[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本公开涉及半导体器件及其制造方法。一种器件，包括：半导体衬底；半导体衬底之上的第一字线，第一字线为第一晶体管提供第一栅极电极；以及第一字线之上的第二字线。第二字线通过第一电介质材料与第一字线绝缘，并且第二字线为第二晶体管提供第二栅极电极，该第二晶体管在第一晶体管之上。该器件还包括与第一字线和第二字线相交的源极线；与第一字线和第二字线相交的位线；在第一字线和源极线之间的存储器膜；以及在存储器膜和源极线之间的第一半导体材料。

技术领域

本公开涉及半导体器件及其制造方法。

背景技术

半导体存储器被用在针对电子应用的集成电路中，例如，包括无线电、电视、蜂窝电话和个人计算设备。半导体存储器包括两个主要类别。一种是易失性存储器；另一种是非易失性存储器。易失性存储器包括随机存取存储器(RAM)，其可以被进一步分为两个子类别：静态随机存取存储器 (SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)。SRAM和DRAM两者都是易失性的，因为它们在不加电时将会丢失其所存储的信息。

另一方面，非易失性存储器可以保存存储在其上的数据。一种类型的非易失性半导体存储器是铁电随机存取存储器(FeRAM或FRAM)。 FeRAM的优点包括其快速的读取/写入速度和较小的尺寸。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种半导体器件，包括：半导体衬底；所述半导体衬底之上的第一字线，所述第一字线为第一晶体管提供第一栅极电极；以及所述第一字线之上的第二字线，所述第二字线通过第一电介质材料与所述第一字线绝缘，所述第二字线为所述第一晶体管之上的第二晶体管提供第二栅极电极；源极线，所述源极线与所述第一字线和所述第二字线相交；位线，所述位线与所述第一字线和所述第二字线相交，所述位线通过第二电介质材料与所述源极线绝缘；存储器膜，所述存储器膜在所述第一字线和所述源极线之间，所述存储器膜还被设置在所述第一字线和所述位线之间；以及第一半导体材料，所述第一半导体材料在所述存储器膜和所述源极线之间，所述第一半导体材料还被设置在所述第一字线和所述源极线之间。

根据本公开的另一实施例，提供了一种半导体器件，包括：半导体衬底；所述半导体衬底之上的第一存储器单元，所述第一存储器单元包括第一薄膜晶体管，其中，所述第一薄膜晶体管包括：栅极电极，所述栅极电极包括第一字线的一部分，其中，所述第一字线在平行于所述半导体衬底的顶表面的方向上延伸；铁电材料的第一部分，所述铁电材料的所述第一部分在所述第一字线的侧壁上；以及第一沟道区域，所述第一沟道区域在所述铁电材料的侧壁上；源极线，其中，所述源极线的第一部分为所述第一薄膜晶体管提供第一源极/漏极电极，并且其中，所述源极线在垂直于所述半导体衬底的顶表面的方向上延伸；位线，其中，所述位线的第一部分为所述第一薄膜晶体管提供第二源极/漏极电极，并且其中，所述位线在垂直于所述半导体衬底的顶表面的方向上延伸；以及所述第一存储器单元之上的第二存储器单元。

根据本公开的又一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在半导体衬底之上形成第一导线和第二导线，其中，所述第二导线被设置在所述第一导线之上并且与所述第一导线绝缘，并且其中，所述第二导线短于所述第一导线；图案化第一沟槽以延伸穿过所述第一导线和所述第二导线；沿着所述第一沟槽的侧壁和底表面来沉积存储器膜；在所述存储器膜之上沉积氧化物半导体(OS)层，所述OS层沿着所述第一沟槽的侧壁和底表面延伸；在所述OS层之上沉积与所述OS层接触的第一电介质材料；图案化第二沟槽和第三沟槽以分别延伸穿过所述第一电介质材料；以及在所述第二沟槽中形成第三导线，并且在所述第三沟槽中形成第四导线。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本公开的各方面。应当注意，根据行业的标准实践，各种特征没有按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意地增大或缩小了。

图1A、图1B和图1C示出了根据一些实施例的存储器阵列的透视图、电路图和俯视图。