[发明专利]形成阵列的多个铁电场效晶体管及其形成方法

说明书

本申请涉及形成阵列的多个铁电场效晶体管及其形成方法。本发明揭示一种铁电场效晶体管，其包括半导电沟道，所述半导电沟道包括对置侧壁及高度上最外顶部。源极/漏极区域在所述沟道的对置末端处。所述晶体管的栅极构造包括沿着所述沟道顶部且横向沿着所述沟道侧壁延伸的内部电介质。内部导电材料高度上且横向从所述内部电介质向外且沿着所述沟道顶部且横向沿着所述沟道侧壁延伸。外部铁电材料高度上从所述内部导电材料向外且沿着所述沟道顶部延伸。外部导电材料高度上从所述外部铁电材料向外且沿着所述沟道延伸。揭示其它构造及方法。

本申请是申请号为201580021286.4、申请日为2015年4月15日、发明名称为“形成阵列的多个铁电场效晶体管及其形成方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本文中揭示的实施例涉及铁电场效晶体管，涉及以行线及列线方式形成阵列的多个铁电场效晶体管，且涉及形成多个铁电场效晶体管的方法。

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用于存储数据。存储器可制造于一或多个个别存储器单元阵列中。可使用数字线(又可称为位线、数据线、感测线或数据/感测线)及存取线(又可称为字线)写入到存储器单元或从存储器单元读取。数字线可沿着阵列的列导电互连存储器单元，且存取线可沿着阵列的行导电互连存储器单元。可通过数字线及存取线的组合而唯一寻址每一存储器单元。

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存储数据达延长时间段(包含当计算机关闭时)。易失性存储器消散且因此需要刷新/重写，在许多情况中是每秒多次。不管如何，存储器单元经配置以保留或存储存储器于至少两个不同可选择状态中。在二进制系统中，状态被认为是“0”或“1”。在其它系统中，至少某些个别存储器单元可经配置以存储信息的两个以上电平或状态。

场效晶体管是可用于存储器单元中的一种类型的电子组件。此类晶体管包括于其间具有半导电沟道区域的一对导电源极/漏极区域。导电栅极邻近沟道区域且由薄栅极绝缘体从其分离。适当电压到栅极的施加允许电流从源极/漏极区域中的一者通过沟道区域流动到另一者。当从栅极移除电压时，在很大程度上防止电流流动通过沟道区域。场效晶体管还可包含额外结构，例如可逆可编程电荷存储区域作为栅极构造的部分。除场效晶体管之外的晶体管(例如，双极晶体管)可另外或替代地用于存储器单元中。晶体管可用于许多类型的存储器中。此外，晶体管可用于且形成于除存储器之外的阵列中。

一种类型的晶体管是铁电场效晶体管(FeFET)，其中栅极构造的至少某部分包括铁电材料。此类材料特征为两个稳定极化状态。场效晶体管中的此类不同状态可特征为针对晶体管的不同阈值电压(V_t)或针对选定操作电压的不同沟道导电性。可通过适当编程电压的施加(其导致高沟道电导或低沟道电导中的一者)而改变铁电材料的极化状态。由铁电极化状态调用的高电导及低电导在编程栅极电压的移除之后保持(至少一段时间)。可通过施加不干扰铁电极化的小漏极电压而读取沟道的状态。

发明内容

根据本申请的一个实施例，以行线及列线方式形成阵列的多个铁电场效晶体管，其包括：各个铁电场效晶体管，其包括：半导电沟道，其包括对置侧壁及高度上最外顶部；源极/漏极区域，其在所述沟道的对置末端处；及栅极构造，其包括：内部电介质，其沿着所述沟道顶部且横向沿着所述沟道侧壁延伸；内部导电材料，其高度上且横向从所述内部电介质向外且沿着所述沟道顶部且横向沿着所述沟道侧壁延伸；外部铁电材料，其高度上从所述内部导电材料向外且沿着所述沟道顶部延伸；及外部导电材料，其高度上从所述外部铁电材料向外且沿着所述沟道顶部延伸；所述外部导电材料和所述外部铁电材料中的至少一个在紧邻的铁电场效晶体管之间沿所述行线和所述列线都不连续；所述外部导电材料和所述外部铁电材料两者在紧邻的铁电场效晶体管之间沿所述行线和所述列线都是不连续的。