[發明專利]垂直型存儲器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202111014170.1
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113725301A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 劉金營
• 申請（專利權）人: 上海積塔半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/792
• 分類號: H01L29/792;H01L21/336
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 盧炳瓊

本發明提供一種垂直型存儲器件及其制備方法。器件包括下邏輯單元及上邏輯單元，上邏輯單元位于下邏輯單元的上方，且與下邏輯單元接觸；下邏輯單元包括基底及第一柵極結構層，基底內形成有第一源區、第一漏區及第一溝道區，第一溝道區位于第一源區和第一漏區之間，且均相鄰接，第一柵極結構層位于第一溝道區的上表面；上邏輯單元包括第二源區、第二漏區、第二溝道區和第二柵極結構層，在第一柵極結構層上方依次堆疊，第二柵極結構層包括第二柵介質層及第二柵金屬層，第二柵介質層繞設于第二溝道區的周向上，第二柵金屬層繞設于第二柵介質層的周向上，上邏輯單元的漏極同時作為下邏輯單元的電容器。本發明可以降低動態電荷刷新時間。

技術領域

本發明涉及集成電路領域，具體涉及存儲器件，特別是涉及一種垂直型存儲器件及其制備方法。

背景技術

隨著科技的發展和人們生活水平的日益提高，對器件小型化、多功能化和降低能源消耗方面提出了越來越高的要求，這促使技術人員從材料和工藝等多方面努力，由此實現了集成電路器件的尺寸的不斷縮小。

在傳統結構動態隨機存儲器中，一般采用金屬或者金屬氮化物電極板充當電容，其上電荷保存時間極短，需要高頻率為電容充電，導致較高的能源消耗，需要引入新型結構的動態存儲器來降低其能源消耗。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種垂直型存儲器件及其制備方法，用于解決現有技術中的存儲器件頻繁充電導致功耗增加等問題。本發明采用上邏輯單元為下邏輯單元充電的方式，用多晶硅層和IGZO層的一種或兩種代替金屬或者金屬氮化物電極板充當電容，可有效降低電容中電荷的消失頻率，降低存儲器件的能量消耗。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種垂直型存儲器件，所述垂直型存儲器件包括下邏輯單元及上邏輯單元，所述上邏輯單元位于所述下邏輯單元的上方，且與下邏輯單元接觸；所述下邏輯單元包括基底及第一柵極結構層，所述基底內形成有第一源區、第一漏區及第一溝道區，所述第一溝道區位于所述第一源區和第一漏區之間，且與第一源區和第一漏區均相鄰接，所述第一柵極結構層位于所述第一溝道區的上表面；所述上邏輯單元包括第二源區、第二漏區、第二溝道區和第二柵極結構層，所述第二漏區、第二溝道區及第二源區在所述第一柵極結構層上方依次堆疊，所述第二柵極結構層包括第二柵介質層及第二柵金屬層，所述第二柵介質層繞設于所述第二溝道區的周向上，所述第二柵金屬層繞設于所述第二柵介質層的周向上，所述上邏輯單元的漏極同時作為下邏輯單元的電容器。

可選地，所述垂直型存儲器件還包括側墻結構，位于所述第一柵極結構層及第二漏區的周向上。

可選地，所述第一柵極結構層自下而上依次包括第一柵氧化層、第一高K介質材料層和第一柵極導電材料層。

可選地，所述第二柵介質層由內至外依次包括第二柵氧化層和第二高K介質材料層。

可選地，所述第一高K介質材料層和第二高K介質材料層包括HfO2和ZrO2中的一種或兩種。

可選地，所述第一柵極導電材料層包括多晶硅層和IGZO層的一種或兩種。

可選地，所述第二柵金屬層包括功函數金屬。

可選地，所述上邏輯單元包括NNN型、PPP型、NPN型及PNP型邏輯單元中的任意一種。

本發明還提供一種垂直型存儲器件的制備方法，包括步驟：

提供基底，所述基底上定義有第一源區、第一漏區和第一溝道區，所述第一溝道區位于所述第一源區和第一漏區之間，且與第一源區及第一漏區均鄰接；

于所述基底上依次沉積第一柵極材料層、第二漏極材料層、第二溝道材料層及第二源極材料層；