[发明专利]具有铁电晶体管的集成组合件及形成集成组合件的方法

说明书

本发明涉及具有铁电晶体管的集成组合件及形成集成组合件的方法。一些实施例包含集成组合件，其在第一比较数字线与第二比较数字线之间具有铁电晶体管主体区域。载流子储层结构通过沿所述第一比较数字线的侧传递的延伸部与所述铁电晶体管主体区域耦合。一些实施例包含具有在载流子储层结构之上的导电结构的集成组合件。所述导电结构的底部通过绝缘区域与所述载流子储层结构间隔。铁电晶体管在所述导电结构之上。一些实施例包含形成集成组合件的方法。

技术领域

本发明涉及具有含耦合到载流子储层的主体区域的铁电晶体管的集成组合件及形成集成组合件的方法。

背景技术

存储器是一种类型的集成电路，且用于计算机系统中以存储数据。存储器可被制造成个别存储器单元的一或多个阵列。可使用数字线(其也可称为位线、数据线、感测线或数据/感测线)及存取线(其也可称为字线)写入或读取存储器单元。数字线可沿阵列的列使存储器单元导电地互连，且存取线可沿阵列的行使存储器单元导电地互连。

存储器单元可为易失性或非易失性的。非易失性存储器单元可在延长的时间周期(包含计算机被关掉时)内存储数据。易失性存储器发生耗散且因此需要被刷新/重写，在许多情况下每秒进行多次。无论如何，存储器单元经配置以在至少两种不同可选择状态中保持或存储存储器。在二进制系统中，所述状态被视为“0”或“1”。在其它系统中，至少一些个别存储器单元可经配置以存储两种以上级别或状态的信息。

铁电场效应晶体管(FeFET)可用作存储器单元。明确来说，FeFET可具有对应于FeFET内的铁电材料的两种不同极化模式的两种可选择存储器状态。不同极化模式特征可为(例如)不同阈值电压(Vt)或所选择的操作电压的不同沟道导电性。FeFET的铁电极化模式可在缺乏电力的情况下保持(至少保持可测量的持续时间)。

一种类型的铁电晶体管是金属铁电金属绝缘体半导体(MFMIS)晶体管。此类型的铁电晶体管在金属(M)与半导体衬底(S)之间具有栅极电介质(绝缘体I)。此类型的铁电晶体管在金属之上还具有铁电(F)材料，且在铁电材料之上具有栅极(通常包括金属M)。在操作中，跨铁电材料的电场用于将铁电材料从一种极化模式切换到另一极化模式。铁电晶体管包括一对源极/漏极区域及在所述源极/漏极区域之间的沟道区域。跨沟道区域的导电性受铁电材料的极化模式影响。另一类型的铁电晶体管是金属铁电绝缘体半导体(MFIS)；其中铁电材料直接触碰绝缘体(即，其中在铁电材料与绝缘体之间不存在中介金属)。

沟道区域可被视为含于铁电晶体管的主体区域内。在编程操作期间，载流子(空穴及电子)迁移到主体区域中及迁移出主体区域。

期望开发可被快速编程的铁电晶体管，且其可扩展到不断增加的集成水平。已证明，用常规铁电晶体管配置难以实现所期望的快速编程。

可期望开发解决上述问题的新颖铁电晶体管，及利用此类晶体管开发新颖存储器阵列架构。

发明内容

本发明的一方面涉及一种集成组合件，其包括：铁电晶体管主体区域，其在第一比较数字线与第二比较数字线之间；及载流子储层结构，其通过沿所述第一比较数字线的侧传递的延伸部与所述铁电晶体管主体区域耦合。

在本发明的另一方面中，一种集成组合件包括：载流子储层结构之上的导电结构；所述导电结构的底部表面通过绝缘区域与所述载流子储层结构间隔；所述导电结构之上的铁电晶体管；所述铁电晶体管具有在所述导电结构之上且与所述导电结构电耦合的底部源极/漏极区域，具有在所述底部源极/漏极区域之上的主体区域，且具有在所述主体区域之上的顶部源极/漏极区域；及延伸部，其沿所述导电结构的侧从所述载流子储层结构向上延伸到所述主体区域的底部；所述延伸部经配置以将载流子从所述载流子储层结构提供到所述主体区域。