本技術(shù)涉及集成電路，特別是涉及一種鐵電存儲(chǔ)器及其制備方法、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、鐵電存儲(chǔ)器(ferroelectric?random?access?memory，簡(jiǎn)稱fram)是一種存儲(chǔ)器的一種，它將動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dynamic?random?access?memory，簡(jiǎn)稱dram)的快速讀取和寫(xiě)入訪問(wèn)與在電源關(guān)掉后保留數(shù)據(jù)能力結(jié)合起來(lái)。

2、鐵電存儲(chǔ)器的3d堆疊能夠提升存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、提供一種鐵電存儲(chǔ)器及其制備方法、電子設(shè)備。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種鐵電存儲(chǔ)器，所述鐵電存儲(chǔ)器包括：

3、多條字線，沿著平行襯底的第一方向延伸且沿著平行所述襯底的第二方向間隔分布；

4、多個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)所述存儲(chǔ)單元包括環(huán)繞所述字線的側(cè)壁的半導(dǎo)體層，每個(gè)所述半導(dǎo)體層的外側(cè)壁包括沿著所述第一方向間隔分布的位線接觸區(qū)域、參考信號(hào)線接觸區(qū)域、以及位于所述位線接觸區(qū)域和所述參考信號(hào)線接觸區(qū)域之間的溝道區(qū)域；共用同一所述字線的多個(gè)存儲(chǔ)單元沿著所述第一方向間隔分布；

5、柵極絕緣層，位于每條所述字線和環(huán)繞所述字線的所述半導(dǎo)體層之間，所述柵極絕緣層的材料為鐵電材料；

6、多條位線，沿著垂直所述襯底的第三方向延伸，分別與每個(gè)所述半導(dǎo)體層的位線接觸區(qū)域一一對(duì)應(yīng)連接；

7、多條參考信號(hào)線，沿著所述第三方向延伸，分別與每個(gè)所述半導(dǎo)體層的參考信號(hào)線接觸區(qū)域一一對(duì)應(yīng)連接。

8、本發(fā)明的鐵電存儲(chǔ)器包括多條字線、多個(gè)存儲(chǔ)單元、柵極絕緣層、多條位線和多條參考信號(hào)線，多條字線沿著平行襯底的第一方向延伸且沿著平行襯底的第二方向間隔分布，每個(gè)存儲(chǔ)單元包括環(huán)繞字線側(cè)壁的半導(dǎo)體層，共用同一字線的多個(gè)存儲(chǔ)單元沿著第一方向間隔分布，柵極絕緣層位于每條字線和環(huán)繞字線的半導(dǎo)體層之間，每個(gè)半導(dǎo)體層的外側(cè)壁包括沿著第一方向間隔分布的位線接觸區(qū)域、信號(hào)線接觸區(qū)域、以及位于位線接觸區(qū)域和參考信號(hào)線接觸區(qū)域之間的溝道區(qū)域，位線和參考信號(hào)線分別沿著垂直襯底的第三方向延伸，多條位線分別與每個(gè)半導(dǎo)體層的位線接觸區(qū)域一一對(duì)應(yīng)連接，多條參考信號(hào)線分別與每個(gè)半導(dǎo)體層的參考信號(hào)線接觸區(qū)域一一對(duì)應(yīng)連接，各個(gè)部分之間排布緊密。加上柵極絕緣層的材料為鐵電材料，針對(duì)1t存儲(chǔ)器的場(chǎng)景，不需要額外形成電容器，因此可以有效提高鐵電存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度，實(shí)現(xiàn)高密度的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。而且存儲(chǔ)單元可以沿著垂直襯底方向堆疊為多層，每層存儲(chǔ)單元包括呈陣列排布的多個(gè)存儲(chǔ)單元，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元的3d堆疊，進(jìn)一步提高鐵電存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度。

9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述鐵電材料包括鐵電氧化鋯或者鐵電鉿鋯氧。

10、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)存儲(chǔ)單元包括多個(gè)第一存儲(chǔ)單元和多個(gè)第二存儲(chǔ)單元，所述多個(gè)第一存儲(chǔ)單元沿著所述第一方向間隔分布且共用同一所述字線，所述多個(gè)第二存儲(chǔ)單元沿著所述第一方向間隔分布且共用同一所述字線，所述多個(gè)第一存儲(chǔ)單元共用的字線與所述多個(gè)第二存儲(chǔ)單元共用的字線沿著所述第二方向相鄰設(shè)置；

11、相鄰設(shè)置的兩條所述字線之間任意兩個(gè)屬于同一行的存儲(chǔ)單元中，兩個(gè)所述半導(dǎo)體層、以及兩個(gè)所述存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)連接的兩條位線位于兩條所述字線之間，兩個(gè)所述存儲(chǔ)單元的參考信號(hào)線共用。

