[發明專利]鐵電存儲器單元、其制備方法及鐵電存儲器的布局結構

有效

• 申請號: 202210135470.3
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114203708B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 于紹欣
• 申請（專利權）人: 廣州粵芯半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L27/11507
• 分類號: H01L27/11507;H01L27/11509
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 羅泳文

1.一種鐵電存儲器單元，其特征在于，所述鐵電存儲器單元包括：

選擇晶體管，包括基底，位于所述基底上的柵極結構和位于所述柵極結構兩側的基底中的源區和漏區；

溝槽型鐵電電容，包括設置于所述漏區中的溝槽、形成于所述溝槽底部和側壁下極板，形成于所述下極板表面的鐵電電容介質層、以及位于鐵電電容介質層上表面的上極板，所述漏區內部還形成有深摻雜區，所述深摻雜區包圍于所述溝槽型鐵電電容的底部與部分側壁區域，所述深摻雜區的摻雜類型與所述漏區的摻雜類型相同，所述深摻雜區的離子摻雜濃度大于所述漏區的離子摻雜濃度。

2.根據權利要求1所述的鐵電存儲器單元，其特征在于：所述選擇晶體管漏區表面包含有合金結，所述合金結由金屬層與所述基底合金化形成，所述合金結與所述溝槽型鐵電電容的下極板連接。

3.根據權利要求1所述的鐵電存儲器單元，其特征在于：所述深摻雜區的摻雜濃度比所述漏區的摻雜濃度大1E14~5E15 atom/cm³。

4.根據權利要求1所述的鐵電存儲器單元，其特征在于：所述溝槽的寬度介于0.18微米~0.3微米，深度介于4000埃米~1微米，所述溝槽的側壁傾角介于70度~90度。

5.根據權利要求1所述的鐵電存儲器單元，其特征在于：所述溝槽型鐵電電容的下極板包括合金結，所述合金結由金屬層與所述基底合金化形成，所述溝槽型鐵電電容的上極板填滿所述溝槽，所述上極板的材料包括種子層和金屬鎢。

6.根據權利要求1所述的鐵電存儲器單元，其特征在于：所述上極板上連接有板線接觸，所述板線接觸的一端嵌入于所述上極板中，嵌入的深度介于200埃米~1000埃米。

7.根據權利要求1所述的鐵電存儲器單元，其特征在于：所述鐵電電容介質層包括鋯摻雜的氧化鉿層，其中，鋯、鉿和氧的摻雜比例為0.4~0.6:0.4~0.6:2，所述鋯摻雜的氧化鉿層的厚度介于6納米~10納米。

8.一種根據權利要求1所述的鐵電存儲器的布局結構，其特征在于：所述布局結構包括：

多個如權利要求1~7任意一項所述的鐵電存儲器單元，其中：

沿第一方向排布的相鄰兩個所述鐵電存儲器單元共用一源區，且所述源區沿第一方向相連形成所述鐵電存儲器的位線BL；

沿第二方向間隔排布的多個鐵電存儲器單元的所述選擇晶體管的柵極結構沿第二方向相連作為所述鐵電存儲器的字線WL；

沿第二方向間隔排布的多個鐵電存儲器單元的所述溝槽型鐵電電容的上極板沿第二方向相連作為所述鐵電存儲器的板線PL。

9.一種鐵電存儲器單元的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括步驟：

1）提供一基底，于所述基底上制作選擇晶體管，所述選擇晶體管包括位于所述基底上的柵極結構和位于所述柵極結構兩側的基底中的源區和漏區，于所述漏區中形成深摻雜區，所述深摻雜區的摻雜類型與所述漏區的摻雜類型相同，所述深摻雜區的離子摻雜濃度大于所述漏區的離子摻雜濃度；

2）于所述漏區中形成溝槽；

3）于所述溝槽的底部和側壁形成下極板，于所述下極板表面形成鐵電電容介質層，于所述鐵電電容介質層上表面形成上極板，所述溝槽、下極板、鐵電電容介質層及上極板構成溝槽型鐵電電容，所述深摻雜區包圍于所述溝槽型鐵電電容的底部與部分側壁區域。

10.根據權利要求9所述的鐵電存儲器單元的制備方法，其特征在于：所述深摻雜區的摻雜濃度比所述漏區的摻雜濃度大1E14~5E15 atom/cm³。

11.根據權利要求9所述的鐵電存儲器單元的制備方法，其特征在于：步驟1）還包括在所述選擇晶體管漏區表面形成合金結，所述合金結由金屬層與所述基底合金化形成，所述合金結與所述溝槽型鐵電電容的下極板連接。