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三維鐵電存儲器件

  • 專利類型:發明專利
  • 有效期:不限
  • 發布日期:2022-01-15
  • 技術成熟度:詳情咨詢
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態核實
  • 簽署交易協議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

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  • 技術(專利)類型 發明專利
  • 申請號/專利號 CN201910257288.3 
  • 技術(專利)名稱 三維鐵電存儲器件 
  • 項目單位 無錫拍字節科技有限公司
  • 發明人 呂震宇,胡禺石,陶謙 
  • 行業類別 其他領域
  • 技術成熟度 詳情咨詢
  • 交易價格 ¥面議
  • 聯系人 褚勝英
  • 發布時間 2022-01-15  
  • 01

    項目簡介

    本發明公開了三維(3D)鐵電存儲器件和用于制造三維鐵電存儲器件的方法的實施例。在一實施例中,三維鐵電存儲器件包括襯底和多個鐵電存儲單元,每個鐵電存儲單元都在襯底之上垂直延伸。每個鐵電存儲單元包括電容器和與電容器電連接的晶體管。電容器包括第一電極、第二電極和在橫向上布置在第一電極與第二電極之間的鐵電層。晶體管包括溝道結構、柵導體、以及在橫向上布置在溝道結構與柵導體之間的柵介電層。
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  • 02

