垂直沟道单元阵列晶体管结构和包括其的DRAM器件制造技术

提供了一种垂直沟道单元阵列晶体管结构和包括其的动态随机存取存储器(DRAM)器件。该垂直沟道单元阵列晶体管结构包括：半导体基板；多个沟道，在半导体基板上布置成阵列并且每个从半导体基板垂直地延伸；在所述多个沟道上的栅极绝缘层；多条字线，在半导体基板上并在第一方向上延伸；以及二维(2D)材料层，在所述多条字线中的每条的至少一个表面上。述多条字线中的每条的至少一个表面上。述多条字线中的每条的至少一个表面上。

【技术实现步骤摘要】
垂直沟道单元阵列晶体管结构和包括其的DRAM器件


[0001]本公开涉及一种垂直沟道单元阵列晶体管结构和/或包括其的动态随机存取存储器(DRAM)器件。

技术介绍

[0002]动态随机存取存储器(DRAM)器件中的每个单位器件可以具有包括一个晶体管和一个电容器的1T1C结构。随着器件集成度的不断提高，已经提出用于减小在平面图中每个单位器件的面积的结构。凹陷沟道单元阵列晶体管(RCAT)结构最初应用于DRAM器件，但是现在掩埋沟道单元阵列晶体管(BCAT)可购买到。近来已经开发其中晶体管被垂直布置的垂直沟道单元阵列晶体管(VCAT)结构以进一步减小单位器件的面积。

