键合的存储器设备及其制作方法与流程

技术特征：
1.一种存储器设备，所述存储器设备包括：第一导电线，所述第一导电线沿第一水平方向侧向延伸；存储器柱结构，所述存储器柱结构覆盖并接触所述第一导电线，其中所述存储器柱结构包括单晶铁电材料板，其中整个铁电材料是单晶的；和第二导电线，所述第二导电线沿第二水平方向侧向延伸并且覆盖并接触所述存储器柱结构。2.根据权利要求1所述的存储器设备，其中所述存储器柱结构包括接触所述单晶铁电材料板的底表面的第一金属材料板。3.根据权利要求2所述的存储器设备，其中：所述存储器柱结构还包括位于所述第一金属材料板下面的选通器材料板；并且键合界面定位在所述选通器材料板与所述单晶铁电材料板之间。4.根据权利要求3所述的存储器设备，所述存储器设备还包括：下部电极板，所述下部电极板接触所述选通器材料板的底表面并且包含第一非金属导电材料；和上部电极板，所述上部电极板接触所述选通器材料板的顶表面并且包含第二非金属导电材料。5.根据权利要求4所述的存储器设备，其中：所述选通器板包含双向阈值开关材料；并且所述第一非金属导电材料和所述第二非金属导电材料中的每一者选自无定形碳、无定形硼掺杂碳、无定形氮掺杂碳、无定形硅、无定形锗、其合金或其层堆叠。6.根据权利要求2所述的存储器设备，其中所述存储器柱结构包括接触所述第一金属材料板的底表面并且键合到所述第一金属材料板的第二金属材料板。7.根据权利要求1所述的存储器设备，其中所述单晶铁电材料板的所述铁电材料包括具有正交晶相的掺杂或无掺杂的二氧化铪。8.根据权利要求7所述的存储器设备，其中所述存储器柱结构还包括接触所述单晶铁电材料板的顶表面的半导体板。9.根据权利要求8所述的存储器设备，其中：所述半导体板包含单晶半导体材料；并且所述半导体板的所述单晶半导体材料与所述单晶铁电材料板的所述铁电材料外延对准。10.根据权利要求1所述的存储器设备，其中所述半导体板包含单晶锗或硅锗。11.根据权利要求1所述的存储器设备，其中所述存储器柱结构包括覆盖所述单晶铁电材料板并且接触所述第二导电线的金属盖板。12.根据权利要求1所述的存储器设备，其中所述存储器设备包括铁电隧道结存储器设备。13.一种形成存储器设备的方法，所述方法包括：提供在其中或在其上具有单晶半导体层的第一衬底；在所述单晶半导体层上外延生长单晶铁电材料层；在所述单晶铁电材料层上形成第一金属材料层以形成包括至少所述单晶铁电材料层
和所述第一金属材料层的第一层堆叠；在第二衬底上方形成包括选通器材料层和第二金属材料层的第二层堆叠；以及将所述第二层堆叠键合到所述第一层堆叠。14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括通过将至少所述单晶铁电材料层和所述第一金属材料层图案化来形成存储器柱结构。15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括在所述单晶半导体层内形成氢或氘植入层，其中所述单晶半导体层被所述氢植入层分成近侧单晶半导体层和远侧单晶半导体层，并且其中所述单晶铁电材料层形成于所述远侧单晶半导体层上。16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括从包括所述近侧单晶半导体层和所述第一衬底的组件切割包括所述远侧单晶半导体层、所述单晶铁电材料层和所述第一金属材料层的所述第一层堆叠。17.根据权利要求16所述的方法，其中：通过进一步将包括所述选通器材料层和所述第二金属材料层的所述第二层堆叠图案化来形成至少一个存储器柱结构；并且将所述第二层堆叠键合到所述第一层堆叠的步骤包括将所述第二金属材料层键合到所述第一金属材料层。18.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括在所述第二衬底上方形成第一导电线，其中包括所述选通器材料层和所述第二金属材料层的所述第二层堆叠形成在所述第一导电线上方。19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括在所述存储器柱结构上方形成第二导电线。20.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括在将所述第二层堆叠键合到所述第一层堆叠的步骤之后移除所述第二第一衬底。21.一种形成存储器设备的方法，所述方法包括：提供包括第一衬底的第一组件，所述第一衬底包含包括字线或位线的第一导电线；在所述第一导电线上方形成存储器单元的至少一部分；提供包括第二衬底的第二组件，所述第二衬底包含包括字线或位线中的另一者的第二导电线；以及将所述第一组件键合到所述第二组件，使得所述存储器单元定位在所述第一导电线与所述第二导电线之间，其中所述第一导电线中的一个第一导电线包括所述存储器单元的字线或位线，并且所述第二导电线中的一个第二导电线包括所述存储器单元的所述字线或位线中的另一者。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述存储器单元定位在存储器柱结构中。23.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括定位在所述存储器柱结构中的所述存储器单元的选通器元件。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述选通器元件包括双向阈值开关板。25.根据权利要求23所述的方法，其中所述存储器设备包括相变存储器设备，并且所述存储器单元包括相变存储器单元，所述相变存储器单元包括相变存储器材料板。26.根据权利要求25所述的方法，所述方法还包括：