12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)存儲(chǔ)單元還包括多個(gè)第三存儲(chǔ)單元，所述多個(gè)第三存儲(chǔ)單元沿著所述第一方向間隔分布且共用同一所述字線，所述多個(gè)第三存儲(chǔ)單元共用的字線與所述多個(gè)第一存儲(chǔ)單元共用的字線沿著所述第二方向相鄰設(shè)置且位于所述第三存儲(chǔ)單元和所述第一存儲(chǔ)單元之間；和/或，

13、所述多個(gè)存儲(chǔ)單元還包括多個(gè)第四存儲(chǔ)單元，所述多個(gè)第四存儲(chǔ)單元沿著所述第一方向間隔分布且共用同一所述字線，所述多個(gè)第四存儲(chǔ)單元共用的字線與所述多個(gè)第二存儲(chǔ)單元共用的字線沿著所述第二方向相鄰設(shè)置且位于所述第四存儲(chǔ)單元和所述第二存儲(chǔ)單元之間；

14、其中，同一行中的所述第三存儲(chǔ)單元、所述第一存儲(chǔ)單元、所述第二存儲(chǔ)單元和所述第四存儲(chǔ)單元沿著所述第二方向間隔分布。

15、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)存儲(chǔ)單元沿著所述第三方向堆疊為多層，所述多條字線還沿著所述第三方向間隔分布；每層所述存儲(chǔ)單元包括多個(gè)所述第一存儲(chǔ)單元和多個(gè)所述第二存儲(chǔ)單元，每層所述存儲(chǔ)單元還包括多個(gè)所述第三存儲(chǔ)單元和/或多個(gè)所述第四存儲(chǔ)單元；所述鐵電存儲(chǔ)器還包括：

16、第一隔離墻，沿著所述第三方向依次貫穿每層所述存儲(chǔ)單元中的所述第一存儲(chǔ)單元和所述第三存儲(chǔ)單元之間的間隔區(qū)域，和/或每層所述存儲(chǔ)單元中的所述第二存儲(chǔ)單元和所述第四存儲(chǔ)單元之間的間隔區(qū)域；

17、其中，沿著所述第一方向間隔分布的多個(gè)所述存儲(chǔ)單元接觸同一所述第一隔離結(jié)構(gòu)。

18、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層具有兩個(gè)相對(duì)的主表面，其中一個(gè)主表面朝向所述字線的側(cè)壁并環(huán)繞所述字線，另一個(gè)所述主表面具有平行所述襯底的上表面、下表面、以及所述上表面和所述下表面之間的第一側(cè)表面；每個(gè)所述半導(dǎo)體層的位線接觸區(qū)域、溝道區(qū)域和參考信號(hào)線接觸區(qū)域位于所述半導(dǎo)體層的第一側(cè)表面上且沿著所述第一方向依次分布。

19、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述鐵電存儲(chǔ)器還包括：

20、多個(gè)第二隔離墻，沿著垂直所述襯底方向依次貫穿每層所述存儲(chǔ)單元，并位于同一條所述字線上任意相鄰兩個(gè)所述半導(dǎo)體層之間且沿著所述第二方向延伸。

21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二隔離墻的延伸部設(shè)置于同一行相鄰的所述第一存儲(chǔ)單元和所述第二存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的兩條位線之間。

22、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述鐵電存儲(chǔ)器還包括介質(zhì)層，每條所述字線位于相鄰兩層所述介質(zhì)層之間，所述字線和所述介質(zhì)層之間設(shè)置有所述柵極絕緣層和所述半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層環(huán)繞所述字線且具有開(kāi)口，所述半導(dǎo)體層沿著所述第二方向的縱截面為u型。

23、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述位線、所述參考信號(hào)線與位于所述u型的半導(dǎo)體層的外表面對(duì)應(yīng)所述u型的底部區(qū)域連接。

24、第二方面，本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括如第一方面提供的鐵電存儲(chǔ)器。

25、本發(fā)明的電子設(shè)備包括上述鐵電存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)密度高，可以實(shí)現(xiàn)高密度大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

26、第三方面，本發(fā)明還提供了一種鐵電存儲(chǔ)器的制備方法，所述鐵電存儲(chǔ)器的制備方法包括：

27、提供襯底；

28、于所述襯底上沉積疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括交替層疊的犧牲層和介質(zhì)層；

29、于所述疊層結(jié)構(gòu)內(nèi)開(kāi)設(shè)多個(gè)相互平行的第一溝槽，每個(gè)所述第一溝槽的側(cè)壁露出所述交替層疊的犧牲層和介質(zhì)層的端面，每個(gè)所述第一溝槽沿著平行所述襯底的第一方向延伸，所述多個(gè)第一溝槽沿著平行所述襯底的第二方向間隔設(shè)置；

