[發(fā)明專利]薄膜晶體管存儲器及其制備方法

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• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號: CN114122138A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱寶;尹睿;張衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路制造創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

1.一種薄膜晶體管存儲器，其特征在于，包括：

背柵，包括底柵結(jié)構(gòu)和側(cè)柵結(jié)構(gòu)，所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述底柵結(jié)構(gòu)的部分上表面以構(gòu)成L型結(jié)構(gòu)；

阻擋層，設(shè)置于所述底柵結(jié)構(gòu)的上表面；

浮柵，設(shè)置于所述阻擋層的上表面，且所述浮柵與所述背柵分隔設(shè)置，所述浮柵的上表面與所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的上表面相持平；

隧穿層，設(shè)置于所述浮柵的上表面；

溝道，設(shè)置于所述隧穿層的上表面，所述溝道與所述浮柵不接觸設(shè)置，且所述浮柵和所述溝道具有相反的導(dǎo)電類型；

源極和漏極，設(shè)置于所述溝道的上表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管存儲器，其特征在于，所述阻擋層包括底部阻擋結(jié)構(gòu)和側(cè)部阻擋結(jié)構(gòu)，所述側(cè)部阻擋結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述底部阻擋結(jié)構(gòu)的部分上表面以構(gòu)成L型結(jié)構(gòu)，所述側(cè)部阻擋結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述浮柵與所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管存儲器，其特征在于，所述側(cè)部阻擋結(jié)構(gòu)的兩對稱側(cè)表面分別抵持于所述浮柵和所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)，且所述側(cè)部阻擋結(jié)構(gòu)的上表面與所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的上表面相持平。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管存儲器，其特征在于，所述溝道靠近所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的第一側(cè)表面和所述隧穿層靠近所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的第二側(cè)表面均與所述浮柵靠近所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的第三側(cè)表面持平設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管存儲器，其特征在于，所述浮柵和所述溝道均采用半導(dǎo)體材料制作而成，所述溝道的材料為n型半導(dǎo)體材料，所述浮柵的材料為p型半導(dǎo)體材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管存儲器，其特征在于，所述浮柵的材料為NiO、Cu₂O、SnO、AlSnO、p型多晶硅半導(dǎo)體材料、Pt、Pd、Ni和Au中的任意一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管存儲器，其特征在于，所述溝道的材料為IGZO、ZnO、In₂O₃、Ga₂O₃和n型多晶硅半導(dǎo)體材料中的任意一種。

8.一種薄膜晶體管存儲器的制備方法，其特征在于，包括步驟：

S1：形成底柵結(jié)構(gòu)和側(cè)柵結(jié)構(gòu)，且使所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述底柵結(jié)構(gòu)的部分上表面以構(gòu)成L型結(jié)構(gòu)的背柵；

S2：在所述底柵結(jié)構(gòu)的上表面依次形成阻擋層和浮柵，使所述浮柵設(shè)置于所述阻擋層的上表面并與所述背柵分隔設(shè)置，使所述浮柵的上表面與所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的上表面相持平；

S3：在所述浮柵的上表面依次形成隧穿層和溝道，使所述溝道與所述浮柵不接觸設(shè)置，且使所述浮柵和所述溝道具有相反的導(dǎo)電類型；

S4：在所述溝道的上表面形成源極和漏極。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管存儲器的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中在所述底柵結(jié)構(gòu)的上表面依次形成阻擋層和浮柵的步驟包括：

S21：在所述背柵的上表面沉積阻擋層材料；

S22：通過蝕刻工藝去除高于所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的上表面的所述阻擋層材料，以在所述底柵結(jié)構(gòu)的上表面形成L型結(jié)構(gòu)的所述阻擋層，且使所述阻擋層的側(cè)部阻擋結(jié)構(gòu)的上表面與所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的上表面相持平。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜晶體管存儲器的制備方法，其特征在于，所述步驟S22中在所述底柵結(jié)構(gòu)的上表面形成L型結(jié)構(gòu)的阻擋層之后還包括步驟：

S23：在所述阻擋層的上表面和所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的上表面沉積浮柵材料；

S24：通過蝕刻工藝去除部分所述浮柵材料，以在所述阻擋層的上表面形成所述浮柵，且使所述浮柵的上表面、所述側(cè)部阻擋結(jié)構(gòu)的上表面和所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的上表面相持平。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管存儲器的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中在所述浮柵的上表面依次形成隧穿層和溝道的步驟包括：

S31：在所述浮柵的上表面、所述側(cè)部阻擋結(jié)構(gòu)的上表面和所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的上表面沉積隧穿層材料和溝道材料；

S32：通過蝕刻工藝去除位于所述側(cè)部阻擋結(jié)構(gòu)的上表面和所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的上表面的所述隧穿層材料和所述溝道材料，以形成所述隧穿層和所述溝道，使所述溝道靠近所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的第一側(cè)表面和所述隧穿層靠近所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的第二側(cè)表面均與所述浮柵靠近所述側(cè)柵結(jié)構(gòu)的第三側(cè)表面持平設(shè)置。