[发明专利]铁电随机访问存储器器件和方法

说明书

本公开涉及铁电随机访问存储器器件和方法。一种形成半导体器件的方法，包括：形成突出高于衬底的第一鳍；在第一鳍之上形成第一源极/漏极区域；第一鳍之上，在第一源极/漏极区域之间形成第一多个纳米结构；在第一多个纳米结构周围形成第一栅极结构；以及在第一栅极结构之上并且与第一栅极结构电耦合地形成第一铁电电容器。

技术领域

本公开涉及铁电随机访问存储器器件和方法。

背景技术

由于各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度的不断提高，半导体工业经历了快速的增长。大部分情况下，集成密度的这种提高来自最小特征尺寸的不断减小，这允许更多的组件能够被集成到给定面积中。

鳍式场效应晶体管(FinFET)器件正在变得广泛用于集成电路中。FinFET器件具有三维结构，该三维结构包括从衬底突出的半导体鳍。栅极结构(该栅极结构被配置为控制FinFET器件的导电沟道内的电荷载流子的流动)包着半导体鳍。例如，在三栅极FinFET器件中，栅极结构包着绕半导体鳍的三个侧，从而在半导体鳍的三个侧上形成导电沟道。栅极全环绕场效应晶体管(GAA FET，gate-all-around field-effect transistor)器件也正在变得越来越普遍。GAA FET器件具有在半导体鳍之上形成的纳米结构(例如，纳米线、纳米片)。纳米结构用作器件的沟道区域，并且在纳米结构周围形成栅极电极以控制GAA FET器件。与FinFET器件相比，GAA FET器件可以进一步增强栅极对于各个沟道区域的可控性，这进而提供了比FinFET器件更多的优势，例如，更低的泄漏电流、更高的导通电流与关断电流的比率等。

铁电随机存取存储器(FeRAM或FRAM)由于其快速的读取/写入速度和小尺寸而成为下一代非易失性存储器的候选者。在单晶体管单电容器(1T-1C)FeRAM结构中，FeRAM存储器单元包括晶体管(例如，GAA FET)和电耦合到该晶体管的铁电电容器。现有的FeRAM结构用于调整所形成的FeRAM器件的特性的调整能力有限。在本领域中需要能够实现高度灵活的调整能力和高集成密度的FeRAM结构。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：形成突出高于衬底的第一鳍；在所述第一鳍之上形成第一源极/漏极区域；在所述第一鳍之上，在所述第一源极/漏极区域之间形成第一多个纳米结构；在所述第一多个纳米结构周围形成第一栅极结构；以及在所述第一栅极结构之上并且与所述第一栅极结构电耦合地形成第一铁电电容器。

根据本公开的另一实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：形成突出高于衬底的第一鳍和第二鳍，所述第一鳍与所述第二鳍平行；在所述第一鳍之上形成第一多个纳米结构，所述第一多个纳米结构包括彼此分开的第一数量的第一半导体材料的层；在所述第二鳍之上形成第二多个纳米结构，所述第二多个纳米结构包括彼此分开的第二数量的所述第一半导体材料的层，所述第二数量小于所述第一数量；在所述第一多个纳米结构的相对端上形成第一源极/漏极区域；在所述第二多个纳米结构的相对端上形成第二源极/漏极区域；在所述第一多个纳米结构周围形成第一栅极结构；以及在所述第二多个纳米结构周围形成第二栅极结构。

根据本公开的又一实施例，提供了一种半导体器件，包括：衬底；第一鳍，在所述衬底之上；第一多个纳米结构，在所述第一鳍之上，所述第一多个纳米结构包括第一数量的第一半导体材料的层；第一栅极结构，围绕所述第一多个纳米结构；第二鳍，在所述衬底之上且与所述第一鳍相邻；第二多个纳米结构，在所述第二鳍之上，所述第二多个纳米结构包括第二数量的所述第一半导体材料的层，所述第二数量不同于所述第一数量；以及第二栅极结构，围绕所述第二多个纳米结构。

附图说明

在结合附图阅读下面的具体实施方式时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各个方面。注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小。