在定位在第一导电线和所述第一衬底上方的相变材料层上方形成选通器级层；以及在将所述第一组件键合到所述第二组件之前，将所述选通器级层图案化以形成所述选通器元件并且将所述相变材料层图案化以形成所述相变材料板，其中所述选通器元件定位在所述第二导电线与所述相变材料板之间。27.根据权利要求23所述的方法，其中所述存储器设备包括磁阻随机存取存储器(mram)设备，并且所述存储器单元包括mram存储器单元，所述mram存储器单元包括包含定位在铁磁基准板与铁磁自由板之间的隧道阻隔板的磁性隧道结(mtj)。28.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括：形成mtj堆叠，所述mtj堆叠包括定位在铁磁基准层与铁磁自由层之间的隧道阻隔层，所述铁磁基准层及所述铁磁自由层定位在第一导电线和所述第一衬底上方；在所述mtj堆叠上方形成选通器级层；以及将所述选通器级层和所述mtj堆叠图案化以形成所述选通器元件和所述mtj，其中将所述第一组件键合到所述第二组件的步骤在形成所述选通器元件和所述mtj之后发生。29.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括：形成mtj堆叠，所述mtj堆叠包括定位在铁磁基准层与铁磁自由层之间的隧道阻隔层，所述铁磁基准层及所述铁磁自由层定位在第一导电线和所述第一衬底上方；将所述mtj堆叠图案化以形成所述mtj；在定位在所述第二衬底上方的所述第二导电线上方形成选通器级层；以及将所述选通器级层图案化以形成所述选通器元件，其中将所述第一组件键合到所述第二组件的步骤在形成所述选通器元件并形成所述mtj之后发生，使得所述选通器元件键合到所述mtj。30.一种形成存储器设备的方法，所述方法包括：提供包括定位在第一衬底上方的存储器单元的至少一部分的第一组件；提供包括定位在第二衬底上方的选通器元件的至少一部分第二组件；以及将所述第一组件键合到所述第二组件，使得所述存储器单元键合到其相应的选通器元件。31.根据权利要求30所述的方法，其中所述存储器单元和所述选通器元件定位在存储器柱结构中。32.根据权利要求31所述的方法，其中所述选通器元件包括双向阈值开关板。33.根据权利要求31所述的方法，其中所述存储器设备包括铁电隧道接(ftj)存储器设备，并且所述存储器单元包括定位在第一电极与第二电极之间的铁电材料层。34.根据权利要求33所述的方法，所述方法还包括：在所述第一衬底上方外延生长所述铁电材料层；在所述铁电材料层上形成第一金属材料层以形成包括至少所述铁电材料层和所述第一金属材料层的第一层堆叠；以及在所述第二衬底上方形成包括选通器材料层和第二金属材料层的第二层堆叠，其中将所述第一组件键合到所述第二组件的步骤包括将所述第二层堆叠键合到所述第一层堆叠。35.根据权利要求34所述的方法，所述方法还包括通过将至少所述铁电材料层、所述第一金属材料层、所述选通器材料层和所述第二金属材料层图案化来形成所述存储器柱结
构。36.根据权利要求31所述的方法，其中所述存储器设备包括磁阻随机存取存储器(mram)设备，并且所述存储器单元包括mram存储器单元，所述mram存储器单元包括包含定位在铁磁基准板与铁磁自由板之间的隧道阻隔板的磁性隧道结(mtj)。37.根据权利要求36所述的方法，所述方法还包括：形成包括定位在铁磁基准层与铁磁自由层之间的隧道阻隔层的mtj堆叠，所述铁磁基准层及所述铁磁自由层定位在所述第一衬底上方；将所述mtj堆叠图案化以在所述第一衬底上方形成所述mtj；在所述第二衬底上方形成选通器级层；以及将所述选通器级层图案化以在所述第二衬底上方形成所述选通器元件，其中将所述第一组件键合到所述第二组件的步骤在形成所述选通器元件并形成所述mtj之后发生，使得所述选通器元件键合到所述mtj。38.根据权利要求37所述的方法，所述方法还包括：形成包括定位在铁磁基准层与铁磁自由层之间的隧道阻隔层的mtj堆叠，所述铁磁基准层及所述铁磁自由层定位在所述第一衬底上方；将所述mtj堆叠图案化以形成所述mtj；在所述第二衬底上方形成选通器级层；移除所述第二衬底；以及在移除所述第二衬底之后将所述选通器级层图案化以形成所述选通器元件，其中将所述第一组件键合到所述第二组件的步骤在形成mtj之后并且在将所述选通器级层图案化之前发生，使得所述选通器级层键合到所述mtj。39.根据权利要求37所述的方法，所述方法还包括：形成包括定位在铁磁基准层与铁磁自由层之间的隧道阻隔层的mtj堆叠，所述铁磁基准层及所述铁磁自由层定位在所述第一衬底上方；移除所述第一衬底；在所述第二衬底上方形成选通器级层；在移除所述第一衬底之后，将所述mtj堆叠图案化以形成所述mtj并且将所述选通器级层图案化以形成所述选通器元件，其中将所述第一组件键合到所述第二组件的步骤在将所述mtj堆叠图案化之前并且在将所述选通器级层图案化之前发生，使得所述选通器级层键合到所述mtj堆叠。40.根据权利要求31所述的方法，所述方法还包括在将所述第二层堆叠键合到所述第一层堆叠的步骤之后移除所述第一衬底或所述第二衬底中的至少一者。

技术总结
本公开涉及在第一衬底上方形成存储器单元的至少一部分，并且在第二衬底上方形成存储器单元的操纵元件或者字线或位线的至少一部分。该存储器单元的该至少一部分键合到操纵元件或者字线或位线的至少一部分。可以在键合之后移除该第一衬底或该第二衬底中的至少一者。后移除该第一衬底或该第二衬底中的至少一者。后移除该第一衬底或该第二衬底中的至少一者。


技术研发人员：R
受保护的技术使用者：桑迪士克科技有限责任公司
技术研发日：2020.12.30
技术公布日：2022/7/9