[發明專利]存儲單元、半導體裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 202210067063.3
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN115497955A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 凌嘉佑;姜慧如;林仲德
• 申請（專利權）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
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

本公開的實施例提供存儲單元，存儲單元包括與源極線和位線接觸的溝道材料；與溝道材料接觸的鐵電材料；以及與字線接觸的鐵電材料。鐵電材料設置在溝道材料和字線之間。字線包括塊層。塊層包括第一金屬層；以及第二金屬層。第二金屬層夾在第一金屬層和鐵電材料之間。

技術領域

本公開涉及存儲單元_、半導體裝置及其制造方法。

背景技術

半導體存儲器用于例如收音機、電視、單元電話和個人計算裝置等電 子應用的集成電路中。半導體存儲器包括兩大類。一是易失性存儲器；另 一是非易失性存儲器。易失性存儲器包括隨機存取存儲器(RAM)，其可以 進一步分為2個子類，靜電隨機存取存儲器(SRAM)和動態隨機存取存儲 器(DRAM)。SRAM和DRAM都是易失性，因為在斷電時會失去所儲存 的信息。

另一方面，非易失性存儲器可以將數據儲存于其中。一種非易失性半 導體存儲器是鐵電隨機存取存儲器(FeRAM或FRAM)。FeRAM的優點是 讀寫速度快且尺寸小。

發明內容

本公開實施例的一種存儲單元包括：溝道材料，接觸源極線和位線； 鐵電材料，接觸所述溝道材料；以及字線，其中所述鐵電材料位于所述溝 道材料和所述字線之間，所述字線包括塊層，所述塊層包括：第一金屬層； 以及第二金屬層，其中所述第二金屬層夾在所述第一金屬層和所述鐵電材 料之間。

本公開實施例的一種半導體裝置包括：襯底；第一存儲單元在所述襯 底上方，所述第一存儲單元包括第一薄膜晶體管，其中所述第一薄膜晶體 管包括：第一字線，其中所述第一字線包括第一塊層，且所述第一塊層包 括：第一金屬層；以及第二金屬層，位于所述第一金屬層的側壁上；以及 鐵電材料的第一部分，接觸所述第一字線的所述第二金屬層的側壁，其中 所述第一金屬層與所述鐵電材料的所述第一部分被所述第二金屬層分隔； 以及溝道材料的第一部分，在所述鐵電材料的所述第一部分、源極線和位 線的側壁上，其中所述鐵電材料設置在所述溝道材料和所述字線的所述第 二金屬層之間；以及第二存儲單元，在所述第一存儲單元上方。

本公開實施例的一種制造半導體裝置的方法，所述方法包括：提供第 一多層堆疊，所述第一多層堆疊包括交替的介電層和導電層，且所述第一 多層堆疊中具有第一溝渠和第二溝渠；移除部分的所述導電層，從而在所 述導電層的末端形成側壁凹槽；以及在所述側壁凹槽中形成抗氧化層，其 中所述抗氧化層和所述導電層形成多個字線。

附圖說明

當與附圖一起閱讀時，從以下詳細描述中可以最好地理解本公開的方 面。需要注意的是，按照行業的標準做法，各種特征都沒有畫成尺度。事 實上，為了討論的清楚起見，可以任意增加或減少各種特征的尺寸。

圖1A是依照一些實施例的隨機存取存儲器的方塊圖。

圖1B到1E是依照一些實施例的存儲陣列的各種視圖。

圖2到16D是依照一些實施例的存儲陣列的制造的中間階段的不同視 圖。

圖17A和17B是依照一些實施例的存儲陣列的各種視圖。

圖18A和18B是依照其他一些實施例的存儲陣列的各種視圖。

圖19A和19B是依照一些其他實施例的存儲陣列的各種視圖。

圖20A到20D是依照一些其他實施例的存儲陣列的制造的中間階段的 各種視圖。

圖21A到25B是依照一些實施例的存儲陣列的制造的中間階段的各種 視圖。

[符號的說明]

50：隨機存取存儲器

52：存儲陣列

54：行譯碼器

56：列譯碼器