30、對(duì)每個(gè)所述第一溝槽內(nèi)露出的各層所述犧牲層進(jìn)行橫向刻蝕，形成多個(gè)位于沿著垂直所述襯底方向相鄰的兩層所述介質(zhì)層之間的第二溝槽，每個(gè)所述第二溝槽沿著所述第一方向延伸且沿著遠(yuǎn)離所述第一溝槽的方向凹陷；

31、于每個(gè)所述第二溝槽內(nèi)形成對(duì)應(yīng)不同第二溝槽的不同半導(dǎo)體層、不同柵極絕緣層和不同字線，所述半導(dǎo)體層環(huán)繞所述字線的側(cè)壁，所述柵極絕緣層位于所述半導(dǎo)體層和所述字線之間；每個(gè)所述半導(dǎo)體層的外側(cè)壁包括沿著所述第一方向間隔分布的位線接觸區(qū)域、溝道區(qū)域和參考信號(hào)線接觸區(qū)域；

32、使用絕緣層填充所述第一溝槽和所述第二溝槽；

33、于所述疊層結(jié)構(gòu)內(nèi)形成多條位線和多條參考信號(hào)線，所述位線和所述參考信號(hào)線沿著垂直所述襯底的方向延伸，所述位線與所述位線接觸區(qū)域一一對(duì)應(yīng)接觸，所述參考信號(hào)線與所述參考信號(hào)線接觸區(qū)域一一對(duì)應(yīng)接觸。

34、本發(fā)明的鐵電存儲(chǔ)器的制備方法，先提供襯底，并在襯底上交替層疊犧牲層和介質(zhì)層形成疊層結(jié)構(gòu)，再于疊層結(jié)構(gòu)內(nèi)開(kāi)設(shè)多個(gè)相互平行的第一溝槽，每個(gè)第一溝槽的側(cè)壁露出交替層疊的犧牲層和介質(zhì)層的端面，每個(gè)第一溝槽沿著平行襯底的第一方向延伸，多個(gè)第一溝槽沿平行襯底的第二方向間隔設(shè)置，對(duì)每個(gè)第一溝槽內(nèi)露出的各層犧牲層進(jìn)行橫向刻蝕，形成多個(gè)位于沿著垂直襯底方向相鄰的兩層介質(zhì)層之間的第二溝槽，每個(gè)第二溝槽沿著第一方向延伸且沿著遠(yuǎn)離第一溝槽的方向凹陷，并于每個(gè)第二溝槽內(nèi)形成對(duì)應(yīng)不同第二溝槽的不同半導(dǎo)體層、不同柵極絕緣層和不同字線，半導(dǎo)體層環(huán)繞字線的側(cè)壁，柵極絕緣層位于半導(dǎo)體層和字線之間，不同層的第二溝槽內(nèi)的半導(dǎo)體層之間設(shè)置有介質(zhì)層，然后使用絕緣層填充第一溝槽和第二溝槽，最后于疊層結(jié)構(gòu)內(nèi)形成多條位線和多條參考信號(hào)線，位線和參考信號(hào)線沿著垂直襯底的方向延伸，每個(gè)半導(dǎo)體層的外側(cè)壁包括沿著第一方向間隔分布的位線接觸區(qū)域、溝道區(qū)域和參考信號(hào)線接觸區(qū)域，位線與位線接觸區(qū)域一一對(duì)應(yīng)接觸，參考信號(hào)線與參考信號(hào)線接觸區(qū)域一一對(duì)應(yīng)接觸，同一部分甚至有些不同部分都是同時(shí)形成，與逐層形成3d堆疊的存儲(chǔ)單元，可以大幅減少工藝步驟，有效降低制造成本。

35、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述于每個(gè)所述第二溝槽內(nèi)形成對(duì)應(yīng)不同第二溝槽的不同半導(dǎo)體層、不同柵極絕緣層和不同字線，包括：

36、采用原子層沉積法于每個(gè)所述第一溝槽的內(nèi)壁和每個(gè)所述第二溝槽的內(nèi)壁形成連續(xù)分布的所述半導(dǎo)體層；

37、采用原子層沉積法于所述半導(dǎo)體層上形成所述柵極絕緣層；

38、采用沉積工藝于每個(gè)所述第二溝槽形成填充所述第二溝槽各區(qū)域的導(dǎo)電層；

39、去除所述第一溝槽內(nèi)的所述導(dǎo)電層、所述柵極絕緣層和所述半導(dǎo)體層，形成僅位于所述第二溝槽內(nèi)的半導(dǎo)體層和導(dǎo)電層，每個(gè)所述第二溝槽內(nèi)的導(dǎo)電層作為所述字線。