技术实现思路

[0003]提供垂直沟道单元阵列晶体管结构和/或包括其的动态随机存取存储器(DRAM)器件。
[0004]另外的方面将部分地在随后的描述中阐述，并且部分地将从该描述变得明显，或者可以通过实践本公开的所呈现的实施方式而获知。
[0005]根据一实施方式，一种垂直沟道单元阵列晶体管结构可以包括：半导体基板；多个沟道，在半导体基板上布置成阵列并且每个从半导体基板垂直地延伸；在所述多个沟道上的栅极绝缘层；多条字线，在半导体基板上并在第一方向上延伸；以及二维(2D)材料层，在所述多条字线中的每条的至少一个表面上。
[0006]在一些实施方式中，所述多条字线中的每条可以对应于所述多个沟道中的在第一方向上排布的沟道。
[0007]在一些实施方式中，2D材料层可以在所述多条字线的底表面上。2D材料层可以延伸到所述多条字线的侧表面。
[0008]在一些实施方式中，2D材料层可以在所述多条字线的顶表面上。2D材料层还可以提供在所述多条字线的底表面上。
[0009]在一些实施方式中，2D材料层可以包括导体、绝缘体和半导体中的至少一种。
[0010]在一些实施方式中，2D材料层可以包括石墨烯、过渡金属二硫属化物(TMD)、GaSe、GaTe2、SnSe、Bi2Se3、Bi2O2Se、六方氮化硼(h
‑
BN)、非晶氮化硼(a
‑
BN)、硅烯、锡烯、碲烯、硼烯和锑烯中的至少一种。
[0011]在一些实施方式中，石墨烯可以包括具有在从1nm至100nm的范围内的尺寸的晶粒。
[0012]在一些实施方式中，TMD可以包括MoS2、MoSe2、MoTe2、WS2、WSe2、WTe2、ZrS2、ZrSe2、HfS2、HfSe2、NbSe2、ReSe2、PtS2、PtSe2、PdSe2、PdTe2、VS2、VSe2、FeSe2和FeTe2中的至少一种。
[0013]在一些实施方式中，所述多条字线可以包括金属、半导体和合金中的至少一种。
[0014]在一些实施方式中，所述多条字线的每条可以具有单层结构或者其中堆叠不同材
料的多层结构。
[0015]在一些实施方式中，半导体基板可以包括多个源极区。所述多个源极区和与其对应的多个漏极区可以分别提供在所述多个沟道当中的每个对应沟道的下部和上部上。
[0016]在一些实施方式中，垂直沟道单元阵列晶体管结构还可以包括多条位线，每条位线电连接所述多个源极区中的在与第一方向相交的第二方向上排布的源极区。
[0017]在一些实施方式中，垂直沟道单元阵列晶体管结构还可以包括在所述多条位线之间的多个绝缘材料，并且所述多个绝缘材料可以在第二方向上延伸。
[0018]根据一实施方式，一种动态随机存取存储器(DRAM)器件包括垂直沟道单元阵列晶体管结构和在垂直沟道单元阵列晶体管结构上的多个电容器。垂直沟道单元阵列晶体管结构可以包括半导体基板、在半导体基板上布置成阵列并且每个从半导体基板垂直地延伸的多个沟道、在所述多个沟道上的栅极绝缘层、在半导体基板上并在第一方向上延伸的多条字线、以及在所述多条字线中的每条的至少一个表面上的二维(2D)材料层。
[0019]在一些实施方式中，2D材料层可以在所述多条字线的底表面和所述多条字线的顶表面中的至少一个上。2D材料层可以进一步延伸到所述多条字线的侧表面。
[0020]在一些实施方式中，半导体基板可以包括多个源极区。所述多个源极区和与其对应的多个漏极区可以分别提供在所述多个沟道当中的每个对应沟道的下部和上部上。
[0021]在一些实施方式中，垂直沟道单元阵列晶体管结构还可以包括多条位线，每条位线电连接所述多个源极区中的在与第一方向相交的第二方向上排布的源极区。
[0022]在一些实施方式中，所述多个电容器中的每个可以电连接到所述多个漏极区中的对应一个。
[0023]根据另一实施方式，一种电子装置包括所述DRAM器件。
[0024]根据一实施方式，一种垂直沟道单元阵列晶体管结构可以包括：半导体基板，包括源极区；在源极区上的沟道结构，该沟道结构包括垂直于半导体基板的上表面延伸的沟道和在沟道之上的漏极区；在半导体基板上的字线，该字线在第一方向上延伸；在字线和沟道结构之间的栅极绝缘层，该栅极绝缘层围绕沟道结构；以及直接接触字线的二维(2D)材料层。
[0025]在一些实施方式中，2D材料层可以包括石墨烯、过渡金属二硫属化物(TMD)、GaSe、GaTe2、SnSe、Bi2Se3、Bi2O2Se、六方氮化硼(h
‑
BN)、非晶氮化硼(a
‑
BN)、硅烯、锡烯、碲烯、硼烯和锑烯中的至少一种。
[0026]在一些实施方式中，2D材料层可以直接接触字线的底表面。
[0027]在一些实施方式中，2D材料层可以直接接触字线的顶表面。
[0028]在一些实施方式中，2D材料层可以在字线和栅极绝缘层之间延伸。
附图说明
[0029]从以下结合附图的描述，本公开的某些实施方式的以上和其它的方面、特征和优点将变得更加明显，附图中：
[0030]图1是示出根据一实施方式的动态随机存取存储器(DRAM)器件的平面图；
[0031]图2是示出图1的DRAM器件的透视图；
[0032]图3是示出图1的垂直沟道单元阵列晶体管(VCAT)结构的剖视图；
[0033]图4是示出根据另一实施方式的VCAT结构的图；
[0034]图5是示出根据另一实施方式的VCAT结构的图；
[0035]图6是示出根据另一实施方式的VCAT结构的图；
[0036]图7是示出根据另一实施方式的VCAT结构的图；
[0037]图8是示出根据另一实施方式的VCAT结构的图；
[0038]图9是示出根据另一实施方式的VCAT结构的图；
[0039]图10和图11是示出根据一实施方式的可应用于电子装置的装置架构的概念图；以及
[0040]图12是根据一实施方式的存储器系统的示意图。
具体实施方式
[0041]现在将详细参照实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。在这点上，专利技术构思的实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直沟道单元阵列晶体管结构，包括：半导体基板；多个沟道，在所述半导体基板上布置成阵列，所述多个沟道中的每个从所述半导体基板垂直地延伸；在所述多个沟道上的栅极绝缘层；多条字线，在所述半导体基板上并在第一方向上延伸；以及二维(2D)材料层，在所述多条字线中的每条的至少一个表面上。2.根据权利要求1所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述多条字线中的每条对应于所述多个沟道中的在所述第一方向上排布的沟道。3.根据权利要求1所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述2D材料层在所述多条字线的底表面上。4.根据权利要求3所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述2D材料层延伸到所述多条字线的侧表面。5.根据权利要求1所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述2D材料层在所述多条字线的顶表面上。6.根据权利要求5所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述2D材料层还提供在所述多条字线的底表面上。7.根据权利要求1所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述2D材料层包括导体、绝缘体和半导体中的至少一种。8.根据权利要求7所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述2D材料层包括石墨烯、过渡金属二硫属化物(TMD)、GaSe、GaTe2、SnSe、Bi2Se3、Bi2O2Se、六方氮化硼(h
‑
BN)、非晶氮化硼(a
‑
BN)、硅烯、锡烯、碲烯、硼烯和锑烯中的至少一种。9.根据权利要求8所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述石墨烯包括具有在从1nm至100nm的范围内的尺寸的晶粒。10.根据权利要求8所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述TMD包括MoS2、MoSe2、MoTe2、WS2、WSe2、WTe2、ZrS2、ZrSe2、HfS2、HfSe2、NbSe2、ReSe2、PtS2、PtSe2、PdSe2、PdTe2、VS2、VSe2、FeSe2和FeTe2中的至少一种。11.根据权利要求1所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述多条字线包括金属、半导体和合金中的至少一种。12.根据权利要求1所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述多条字线的每条具有单层结构或其中堆叠不同材料的多层结构。13.根据权利要求1所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，其中所述半导体基板包括多个源极区，所述多个源极区和与其对应的多个漏极区分别提供在所述多个沟道当中的每个对应沟道的下部和上部上。14.根据权利要求13所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，还包括：多条位线，每条电连接所述多个源极区中的在与所述第一方向相交的第二方向上排布的源极区。
15.根据权利要求14所述的垂直沟道单元阵列晶体管结构，还包括：位于所述多条...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌锡，金尚元，金昌炫，卞卿溵，李殷奎，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：