器器件包括襯底、晶體管和存儲(chǔ)單元。所述襯底具有半導(dǎo)體器件和設(shè)置在所述半導(dǎo)體器件上的介電結(jié)構(gòu)。所述晶體管設(shè)置在所述介電結(jié)構(gòu)之上并與所述半導(dǎo)體器件電耦合。所述半導(dǎo)體器件包括柵極、溝道層、多個(gè)源極和漏極區(qū)、和柵極介電層與第一鐵電層的堆疊。所述柵極和所述多個(gè)源極和漏極區(qū)設(shè)置在所述介電結(jié)構(gòu)之上。所述溝道層位于所述多個(gè)源極和漏極區(qū)之間。所述柵極介電層與第一鐵電層的堆疊設(shè)置在所述柵極與所述溝道層之間。所述存儲(chǔ)單元設(shè)置在所述晶體管之上并電連接到所述多個(gè)源極和漏極區(qū)中的一者。所述存儲(chǔ)單元包括鐵磁層或第二鐵電層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及存儲(chǔ)器器件結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

在電子產(chǎn)品中廣泛使用兩種類型的存儲(chǔ)器，即易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器。易失性存儲(chǔ)器在斷電時(shí)會(huì)丟失存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，而非易失性存儲(chǔ)器在沒有電時(shí)會(huì)保留存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種存儲(chǔ)器器件。所述存儲(chǔ)器器件包括襯底、晶體管和存儲(chǔ)單元。所述襯底具有半導(dǎo)體器件和設(shè)置在所述半導(dǎo)體器件上的介電結(jié)構(gòu)。所述晶體管設(shè)置在所述介電結(jié)構(gòu)之上并與所述半導(dǎo)體器件電耦合。所述晶體管包括柵極、溝道層、柵極介電層與第一鐵電層的堆疊、和多個(gè)源極和漏極區(qū)。所述柵極設(shè)置在所述介電結(jié)構(gòu)之上。所述多個(gè)源極和漏極區(qū)設(shè)置在所述介電結(jié)構(gòu)之上。所述溝道層位于所述多個(gè)源極和漏極區(qū)之間。所述柵極介電層與第一鐵電層的堆疊設(shè)置在所述柵極與所述溝道層之間。所述存儲(chǔ)單元設(shè)置在所述晶體管之上并電連接到所述晶體管的所述多個(gè)源極和漏極區(qū)中的一者。所述存儲(chǔ)單元包括鐵磁層或第二鐵電層。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)包括襯底、第一層級(jí)和第二層級(jí)。所述襯底具有多個(gè)半導(dǎo)體器件和設(shè)置在所述多個(gè)半導(dǎo)體器件上的介電結(jié)構(gòu)。所述第一層級(jí)設(shè)置在所述介電結(jié)構(gòu)上并與所述多個(gè)半導(dǎo)體器件中的至少一者電耦合。所述第一層級(jí)包括設(shè)置在所述介電結(jié)構(gòu)上的第一晶體管和與所述第一晶體管電連接的第一存儲(chǔ)單元。所述第二層級(jí)設(shè)置在所述第一層級(jí)上且設(shè)置在所述介電結(jié)構(gòu)之上，并且與所述多個(gè)半導(dǎo)體器件中的至少一者電耦合。所述第二層級(jí)包括設(shè)置在所述第一層級(jí)上且設(shè)置在所述介電結(jié)構(gòu)之上的第二晶體管、和與所述第二晶體管電連接的第二存儲(chǔ)單元。所述第一晶體管包括第一鐵電層，并且所述第二晶體管包括第二鐵電層。所述第一存儲(chǔ)單元包括第一磁性隧道結(jié)堆疊或第一鐵電隧道結(jié)堆疊，并且所述第二存儲(chǔ)單元包括第二磁性隧道結(jié)堆疊或第二鐵電隧道結(jié)堆疊。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種形成存儲(chǔ)器器件的方法，其至少包括以下步驟。提供具有半導(dǎo)體器件的襯底。在所述半導(dǎo)體器件之上形成介電結(jié)構(gòu)。在所述介電結(jié)構(gòu)上且在所述半導(dǎo)體器件之上形成晶體管。所述晶體管中形成有鐵電層。在所述晶體管之上形成磁性隧道結(jié)堆疊或鐵電隧道結(jié)堆疊，并且所述磁性隧道結(jié)堆疊或所述鐵電隧道結(jié)堆疊電連接到所述晶體管。

附圖說明

結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說明，會(huì)最好地理解本公開的各個(gè)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(shí)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1是示出根據(jù)本公開一些示例性實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。

圖2到圖11是示意性剖視圖，其示出在根據(jù)本公開一些示例性實(shí)施例的用于制造存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的方法的各種階段處的結(jié)構(gòu)。

圖12到圖15是示出根據(jù)本公開各種示例性實(shí)施例的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。

[符號(hào)的說明]

100：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

110：襯底

112：溝道區(qū)

120：器件層

121：介電層

122：柵極結(jié)構(gòu)

124、159、159”：源極和漏極區(qū)