[发明专利]半导体器件及其制造方法、存储器阵列

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

半导体金属氧化物鳍，位于至少一个下部层级介电材料层的顶面上方，并且沿着第一水平方向延伸并且具有沿着第二水平方向的宽度；

栅极介电层，位于所述半导体金属氧化物鳍的顶面和侧壁上；

栅电极，位于所述栅极介电层上，并且沿着所述第二水平方向跨越所述半导体金属氧化物鳍；

存取层级介电材料层，嵌入有所述栅电极和所述半导体金属氧化物鳍；

存储器单元，嵌入在与所述存取层级介电材料层垂直偏移的存储器层级介电材料层中，并且包括第一电极、存储器元件和第二电极；以及

位线，位于所述存储器单元上面，其中：

所述第一电极通过第一导电路径电连接至所述半导体金属氧化物鳍内的漏极区域；并且

所述第二电极电连接至所述位线。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

半导体衬底，包括单晶半导体层并且位于所述至少一个下部层级介电材料层下面；以及

场效应晶体管，位于所述单晶半导体层上并且包括相应的单晶半导体沟道。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，还包括第一金属互连结构，所述第一金属互连结构嵌入在所述至少一个下部层级介电材料层中并且电连接至位于所述单晶半导体层上的所述场效应晶体管的相应节点，其中，所述第一金属互连结构中的至少一个通过位于所述至少一个下部层级介电材料层的顶面上面的第二金属互连结构的子集电连接至所述位线。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一导电路径包括：

漏极接触通孔结构，与所述半导体金属氧化物鳍内的所述漏极区域接触并且嵌入在所述存取层级介电材料层内；以及

金属板，与所述漏极接触通孔结构的顶面接触。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，还包括：

源极接触通孔结构，与所述半导体金属氧化物鳍内的源极区域接触并且嵌入在所述存取层级介电材料层内；以及

源极线，与所述源极接触通孔结构接触并且沿着所述第二水平方向横向延伸。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，还包括：

半导体衬底，包括单晶半导体层并且位于所述至少一个下部层级介电材料层下面；

场效应晶体管，位于所述单晶半导体层上并且包括相应的单晶半导体沟道，其中：

位于所述单晶半导体层上的所述场效应晶体管中的一个电连接至所述位线；并且

位于所述单晶半导体层上的所述场效应晶体管中的第二个电连接至所述源极线。

7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中，位于所述单晶半导体层上的所述场效应晶体管中的一个通过嵌入在所述至少一个下部层级介电材料层中的金属互连结构的集合电连接至所述栅电极。

8.根据权利要求5所述的半导体器件，还包括：辅助源极线，所述辅助源极线位于所述至少一个下部层级介电材料层的顶面上，包括与所述栅电极相同的材料，并且与源极连接通孔结构接触，所述源极连接通孔结构与所述源极线的底面接触。

9.一种存储器阵列，包括：

鳍式场效应晶体管的二维阵列，包括相应的半导体金属氧化物鳍，并且位于至少一个下部层级介电材料层的顶面上方；

栅电极条，位于所述半导体金属氧化物鳍的相应行上面，沿着第一水平方向彼此横向间隔开，并且每个所述栅电极条沿着第二水平方向横向延伸，其中，每个所述鳍式场效应晶体管包括作为栅电极的所述栅电极条中的相应一个的部分；

存储器单元的二维阵列，与所述鳍式场效应晶体管的二维阵列垂直偏移，并且包括相应的第一电极、相应的存储器元件和相应的第二电极，所述相应的第一电极电连接至所述鳍式场效应晶体管的二维阵列中的相应一个的漏极区域；以及

位线，沿着所述第一水平方向横向延伸，沿着所述第二水平方向横向间隔开，并且电连接至所述存储器单元的二维阵列内的存储器单元的集合。

10.一种制造半导体器件的方法，包括：

在至少一个下部层级介电材料层的顶面上方沉积半导体金属氧化物材料层；

图案化所述半导体金属氧化物材料层以提供半导体金属氧化物鳍；

在所述半导体金属氧化物鳍上方形成栅极介电层；

在所述栅极介电层上方形成横跨所述半导体金属氧化物鳍的栅电极条；

在所述栅电极条和所述半导体金属氧化物鳍上方形成存取层级介电材料层；

在所述存取层级介电材料层上方形成嵌入在存储器层级介电材料层中的存储器单元，其中，所述存储器单元包括第一电极、存储器元件和第二电极，所述第一电极通过第一导电路径电连接至所述半导体金属氧化物鳍内的漏极区域。