晶体管、晶体管阵列及个别地包括晶体管的存储器单元阵列的制作方法

本文所公开的实施例涉及晶体管、晶体管阵列，及个别地包括晶体管的存储器单元阵列。

背景技术：

1、存储器是一种类型的集成电路系统且用于计算机系统中以存储数据。存储器可被制造成个别存储器单元的一或多个阵列。可使用数字线(其也可称为位线、数据线或感测线)及存取线(其也可称为字线)写入到存储器单元或从存储器单元读取。感测线可沿着阵列的列使存储器单元以导电方式互连，并且存取线可沿着阵列的行使存储器单元以导电方式互连。每个存储器单元可通过感测线及存取线的组合唯一地寻址。

2、存储器单元可为易失性、半易失性或非易失性的。非易失性存储器单元可在不通电的情况下将数据存储很长一段时间。非易失性存储器通常被指定为具有至少约10年保持时间的存储器。易失性存储器会消散，且因此经刷新/重写以维持数据存储。易失性存储器可具有数毫秒或更短的保留时间。无论如何，存储器单元经配置以在至少两个不同可选状态下保留或存储存储器。在二进制系统中，状态被认为是“0”或“1”。在其它系统中，至少一些个别存储器单元可经配置以存储多于两个水平或状态的信息。

3、场效应晶体管是可用于存储器单元中的一种类型的电子组件。这些晶体管包括其间具有半导电沟道区的一对导电源极/漏极区。导电栅极邻近沟道区，且通过薄栅极绝缘体与所述沟道区分离。向栅极施加合适的电压允许电流通过沟道区从源极/漏极区中的一个流动到另一个。当从栅极去除电压时，大大地防止了电流流过沟道区。场效应晶体管还可包含额外结构，例如，作为栅极绝缘体与导电栅极之间的栅极构造的部分的可逆可编程电荷存储区。除存储器电路系统之外及/或在存储器电路系统之外，场效应晶体管当然也在集成电路系统中使用。

4、快闪存储器是一种类型的存储器，且大量用于现代计算机及装置中。例如，现代个人计算机可使bios存储在快闪存储器芯片上。作为另一实例，越来越常见的是，计算机及其它装置利用呈固态驱动器的快闪存储器替代传统的硬盘驱动器。作为又一实例，快闪存储器在无线电子装置中普及，这是因为快闪存储器使制造商能够在新的通信协议变得标准化时支持所述新的通信协议，且使制造商能够提供针对增强特征远程升级装置的能力。

5、nand可为集成式快闪存储器的基本架构。nand单元装置包括与存储器单元的串联组合进行串联耦合的至少一个选择装置(且所述串联组合通常称为nand串)。nand架构可以三维布置来配置，所述三维布置包括竖直堆叠的存储器单元，所述竖直堆叠的存储器单元个别地包括可逆可编程竖直晶体管。控制件或其它电路系统可形成于竖直堆叠的存储器单元下方。其它易失性或非易失性存储器阵列架构还可包括个别地包括晶体管的竖直堆叠的存储器单元。

6、dram另一类型的存储器。

7、晶体管可用于其它类型的存储器电路系统及除了存储器电路系统之外的电路系统。

技术实现思路

1、根据本申请的方面，提供一种晶体管。所述晶体管包括：其间具有沟道区的一对源极/漏极区；邻近所述沟道区的栅极，其中栅极绝缘体在所述栅极与所述沟道区之间；邻近所述源极/漏极区的固定电荷材料；及在所述固定电荷材料与所述源极/漏极区之间的绝缘材料，所述绝缘材料及所述固定电荷材料包括相对于彼此不同的组合物，所述固定电荷材料具有至少1x 1011电荷/cm2的电荷密度。

2、根据本公开的又一方面，提供一种晶体管阵列及一种存储器单元阵列，所述晶体管个别地包括上述晶体管并且所述存储器单元个别地包括上述晶体管。

3、根据本公开的另一方面，提供一种晶体管。所述晶体管包括：其间具有沟道区的一对n型源极/漏极区；邻近所述沟道区的栅极，其中栅极绝缘体在所述栅极与所述沟道区之间；邻近所述n型源极/漏极区的正固定电荷材料；及在所述正固定电荷材料与所述n型源极/漏极区之间的绝缘材料，所述绝缘材料及所述正固定电荷材料包括相对于彼此不同的组合物，所述正固定电荷材料包括氮化硅及镧系氧化物中的至少一种。

