[發明專利]鐵電組合件及形成鐵電組合件的方法

在審

• 申請號: 201880081034.4
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN111492479A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 艾伯特·廖;曼札拉·西迪克
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L27/11502
• 分類號: H01L27/11502;H01L27/11585;H01L49/02;H01L29/66
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王龍

一些實施例包含鐵電組合件。一些實施例包含一種電容器，所述電容器在第一電極與第二電極之間具有鐵電絕緣材料。所述電容器還在所述第二電極與所述鐵電絕緣材料之間具有金屬氧化物。所述金屬氧化物具有小于或等于約的厚度。一些實施例包含一種形成組合件的方法。在含半導體基底上方形成第一電容器電極。在所述第一電極上方形成鐵電絕緣材料。在所述鐵電絕緣材料上方形成含金屬材料。氧化所述含金屬材料以由所述含金屬材料形成金屬氧化物。在所述金屬氧化物上方形成第二電極。

技術領域

本發明涉及鐵電組合件及形成鐵電組合件的方法。在一些應用中，本發明涉及鐵電電容器及形成鐵電電容器的方法。

背景技術

電容器是可在集成電路中使用的電子組件。電容器具有通過電絕緣材料分離的兩個電導體。作為電場的能量可靜電地存儲在此材料內。

鐵電電容器具有鐵電材料作為絕緣材料的至少一部分。鐵電材料的特征在于具有兩種穩定極化狀態。鐵電材料的極化狀態可通過施加合適編程電壓來改變，且在移除所述編程電壓之后(至少在一段時間內)保持不變。

在一些應用中，電容器可用于存儲器/存儲裝置中。例如，鐵電電容器可并入到鐵電隨機存取存儲器(FeRAM)中。

FeRAM可具有許多吸引人的特征，包含非易失性、低功耗、高速操作等。然而，在制造包括FeRAM的高度集成存儲器時遇到困難。期望開發適用于FeRAM的新電容器及制造FeRAM的新方法。

除電容器之外，鐵電材料還可用于其它組合件中。例如，鐵電材料可用于鐵電場效應晶體管(FeFET)及鐵電隧道結(FTJ)裝置中。期望開發出可跨廣泛范圍的鐵電組合件利用的改進裝置；包含例如鐵電電容器、FeFET及FTJ裝置。

附圖說明

圖1到5是在用于制造鐵電裝置的實例方法的實例過程階段的構造的示意性橫截面圖。

圖6是包括實例鐵電裝置的構造的示意性橫截面圖。

圖7是包括實例鐵電裝置的構造的示意性橫截面圖。

圖8是包括鐵電裝置的實例存儲器陣列的示意圖。

圖9是包括鐵電電容器的實例存儲器單元的示意圖。

圖10是包括實例鐵電裝置的構造的示意性橫截面圖。

具體實施方式

一些方面包含認識到常規鐵電電容器的問題是：在鐵電材料內，且特別是沿著鐵電材料與跨鐵電材料形成的上電極之間的界面，可能存在氧空位。氧空位可能不利地影響鐵電電容器的性能，且在一些應用中可能不利地影響利用鐵電電容器的存儲器/存儲裝置(例如，FeRAM)的性能。一些實施例包含形成鐵電電容器的方法，其中跨鐵電材料提供且隨后氧化反應性金屬，其中此氧化包含使氧流入下伏鐵電材料以減少在鐵電材料內(或至少在鐵電材料的上區內)的氧空位數。接著可跨經氧化反應性金屬形成上電極，且鐵電材料可保持與沿著鄰近上電極的界面具有相對少氧空位的鐵電材料相關聯的所要操作特性。保留在最終電容器構造中的經氧化金屬可將利用本文中所描述的方法形成的電容器與利用常規方法形成的電容器區分開；且一些實施例包含在上電極的至少一部分與鐵電材料之間具有經氧化金屬的鐵電電容器。氧空位的問題可能在電容器之外的其它鐵電組合件中(例如，在FeFET及FTJ裝置中)發生，且本文中所描述的實施例可能適用于廣泛范圍的鐵電組合件。

參考圖1到10描述實例方法及結構。

圖1到5描述用于制造實例鐵電組合件的實例過程。

參考圖1，構造10包括由基底12支撐的電極14。