    說明書

    1.一種三維鐵電存儲器件,包括:襯底;多個鐵電存儲單元,每個鐵電存儲單元在襯底之上垂直延伸并且包括:電容器,其包括第一電極、第二電極和在橫向上布置在第一電極與第二電極之間的鐵電層;以及晶體管,其與電容器電連接并且包括溝道結構、柵導體、和在橫向上布置在溝道結構與柵導體之間的柵介電層;以及導體層,其橫向地延伸且與第二電極接觸,其中所述導體層在垂直方向上的厚度小于第二電極在垂直方向上的長度。2.根據權利要求1所述的三維鐵電存儲器件,其中晶體管布置在電容器之上。3.根據權利要求1所述的三維鐵電存儲器件,其中溝道結構在第一電極之上且與第一電極電連接。4.根據權利要求1所述的三維鐵電存儲器件,還包括電容器柵疊層,其中電容器垂直延伸穿過所述電容器柵疊層,所述電容器柵疊層包括:導體層,其橫向地延伸且與第二電極接觸;第一介電層,其布置在導體層之下;以及第二介電層,其布置在導體層之上。5.根據權利要求4所述的三維鐵電存儲器件,還包括停止層,所述停止層布置在電容器柵疊層之下,其中電容器的下部與停止層接觸。6.根據權利要求1所述的三維鐵電存儲器件,還包括多個位線和多個位線接觸部,其中每個位線接觸部與所述位線之一以及所述晶體管之一的源極/漏極區域接觸。7.根據權利要求1所述的三維鐵電存儲器件,其中每個鐵電存儲單元在平面圖中為圓形。8.根據權利要求1所述的三維鐵電存儲器件,其中鐵電層包括氧和下列各項至少之一:鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、(Db)、鑭(La)、鈰(Ce)、釓(Gd)、鏑(Dy)、鉺(Er)、以及鐿(Yb)。9.根據權利要求1所述的三維鐵電存儲器件,其中第一電極包括下列各項中的一個或多個:硅(Si)、透明導電氧化物(TCO)、氮化鈦(TiN)、氮化鈦硅(TiSiNx)、氮化鈦鋁(TiAlNx)、碳氮化鈦(TiCNx)、氮化鉭(TaNx)、氮化鉭硅(TaSiNx)、氮化鉭鋁(TaAlNx)、氮化鎢(WNx)、硅化鎢(WSix)、碳氮化鎢(WCNx)、釕(Ru)以及氧化釕(RuOx)。10.根據權利要求1所述的三維鐵電存儲器件,還包括外圍器件,所述外圍器件布置在鐵電存儲單元之下。11.一種三維鐵電存儲器件,包括襯底;鐵電存儲單元,其在襯底之上垂直延伸并且包括:多個垂直堆疊的電容器,每個電容器包括第一電極、第二電極和在橫向上布置在第一電極與第二電極之間的鐵電層;以及晶體管,其與電容器電連接并且包括溝道結構、柵導體、和在橫向上布置在溝道結構與柵導體之間的柵介電層;導體層,其橫向地延伸且與第二電極接觸,其中所述導體層在垂直方向上的厚度小于第二電極在垂直方向上的長度。12.根據權利要求11所述的三維鐵電存儲器件,其中每個鐵電存儲單元的第一電極是連續電極的一部分。13.根據權利要求12所述的三維鐵電存儲器件,其中溝道結構位于所述連續電極之上且與所述連續電極電連接。14.根據權利要求11所述的三維鐵電存儲器件,其中每個電容器中的鐵電層是連續鐵電層的一部分。15.根據權利要求11所述的三維鐵電存儲器件,其中每個電容器中的第二電極相互電絕緣。16.根據權利要求15所述的三維鐵電存儲器件,還包括多個電容器柵疊層,其中所述電容器垂直延伸穿過所述電容器柵疊層,每個電容器柵疊層包括:導體層,其橫向延伸且與所述第二電極之一接觸;第一介電層,其布置在所述導體層之下;以及第二介電層,其布置在所述導體層之上。17.根據權利要求16所述的三維鐵電存儲器件,還包括停止層,所述停止層布置在電容器柵疊層之下,其中電容器的下部與所述停止層接觸。18.根據權利要求11所述的三維鐵電存儲器件,還包括多個位線和多個位線接觸部,每個位線接觸部與所述位線之一、以及所述晶體管之一的源極/漏極區域接觸。19.根據權利要求11所述的三維鐵電存儲器件,其中鐵電層是跨越至少兩個電容器的連續層的一部分。20.根據權利要求11所述的三維鐵電存儲器件,其中鐵電層包括氧和下列各項至少之一:鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、(Db)、鑭(La)、鈰(Ce)、釓(Gd)、鏑(Dy)、鉺(Er)、以及鐿(Yb)。21.根據權利要求11所述的三維鐵電存儲器件,其中至少兩個第二電極的垂直尺寸不同。22.一種三維鐵電存儲器件,包括襯底;第一鐵電存儲單元,其在襯底之上垂直延伸,所述第一鐵電存儲單元包括第一鐵電電容器和第一晶體管,所述第一晶體管布置在第一鐵電電容器之上且與第一鐵電電容器電連接,其中第一鐵電電容器包括第一電極、第二電極和在橫向上布置在第一電極與第二電極之間的鐵電層,其中第一鐵電存儲單元還包括導體層,所述導體層橫向地延伸且與第一鐵電電容器的第二電極接觸,其中所述導體層在垂直方向上的厚度小于所述第二電極在垂直方向上的長度導體層;第二鐵電存儲單元,其在第一鐵電存儲單元之上垂直延伸,所述第二鐵電存儲單元包括第二晶體管和第二鐵電電容器,所述第二鐵電電容器布置在第二晶體管之上并且與第二晶體管電連接,其中第二鐵電電容器包括第一電極、第二電極和在橫向上布置在第一電極與第二電極之間的鐵電層,其中第二鐵電存儲單元還包括導體層,所述導體層橫向地延伸且與第二鐵電電容器的第二電極接觸,其中所述導體層在垂直方向上的厚度小于所述第二電極在垂直方向上的長度導體層;以及位線,其在垂直方向上布置在第一晶體管與第二晶體管之間且與第一晶體管和第二晶體管電連接。23.根據權利要求22所述的三維鐵電存儲器件,其中第一和第二晶體管中的每個均包括溝道結構、柵導體、以及在橫向上布置在溝道結構與柵導體之間的柵介電層。24.根據權利要求23所述的三維鐵電存儲器件,其中:對于第一鐵電存儲單元,對應的溝道結構位于對應的第一電極之上且與對應的第一電極電連接;以及對于第二鐵電存儲單元,對應的溝道結構位于對應的第一電極之下且與對應的第一電極電連接。25.根據權利要求22所述的三維鐵電存儲器件,還包括:第一位線接觸部,其與位線、以及第一晶體管的源極/漏極區域接觸;以及第二位線接觸部,其與位線、以及第二晶體管的源極/漏極區域接觸。26.根據權利要求22所述的三維鐵電存儲器件,其中第一和第二鐵電存儲單元中的每個均在平面圖中為圓形。27.根據權利要求22所述的三維鐵電存儲器件,其中鐵電層包括氧和下列各項至少之一:鉿(Hf)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、(Db)、鑭(La)、鈰(Ce)、釓(Gd)、鏑(Dy)、鉺(Er)、以及鐿(Yb)。28.根據權利要求22所述的三維鐵電存儲器件,還包括:第三鐵電存儲單元,其在第二鐵電存儲單元之上垂直延伸,所述第三鐵電存儲單元包括第三鐵電電容器和第三晶體管,所述第三晶體管布置在第三鐵電電容器之上且與第三鐵電電容器電連接;第四鐵電存儲單元,其在第三鐵電存儲單元之上垂直延伸,所述第四鐵電存儲單元包括第四晶體管和第四鐵電電容器,所述第四鐵電電容器布置在第四晶體管之上且與第四晶體管電連接;以及另一位線,其在垂直方向上布置在第三晶體管與第四晶體管之間且與第三晶體管和第四晶體管電連接。29.根據權利要求22所述的一種三維鐵電存儲器件,其中第一和第二鐵電存儲單元中的每個均包括多個垂直堆疊的鐵電電容器。
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專利技術附圖

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