4、根据本公开的又一方面，提供一种晶体管。所述晶体管包括：其间具有沟道区的一对p型源极/漏极区；邻近所述沟道区的栅极，其中栅极绝缘体在所述栅极与所述沟道区之间；邻近所述p型源极/漏极区的负固定电荷材料；及在所述负固定电荷材料与所述p型源极/漏极区之间的绝缘材料，所述绝缘材料及所述负固定电荷材料包括相对于彼此不同的组合物，所述负固定电荷材料包括至少一种氧化物，所述氧化物包括锆、铝及铪中的至少一个。

5、根据本公开的另一方面，提供一种竖直晶体管。所述竖直晶体管包括：其间竖直地具有沟道区的一对源极/漏极区，所述源极/漏极区个别地包括最高导电率区及在所述最高导电率区与所述沟道区之间的ldd区；栅极，其横向地位于所述沟道区旁边，其中栅极绝缘体横向地在所述栅极与所述沟道区之间，与所述栅极绝缘体具有相同组合物的绝缘材料延伸超过将横向地位于所述ldd区旁边的所述栅极的顶部及底部边缘；固定电荷材料，其横向地位于所述ldd区旁边，所述绝缘材料横向地在所述固定电荷材料与所述ldd区之间；及所述绝缘材料及所述固定电荷材料包括相对于彼此不同的组合物，所述固定电荷材料具有1x1011到1x 1014电荷/cm2的电荷密度。

6、根据本公开的又一方面，提供一种晶体管阵列及一种存储器单元阵列，所述晶体管个别地包括上述晶体管，并且所述存储器单元个别地包括在以上段落中陈述的所述晶体管。

技术特征：

1.一种晶体管，其包括：

2.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述固定电荷材料具有不超过1x 1014电荷/cm2的电荷密度。

3.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述固定电荷材料具有2x 1012到5x 1012电荷/cm2的电荷密度。

4.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述源极/漏极区个别地在其中包括5x 1017到5x1019原子/cm3的导电率增加掺杂剂，并且所述固定电荷材料邻近所述导电率增加掺杂剂。

5.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述源极/漏极区个别地包括最高导电率区及在所述最高导电率区与所述沟道区之间的ldd区，所述绝缘材料及所述固定电荷材料在所述ldd区上方。

6.根据权利要求5所述的晶体管，其中在竖直截面中的所述绝缘材料在所述ldd区的所有最长线性长度上方。

7.根据权利要求6所述的晶体管，其中在所述竖直截面中的所述固定电荷材料在所述ldd区的所有所述最长线性长度上方。

8.根据权利要求5所述的晶体管，其中在竖直截面中的所述绝缘材料在所述ldd区的最长线性长度上方比在所述最高导电率区的最长线性长度(如果有的话)上方更多。

9.根据权利要求8所述的晶体管，其中在所述竖直截面中的所述固定电荷材料在所述ldd区的所述最长线性长度上方比在所述最高导电率区的所述最长线性长度(如果有的话)上方更多。

10.根据权利要求9所述的晶体管，其中在所述竖直截面中的所述固定电荷材料不在至少一个所述最高导电率区中的任一个上方。

11.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述固定电荷材料直接抵靠所述绝缘材料。

12.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述固定电荷材料不直接抵靠所述绝缘材料。

13.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述固定电荷材料直接抵靠所述栅极。

14.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述固定电荷材料不直接抵靠所述栅极。

15.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述固定电荷材料不直接抵靠所述源极/漏极区。

16.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述栅极绝缘体及所述绝缘材料具有相对于彼此相同的组合物。

17.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述栅极绝缘体及所述绝缘材料不具有相对于彼此相同的组合物。

18.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述栅极绝缘体及所述绝缘材料具有相对于彼此相同的厚度。

19.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述栅极绝缘体及所述绝缘材料不具有相对于彼此相同的厚度。

