[发明专利]存储器单元、存储器器件及其形成方法

说明书

存储器单元包括位于半导体衬底上方的薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括：接触字线的存储器膜；以及接触源极线和位线的氧化物半导体(OS)层，其中，存储器膜设置在OS层和字线之间，其中，源极线和位线均包括接触OS层的第一导电材料，以及其中第一导电材料具有小于4.6的功函数。存储器单元还包括将源极线和位线隔开的电介质材料。本发明的实施例还公开了存储器器件及其形成方法。

技术领域

本发明的实施例涉及存储器单元、存储器器件及其形成方法。

背景技术

半导体存储器使用在电子应用的集成电路中，作为示例，电子应用包括收音机、电视、手机和个人计算设备。半导体存储器包括两个主要类别。一种是易失性存储器；另一种是非易失性存储器。易失性存储器包括随机存取存储器(RAM)，随机存取存储器(RAM)可以进一步分为两个子类别：静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)。SRAM和DRAM都是易失性的，因为它们在不加电时会丢失其存储的信息。

另一方面，非易失性存储器可以保持存储在其上的数据。一种类型的非易失性半导体存储器是铁电随机存取存储器(FeRAM或FRAM)。FeRAM的优势包括其快速的写/读速度和小的尺寸。

发明内容

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种存储器单元，包括：薄膜晶体管，位于半导体衬底上方。薄膜晶体管包括：存储器膜，与字线接触；和OS(氧化物半导体)层，与源极线和位线接触，其中，存储器膜设置在 OS层和字线之间，其中，源极线和位线均包括接触OS层的第一导电材料，并且其中，第一导电材料具有小于4.6的功函数。存储器单元还包括：电介质材料，隔开源极线和位线。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种存储器器件，包括：半导体衬底；第一存储器单元，位于半导体衬底上方，第一存储器单元包括第一薄膜晶体管。其中，第一薄膜晶体管包括：栅电极，包括第一字线的部分；铁电材料的第一部分，铁电材料的第一部分位于第一字线的侧壁上；和第一沟道区域，位于铁电材料的侧壁上。存储器器件还包括：源极线，其中源极线的第一部分提供第一薄膜晶体管的第一源/漏电极，其中源极线包括铜合金，并且其中铜合金包括不同于铜的第一金属；位线，其中位线的第一部分提供第一薄膜晶体管的第二源/漏电极，并且其中位线包括铜合金；以及第二存储器单元，位于第一存储器单元上方。

根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种形成存储器器件的方法，包括：图案化延伸穿过第一导线的第一沟槽；沿第一沟槽的侧壁和底部表面沉积存储器膜；在存储器膜上方沉积OS(氧化物半导体)层，OS层沿第一沟槽的侧壁和底部表面延伸；在OS层上方沉积接触OS层的第一电介质材料；图案化延伸穿过第一电介质材料的第二沟槽；在第二沟槽中沉积第一导电材料；以及退火第一导电材料和OS层，以在OS层和第一导电材料之间的界面处形成多晶区域。

附图说明

当结合参考附图进行阅读时，根据下文具体的描述可以更好地理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘出且仅用于示出的目的。事实上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1A、图1B和图1C根据一些实施例示出了存储器阵列的透视图、电路图和俯视图。

图2、图3A、图3B、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图 11、图12A、图12B、图13、图14、图15、图16、图17A、图17B、图 18A、图18B、图19A、图19B、图20、图21、图22、图23A、图23B、图23C、图24A、图24B、图25A、图25B、图26A、图26B、图27A、图 27B、图28、图29A、图29B、图30A、图30B、图30C和图30D根据一些实施例示出制造存储器阵列的各种视图。

图27C根据一些实施例示出器件的特性。

图31A、图31B、图31C根据一些实施例示出存储器阵列的各种视图。