存储器器件及其制造方法与流程

技术特征：
1.一种存储器器件，包括：金属互连结构，嵌入在位于衬底的顶面上面的介电材料层内；薄膜晶体管，嵌入在选自所述介电材料层的第一介电材料层中，并且与所述衬底的顶面垂直间隔开；以及铁电存储器单元，嵌入在所述介电材料层中，其中，所述铁电存储器单元的第一节点通过所述金属互连结构的位于所述衬底的顶面之上并且与所述衬底的顶面垂直间隔开的子集电连接至所述薄膜晶体管的节点。2.根据权利要求1所述的存储器器件，还包括：场效应晶体管，包括包含所述衬底的部分的半导体沟道，其中，所述铁电存储器单元的第二节点电连接至所述场效应晶体管的节点。3.根据权利要求2所述的存储器器件，其中：所述衬底包括单晶半导体材料；以及所述薄膜晶体管包括多晶半导体金属氧化物材料作为沟道材料。4.根据权利要求2所述的存储器器件，其中：所述铁电存储器单元包括层堆叠件，所述层堆叠件包括第一电极、铁电介电材料层和第二电极；所述第一电极和所述第二电极中的一个包括所述铁电存储器单元的电连接至所述薄膜晶体管的节点的所述第一节点；以及所述第一电极和所述第二电极中的另一个包括所述铁电存储器单元的电连接至所述场效应晶体管的节点的所述第二节点。5.根据权利要求4所述的存储器器件，还包括：编程控制电路，配置为控制所述薄膜晶体管和所述场效应晶体管的栅极电压，并且配置为提供：第一编程脉冲，其将所述铁电介电材料层编程为第一极化状态，其中所述铁电介电材料层中的电极化指向所述第一电极；以及第二编程脉冲，其将所述铁电介电材料层编程为第二极化状态，其中所述铁电介电材料层中的电极化指向所述第二电极。6.根据权利要求4所述的存储器器件，其中：所述薄膜晶体管的所述节点包括所述薄膜晶体管的源极区域或漏极区域；以及所述场效应晶体管的所述节点包括所述场效应晶体管的源极区域或漏极区域。7.根据权利要求2所述的存储器器件，其中：所述铁电存储器单元包括：铁电隧道结，根据铁电介电材料层内的铁电材料的极化方向提供两个隧穿电阻值；以及所述薄膜晶体管和所述场效应晶体管配置为提供隧穿所述铁电隧道结的电流。8.根据权利要求2所述的存储器器件，其中：所述铁电存储器单元包括：可编程铁电电容器，根据铁电介电材料层内的铁电材料的极化方向提供具有两种不同电容值的两种不同电容状态；以及所述薄膜晶体管和所述场效应晶体管配置为为所述可编程铁电电容器提供充电电流。9.一种存储器器件，包括：金属互连结构，嵌入在位于衬底上面的介电材料层内；
薄膜晶体管的阵列，嵌入在选自介电材料层的第一介电材料层内；以及铁电存储器单元的阵列，嵌入在选自所述介电材料层的第二介电材料层内，所述第二介电材料层与所述第一介电材料层相同或不同，其中，所述铁电存储器单元的阵列内的每个铁电存储器单元包括：柱结构，包含包括第一电极的层堆叠件；铁电介电材料层，接触所述第一电极的顶面；和第二电极，接触所述铁电介电材料层的顶面；以及其中，每个铁电存储器单元包括：第一节点，通过所述金属互连结构的相应子集电连接至用作访问晶体管的相应薄膜晶体管的节点。10.一种制造存储器器件的方法，包括：在衬底上方形成嵌入在至少一个下层级介电材料层内的第一金属互连结构；在所述下层级介电材料层上方形成薄膜晶体管；在形成所述薄膜晶体管之前或之后，在所述至少一个下层级介电材料层上方形成铁电存储器单元，其中，所述铁电存储器单元形成在所述薄膜晶体管的层级下面、之上或形成在与所述薄膜晶体管的层级相同的层级处；以及在所述薄膜晶体管或所述铁电存储器单元上方形成第二金属互连结构，其中，所述第二金属互连结构的子集将所述铁电存储器单元的第一节点电连接至所述薄膜晶体管的节点。

技术总结
存储器器件包括：金属互连结构，嵌入在位于衬底的顶面上面的介电材料层内；薄膜晶体管，嵌入在选自介电材料层的第一介电材料层中，并且与衬底的顶面垂直间隔开；以及铁电存储器单元，嵌入在介电材料层内。铁电存储器单元的第一节点通过金属互连结构的位于衬底的顶面之上并且与衬底的顶面垂直间隔开的子集电连接至薄膜晶体管的节点。本申请的实施例还涉及制造存储器器件的方法。涉及制造存储器器件的方法。涉及制造存储器器件的方法。


技术研发人员：杨柏峰 马礼修 杨世海 贾汉中 林佑明
受保护的技术使用者：台湾积体电路制造股份有限公司
技术研发日：2021.06.28
技术公布日：2021/10/23