20.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述晶体管是竖直的。

21.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述晶体管是水平的。

22.根据权利要求1所述的晶体管，其为易失性的。

23.一种晶体管阵列，所述晶体管个别地包括根据权利要求1所述的晶体管。

24.一种存储器单元阵列，所述存储器单元个别地包括根据权利要求1所述的晶体管。

25.一种晶体管，其包括：

26.根据权利要求25所述的晶体管，其中所述正固定电荷材料具有至少1x 1011电荷/cm2的电荷密度。

27.根据权利要求26所述的晶体管，其中所述正固定电荷材料具有不超过1x 1014电荷/cm2的正电荷密度。

28.根据权利要求25所述的晶体管，其中所述正固定电荷材料包括氮化硅。

29.根据权利要求25所述的晶体管，其中所述正固定电荷材料包括所述镧系氧化物。

30.根据权利要求29所述的晶体管，其中所述镧系氧化物包括硅酸盐。

31.根据权利要求29所述的晶体管，其中所述正固定电荷材料包括氧化镧。

32.根据权利要求29所述的晶体管，其中所述正固定电荷材料包括硅酸镧。

33.根据权利要求25所述的晶体管，其中所述正固定电荷材料包括氮化硅及所述镧系氧化物两者。

34.一种晶体管，其包括：

35.根据权利要求34所述的晶体管，其中所述负固定电荷材料具有至少1x 1011电荷/cm2的负电荷密度。

36.根据权利要求35所述的晶体管，其中所述负固定电荷材料具有不超过1x 1014电荷/cm2的负电荷密度。

37.根据权利要求34所述的晶体管，其中所述负固定电荷材料包括锆、铝及铪中的至少一个的硅酸盐。

38.根据权利要求34所述的晶体管，其中所述负固定电荷材料包括氧化锆。

39.根据权利要求34所述的晶体管，其中所述负固定电荷材料包括氧化铝。

40.根据权利要求34所述的晶体管，其中所述负固定电荷材料包括氧化铪。

41.根据权利要求34所述的晶体管，其中所述负固定电荷材料的所述氧化物包括锆、铝及铪中的至少两个。

42.一种竖直晶体管，其包括：

43.根据权利要求42所述的晶体管，其中在竖直截面中的所述绝缘材料在所述ldd区的所有最长线性长度上方。

44.根据权利要求43所述的晶体管，其中在所述竖直截面中的所述固定电荷材料在所述ldd区的所有所述最长线性长度上方。

45.根据权利要求42所述的晶体管，其中在竖直截面中的所述绝缘材料在所述ldd区的最长线性长度上方比在所述最高导电率区的最长线性长度(如果有的话)上方更多。

46.根据权利要求45所述的晶体管，其中在所述竖直截面中的所述固定电荷材料在所述ldd区的所述最长线性长度上方比在所述最高导电率区的所述最长线性长度(如果有的话)上方更多。

47.根据权利要求46所述的晶体管，其中在所述竖直截面中的所述固定电荷材料不在至少一个所述最高导电率区中的任一个上方。

48.根据权利要求42所述的晶体管，其中在所述竖直截面中的所述固定电荷材料不直接抵靠所述源极/漏极区。

49.根据权利要求42所述的晶体管，其中所述栅极绝缘体及所述绝缘材料具有相对于彼此相同的厚度。

50.根据权利要求42所述的晶体管，其中所述栅极绝缘体及所述绝缘材料不具有相对于彼此相同的厚度。

51.一种晶体管阵列，所述晶体管个别地包括根据权利要求42所述的晶体管。

52.一种存储器单元阵列，所述存储器单元个别地包括根据权利要求42所述的晶体管。

技术总结
本公开涉及晶体管、晶体管阵列及个别地包括晶体管的存储器单元阵列。晶体管包括其间具有沟道区的一对源极/漏极区。栅极邻近所述沟道区，其中栅极绝缘体在所述栅极与所述沟道区之间。固定电荷材料邻近所述源极/漏极区。绝缘材料在所述固定电荷材料与所述源极/漏极区之间。所述绝缘材料及所述固定电荷材料包括相对于彼此不同的组合物。所述固定电荷材料具有至少1x 10<supgt;11</supgt;电荷/cm<supgt;2</supgt;的电荷密度。

技术研发人员：K·M·考尔道,刘海涛,S·查杰德
受保护的技术使用者：美光科技公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13