[发明专利]包含串联选择栅极晶体管的铁电存储器器件及其形成方法

权利要求书

1.一种存储器器件，所述存储器器件包括至少一个铁电存储器晶胞，其中所述至少一个铁电存储器晶胞中的每个铁电存储器晶胞包括：

相应第一场效应晶体管，所述相应第一场效应晶体管包括在位于半导体衬底中的第一有源区和第二有源区之间延伸的第一半导体沟道、设置在从所述半导体衬底的顶表面向下延伸并且位于所述第一有源区和所述第二有源区之间的沟槽的外围区处的第一栅极电介质，以及位于所述第一栅极电介质上方的第一栅极电极，其中所述第一半导体沟道覆盖在所述第一栅极电介质的水平部分下面；和

相应第二场效应晶体管，所述相应第二场效应晶体管包括在所述第二有源区和第三有源区之间延伸的第二半导体沟道、包括覆盖在所述第二半导体沟道上面的铁电材料层的第二栅极电介质，以及覆盖在所述第二栅极电介质上面的第二栅极电极。

2.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述第一栅极电极的顶表面位于与所述半导体衬底的顶表面相同的水平平面内。

3.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述第一栅极电介质具有U形竖直剖面轮廓，并且包括一对竖直部分和邻接所述一对竖直部分中的每个竖直部分的底端的水平部分。

4.根据权利要求3所述的存储器器件，其中所述第一栅极电介质的所述一对竖直部分中的每个竖直部分和所述第一栅极电介质的所述水平部分具有相同的材料组成和各处相同的厚度。

5.根据权利要求1所述的存储器器件，其中所述第一有源区、所述第二有源区和所述第三有源区中的每一者具有在水平平面内的顶表面，所述水平平面包括所述半导体衬底的顶表面。

6.根据权利要求5所述的存储器器件，其中：

所述第二栅极电介质的底表面位于包括所述半导体衬底的所述顶表面的所述水平平面内；以及

所述第一栅极电介质的顶表面位于包括所述半导体衬底的所述顶表面的所述水平平面内。

7.根据权利要求1所述的存储器器件，其中：

所述至少一个铁电存储器晶胞包括至少一行铁电存储器晶胞；以及

所述一行铁电存储器晶胞包括：

第一栅极电介质条，所述第一栅极电介质条包括所述一行铁电存储器晶胞内的所述第一栅极电介质中的每个第一栅极电介质；

第一栅极电极线，所述第一栅极电极线包括所述一行铁电存储器晶胞内的所述第一栅极电极中的每个第一栅极电极；

所述一行铁电存储器晶胞内的所述第二栅极电介质；以及所述一行铁电存储器晶胞内的所述第二栅极电极。

8.根据权利要求7所述的存储器器件，其中：

每个铁电存储器晶胞内的所述第一有源区、所述第二有源区和所述第三有源区沿第一水平方向横向间隔开；以及

所述一行铁电存储器单元内的铁电存储器晶胞沿垂直于所述第一水平方向的第二水平方向由位于所述半导体衬底中并且沿所述第一水平方向横向延伸的电介质隔离结构横向间隔开。

9.根据权利要求8所述的存储器器件，其中：

所述第一半导体沟道和所述第二半导体沟道具有第一导电类型的相应掺杂；以及

所述第一有源区、所述第二有源区和所述第三有源区沿所述第二水平方向具有均匀宽度，并且具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的掺杂。

10.根据权利要求8所述的存储器器件，其中：

所述一行铁电存储器晶胞内的所述第一有源区中的每个第一有源区连接到选自源极线和位线中的相应一者的相应第一元件；

所述一行铁电存储器晶胞内的所述第三有源区中的每个第三有源区连接到选自所述位线和所述源极线中的所述相应一者的相应第二元件，所述相应第二元件不同于所述相应第一元件；

所述源极线覆盖在所述半导体衬底上面并且沿所述第二水平方向横向延伸；以及

所述位线覆盖在所述半导体衬底上面并且沿所述第一水平方向横向延伸。