[发明专利]包括铁电晶体管和非铁电晶体管的集成式组合件

说明书

一些实施例包含一种集成式组合件，其具有从第一线路延伸到第二线路的半导体结构。铁电晶体管包含邻近所述半导体结构的第一区的第一晶体管栅极。第一非铁电晶体管包含邻近所述半导体结构的第二区的第二晶体管栅极。所述半导体结构的所述第二区在所述半导体结构的所述第一区和所述第一线路之间。第二非铁电晶体管包含邻近所述半导体结构的第三区的第三晶体管栅极。所述半导体结构的所述第三区在所述半导体结构的所述第一区和所述第二线路之间。

相关专利申请数据

本申请要求2018年7月26日提交的第16/046,803号美国专利申请的优先权，所述申请特此以引用的方式并入本文中。

技术领域

包括铁电晶体管和非铁电晶体管的集成式组合件。

背景技术

存储器是一种用于在计算机系统中存储数据的集成电路。存储器可以在各个存储器单元的一或多个阵列中制造。存储器单元可以使用数字线(也可称为位线、数据线、感测线或数据/感测线)和存取线(也可称为字线)来写入或读取。数字线可以沿阵列的列以导电方式互连存储器单元，并且存取线可以沿阵列的行以导电方式互连存储器单元。

存储器单元可以是易失性或非易失性的。非易失性存储器单元可以将数据存储很长一段时间，包含在计算机关闭时。易失性存储器会耗散，并且因此需要刷新/重写，在许多情况下是每秒多次刷新/重写。无论如何，存储器单元配置成以至少两个不同的可选状态保持或存储存储器。在二进制中，状态被认为是“0”或“1”。在其它系统中，至少一些单独的存储器单元可配置成存储超过两个水平或状态的信息。

可以使用铁电场效应晶体管(FeFET)作为存储器单元。确切地说，FeFET可具有对应于FeFET内的铁电材料的两个不同极化模式的两个可选存储器状态。所述不同极化模式的特征可在于例如不同的阈值电压(Vt)或针对所选操作电压的不同沟道导电率。FeFET的铁电极化模式在不通电的情况下仍可存在(至少保留可测量的持续时间)。

一种类型的铁电晶体管是金属-铁电至金属-绝缘体-半导体(MFMIS)晶体管。这种在金属(M)和半导体衬底(S)之间具有栅极电介质(绝缘体I)。这种还具有金属上的铁电(F)材料，并且具有铁电材料上的栅极(通常包括金属M)。在操作中，跨铁电材料的电场用于将铁电材料从一个极化模式切换到另一极化模式。铁电晶体管包括一对源极/漏极区，以及在源极/漏极区之间的沟道区。跨沟道区的导电率受铁电材料的极化模式影响。另一类型的铁电晶体管是金属-铁电-绝缘体-半导体(MFIS)；其中铁电材料直接接触绝缘体(即，其中铁电材料和绝缘体之间不存在中介金属)。

沟道区可以认为是含于铁电晶体管的体区内。在编程操作期间，载流子(空穴和电子)移入和移出体区。

可能很难将基于铁电晶体管的存储器单元并入到存储器阵列中。例如，第一存储器单元的操作可能会对第二存储器单元的存储器状态产生不利影响(例如，当沿着第一存储器单元和第二存储器单元共同的线路施加电压时，第二存储器单元的存储器状态可能会受到干扰)。

希望开发适合于并入到存储器阵列中的基于铁电晶体管的存储器单元。希望这种基于铁电晶体管的存储器单元具有可以扩展到不断提高的集成水平的配置。

附图说明

图1、2、4和6-13是实例集成式组合件的各区的示意性横截面侧视图。图12A和13A分别是沿着图12和13的线A-A的示意性横截面侧视图。

图3和5是实例存储器阵列的各区的示意图。

具体实施方式