[发明专利]存储器单元、半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种存储器单元，包括：

铁电(FE)材料，与字线接触；以及

氧化物半导体(OS)层，与源极线和位线接触，其中，所述铁电材料设置在所述氧化物半导体层和所述字线之间；并且其中，所述氧化物半导体层包括：

第一区域，与所述铁电材料相邻，所述第一区域具有第一浓度的半导体元素；

第二区域，与所述源极线相邻，所述第二区域具有第二浓度的所述半导体元素；和

第三区域，位于所述第一区域和所述第二区域之间，所述第三区域具有第三浓度的所述半导体元素，所述第三浓度大于所述第二浓度并且小于所述第一浓度。

2.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，所述半导体元素是铟。

3.根据权利要求2所述的存储器单元，其中，所述氧化物半导体层包括In_xGa_yZn_zMO，其中，M是Ti、Al、Ag、Si或Sn，并且x、y和z的每个为0和1之间的数字。

4.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，所述第一区域位于第一半导体层中，所述第二区域位于第二半导体层中，并且所述第三区域位于第三半导体层中，所述第三半导体层与所述第一半导体层形成界面，并且所述第三半导体层与所述第二半导体层形成界面。

5.根据权利要求4所述的存储器单元，其中，所述第二半导体层从所述源极线连续地延伸至所述位线。

6.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，所述氧化物半导体层具有在远离所述铁电材料的方向上减小的所述半导体元素的梯度浓度。

7.根据权利要求1所述的存储器单元，其中，所述字线的纵轴平行于半导体衬底的主表面延伸，所述源极线的纵轴垂直于所述半导体衬底的所述主表面延伸，并且所述位线的纵轴垂直于所述半导体衬底的所述主表面延伸。

8.一种半导体器件，包括：

半导体衬底；

第一存储器单元，位于所述半导体衬底上方，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：

铁电材料的第一部分，所述铁电材料的所述第一部分与第一字线接触；和

第一沟道区域，所述第一沟道区域包括：

第一半导体层的第一部分，与所述铁电材料接触；

第二半导体层的第一部分，与所述第一半导体层接触，所述第一半导体层的铟浓度大于所述第二半导体层的铟浓度；和

第三半导体层的第一部分，与所述第二半导体层接触，所述第三半导体层的铟浓度小于所述第二半导体层的铟浓度；以及

第二存储器单元，位于所述第一存储器单元上方。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，所述第三半导体层与源极线和位线接触。

10.一种形成半导体器件的方法，包括：

图案化第一沟槽，所述第一沟槽延伸穿过第一导线；

沿着所述第一沟槽的侧壁和底面沉积铁电(FE)材料；

在所述铁电材料上方沉积氧化物半导体(OS)层，所述氧化物半导体层沿着所述第一沟槽的所述侧壁和所述底面延伸，沉积所述氧化物半导体层包括：

在所述铁电材料上方沉积所述氧化物半导体层的第一区域，所述第一区域具有第一浓度的半导体元素；

在所述氧化物半导体层的所述第一区域上方沉积所述氧化物半导体层的第二区域，所述第二区域具有第二浓度的所述半导体元素，所述半导体元素的所述第二浓度小于所述半导体元素的所述第一浓度；以及

在所述氧化物半导体层的所述第二区域上方沉积所述氧化物半导体层的第三区域，所述第三区域具有第三浓度的所述半导体元素，所述第三浓度小于所述第二浓度。