[发明专利]存储器结构、存储器件及其形成方法

说明书

一种存储器结构、器件及其制造方法，该存储器结构包括围绕栅极薄膜晶体管(TFT)和堆叠在GAA晶体管上的存储器单元。GAA晶体管包括：沟道，包括半导体材料；源电极，电连接至沟道的第一端；漏电极，电连接至沟道的相反的第二端；高k介电层，围绕沟道；以及栅电极，围绕高k介电层。存储器单元包括电连接至漏电极的第一电极。

技术领域

本申请的实施例涉及存储器结构、存储器件及其形成方法。

背景技术

在半导体工业中，一直希望增加集成电路的区域密度。为此，各晶体管变得越来越小。但是，将各晶体管制造得更小的速度变慢。将外围晶体管从制造的前段制程(FEOL)移至后段制程(BEOL)可能是有利的，因为可以在BEOL处添加功能，同时可以在FEOL中获得有价值的芯片区域。由氧化物半导体制成的薄膜晶体管(TFT)是BEOL集成的有吸引力的选择，因为TFT可以在低温下进行处理，因此不会损坏先前制造的器件。

各种存储器单元元件(例如，磁阻式随机存取存储器(MRAM)、电阻式随机存取存储器(RRAM或ReRAM))可以利用晶体管来选择或激励存储器单元。然而，由于CMOS晶体管的尺寸可能有限的，所以用作选择晶体管的CMOS晶体管可能会限制存储器单元元件的器件密度。

发明内容

本申请的实施例提供一种存储器结构，包括：围绕栅极薄膜晶体管(TFT)，包括：沟道，包括半导体材料；源电极，电连接至所述沟道的第一端；漏电极，电连接至所述沟道的相反的第二端；高k介电层，围绕沟道；和栅电极，围绕所述高k介电层；以及存储器单元，堆叠在所述围绕栅极TFT上并包括电连接至所述漏电极的第一电极。

本申请的实施例提供一种存储器件，包括：衬底；源极线，设置在所述衬底上；字线，设置在所述源极线上方；位线，设置在所述字线上方；以及存储器结构，设置在所述源极线和所述位线之间，每个存储器结构包括：围绕栅极TFT，包括：源电极，电耦合至所述源极线之一；漏电极；沟道，电耦合至所述源电极和所述漏电极，所述沟道包括金属氧化物半导体材料；和栅电极，包括所述字线之一的一部分；以及存储器单元，设置在所述围绕栅极TFT上，所述存储器单元包括：第一电极，电耦合至所述围绕栅极TFT的漏电极；和第二电极，电耦合至所述位线之一。

本申请的实施例提供一种形成存储器件的方法，所述方法包括：在衬底上形成源极线；在所述源极线上方沉积介电氧化物层；图案化所述介电氧化物层以形成暴露所述源极线的一部分的源极贯通孔；在源极贯通孔中沉积第一导电材料以形成源电极；在所述介电氧化物层上方沉积半导体材料；图案化所述半导体材料以形成沟道；在所述介电氧化物层和所述沟道上方沉积高k介电材料；在所述高k介电材料上方沉积第二导电材料；平坦化所述第二导电材料、高k介电材料和所述沟道；图案化所述第二导电材料以形成间隔件孔；在所述间隔件孔中沉积间隔件介电材料以形成间隔件；平坦化所述第二导电材料、所述间隔件、所述高k介电材料以形成字线；在所述字线、间隔件、高k电介质和所述沟道上方沉积第一介电材料；图案化所述第一介电材料以形成漏极贯通孔；沉积第三导电材料以填充漏极孔以形成漏电极；沉积存储器单元层；图案化所述存储器单元层以形成存储器单元器件；在所述第一介电材料和所述存储器单元器件上方沉积第二介电材料；图案化所述第二介电材料以形成存储器单元贯通孔；以及在所述第二介电材料上方和所述存储器单元贯通孔中沉积第四导电材料以形成位线。

本申请的实施例提供了具有薄膜晶体管选择器的存储器单元器件及其形成方法。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。

图1A是根据本公开的实施例的在形成TFT的阵列之前的第一示例性结构的竖直截面图。

图1B是根据本公开的实施例的在鳍式背栅场效应晶体管的阵列的形成期间的第一示例性结构的竖直截面图。