[发明专利]半导体存储元件，半导体器件，电子设备，以及半导体存储元件的制造方法

说明书

提供了能够进行更高速操作的半导体存储元件，并且所述半导体存储元件设置有：第一导电类型的第一半导体层(42)；第二导电类型的第二半导体层(41)，在第一半导体层下方设置；栅极电极(21)，在第一半导体层上设置；栅极绝缘膜(22)，在第一半导体层和栅极电极之间设置；第二导电类型的漏极区域(31)，在栅极电极的一侧上的第一半导体层中设置；第二导电类型的源极区域(32)，在栅极电极的另一侧上的第一半导体层中设置，所述另一侧在所述一次的对面，在所述一侧与所述另一侧之间存在栅极电极；以及位线(54)，与源极区域和第一半导体层两者电连接。还提供了半导体期间、电子设备以及用于制造所述半导体存储元件的方法。

技术领域

本公开涉及半导体存储元件、半导体器件、电子设备和半导体存储元件的制造方法。

背景技术

近年来，将模拟电路、存储器、集成电路等混合安装在一个芯片上的大规模集成电路(LSI)被商品化为片上系统(SoC)。

作为安装在LSI上的集成电路，主要使用n型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和包括p型MOSFET的互补MOS(CMOS)电路。CMOS电路被广泛使用，因为CMOS电路消耗更少的功率、可以执行高速操作，并且可以容易地执行小型化和高集成度。

此外，作为安装在LSI上的存储器，例如，使用静态随机存取存储器(RAM)，但是近年来，考虑使用动态RAM(DRAM)、磁RAM(MRAM)或铁电RAM(FeRAM)用于降低成本和功耗。

在这里，FeRAM是利用铁电体的存储器，该铁电体即使在没有外部电场的情况下也可以造成极化，并且可以取决于外部电场来控制极化的方向，以在铁电体的残余极化方向上存储信息。作为FeRAM的结构，例如，提出了使用包括铁电体作为存储元件的电容器的单晶体管-单电容器(1T1C)型结构，使用在栅极绝缘膜中使用铁电膜的晶体管作为存储元件的单晶体管(1T)型结构等。

例如，在下面描述的专利文献1中，公开了具有1T型结构的FeRAM，以及写入FeRAM的方法。在专利文献1中公开的FeRAM中，通过从存储元件的外部将位线连接到半导体基板，并控制在半导体基板和栅极电极之间生成的电场，在栅极电极和半导体基板之间设置的铁电膜的残余极化方向被控制。

引文列表

专利文献

专利文献1：WO 1999/026252

发明内容

技术问题

不过，在专利文献1中公开的FeRAM中，因为通过与阱的接触建立了与存储元件的连接，并且从半导体存储元件阵列的外部建立了连接，其中存储元件以矩阵布置，所以所施加的电压不能以高速控制，并且难以以高速操作存储元件。此外，在专利文献1中公开的FeRAM中，对于每个存储元件，难以控制施加到半导体基板的电压。

鉴于上述情况，本公开提出了新颖且改进的并且使得更高速操作成为可能的半导体存储元件、半导体器件、电子设备和半导体存储元件的制造方法。

对问题的解决方案

根据本公开，提供了一种半导体存储元件，包括：第一导电类型的第一半导体层；第二导电类型的第二半导体层，在第一半导体层下方设置；栅极电极，在第一半导体层上设置；栅极绝缘膜，在第一半导体层和栅极电极之间设置；第二导电类型的漏极区域，在栅极电极的一侧上的第一半导体层中设置；第二导电类型的源极区域，在隔着栅极电极在面对所述一侧的另一侧上的第一半导体层中设置；以及位线，被配置为与源极区域和第一半导体层两者电连接。