[發明專利]一種鐵電存儲器

有效

• 申請號: 201410038707.1
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103762311A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 常琦
• 申請（專利權）人: 江蘇巨邦環境工程集團股份有限公司
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/30
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 劉洪勛

技術領域

本發明涉及用于鐵電存儲器的鐵電薄膜電容，屬于鐵電薄膜技術領域。

背景技術

基于半導體的非易失性存儲器在數據存儲和作為轉盤存儲器的替代物的方面是有用的。已發現基于閃存EEPROM單元的存儲器越來越多地用在計算機和消費者裝置例如照相機、mp3播放器和PDA中。閃存EEPROM存儲器的成本已降低到這種存儲器正在計算機中用作磁盤驅動器的替代物的程度。因為半導體磁盤驅動器需要顯著較低的功率、防震、并且典型地比在膝上計算機系統中利用的常規磁盤驅動器更快，所以半導體磁盤驅動器是對膝上計算機特別有吸引力的。

鐵電存儲器是一種特殊工藝的非易失性的存儲器，它采用人工合成的鉛鋯鈦PZT材料形成存儲器結晶體。鐵電存儲器在掉電后仍然能夠繼續保存數據，寫入速度快且具有無限次寫入壽命，不容易寫壞。因此，與閃存和EEPROM等較早期的非易失性內存技術比較，鐵電存儲器具有更高的寫入速度和更長的讀寫壽命。

PZT鐵電電容作為鐵電存儲器的主要存儲介質，具有較大的疲勞速率和較差的漏電流特性，由于在金屬Pt上制備的鐵電薄膜結晶性能較差，使得PZT鐵電電容的性能差，漏電流大。同時，當前的鐵電存儲器還具有很多缺點。存儲器的成本依據很高，讀寫壽命不夠長久，容易損壞等問題。

發明內容

本發明在鉛鋯鈦(PZT)材料中摻入有機材料，使得鐵電膜具有如下良好性能：與電極結合得好，結晶性能好，漏電流小，疲勞特性優良，讀寫速度快，增加鐵電存儲器的壽命，而使得鐵電存儲器不容易損壞。

一種鐵電存儲器的鐵電薄膜電容，硅基底層1，它還包括上電極層2、上電極緩沖層3、鐵電薄膜層4、下電極緩沖層5、下電極層6、粘結層7和阻擋層8。

其中多取代基的硅雜環己二烯摻雜到鉛鋯鈦薄膜層中，形成鐵電薄膜層4，作為多取代基的硅雜環己二烯。

多種取代基的硅雜環己二烯：

式(1)中，R1、R2相同或不同，代表烷基或芳基；R3代表氫、醛基、酮基、酯基、磷酸基；R4代表烷基、芳基；R5代表氫、烷基、烯基、芳基；R6代表烷基、芳基。上述的烷基優選C1-C6的直鏈或支鏈烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、戊基、己基等。

上述芳基優選苯基和取代苯基，所述取代苯例如甲苯基、對甲氧苯基等。上述酮基優選-COR，其中R代表甲基、乙基、丙基、苯基等。上述酯基優選-COOR′，其中R′代表甲基、乙基、丙基、苯基等。上述烯基優選C2-C8的鏈烯基，例如：乙烯基、丙稀基、丁烯基、戊烯基等。

本發明的優選多取代硅雜環己二烯選自下列化合物Ia～If：

Ia：R1＝R2＝Me，R3＝COOMe，R4＝Ph，R5＝H，R6＝Ph；

Ib：R1＝R2＝Ph，R3＝COOMe，R4＝Ph，R5＝H，R6＝Ph；

Ic：R1＝R2＝Me，R3＝COPh，R4＝Ph，R5＝H，R6＝Ph；

Id：R1＝R2＝Me，R3＝COOMe，R4＝Ph，R5＝(1-丙基)-1-戊烯基，R6＝Ph；

Ie：R1＝R2＝Me，R3＝COOMe，R4＝Bu，R5＝Et，R6＝Bu；

If：R1＝R2＝Ph，R3＝COOMe，R4＝Bu，R5＝Et，R6＝Bu。

附圖說明

圖1為本發明鐵電存儲器的鐵電薄膜電容的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更清楚的理解本發明的技術方案，下面結合附圖描述其具體實施方式。

鐵電存儲器的鐵電薄膜電容，硅基底層1，它還包括上電極層2、上電極緩沖層3、鐵電薄膜層4、下電極緩沖層5、下電極層6、粘結層7和阻擋層8。

本發明在鉛鋯鈦(PZT)材料中摻入有機材料，發明的圖示的結構為一般鐵電存儲器的鐵電薄膜電容結構的剖面圖。

多取代基的硅雜環己二烯摻雜到鉛鋯鈦薄膜層中，形成鐵電薄膜層4，作為多取代基的硅雜環己二烯。

多種取代基的硅雜環己二烯：