[發明專利]鐵電電容器、鐵電場效應晶體管及在形成包含導電材料與鐵電材料的電子組件時使用的方法

在審

• 申請號: 202110941803.7
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN113644194A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: A·A·恰范;D·V·N·拉馬斯瓦米;M·納哈爾
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L49/02
• 分類號: H01L49/02;H01L29/78;H01L27/11507;H01L27/1159
• 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

本申請涉及鐵電電容器、鐵電場效應晶體管及在形成包含導電材料與鐵電材料的電子組件時使用的方法。一種在形成包含導電材料與鐵電材料的電子組件時使用的方法包含在襯底上方形成非鐵電含金屬氧化物的絕緣體材料。在所述襯底上方形成包含至少兩種不同組合物非鐵電金屬氧化物的復合堆疊。所述復合堆疊具有至少1×10²西門子/厘米的總體導電率。使用所述復合堆疊來使所述非鐵電含金屬氧化物的絕緣體材料變為鐵電的。在所述復合堆疊及所述絕緣體材料上方形成導電材料。本發明還揭示獨立于制造方法的鐵電電容器及鐵電場效應晶體管。

分案申請的相關信息

本案是分案申請。本分案的母案是發明名稱為“鐵電電容器、鐵電場效應晶體管及在形成包含導電材料與鐵電材料的電子組件時使用的方法”、申請日為2016年11月21日、申請號為201680070615.9的中國發明專利申請案。

技術領域

本文中所揭示的實施例涉及鐵電電容器、涉及鐵電場效應晶體管及涉及在形成包含導電材料與鐵電材料的電子組件時使用的方法。

背景技術

存儲器是一種類型的集成電路，且在計算機系統中用于存儲數據。可將存儲器制作成一或多個個別存儲器單元陣列。可使用數字線(其也可稱為位線、數據線、感測線或數據/感測線)及存取線(其也可稱為字線)來寫入或讀取存儲器單元。所述數字線可沿著陣列的列以導電方式互連存儲器單元，且所述存取線可沿著陣列的行以導電方式互連存儲器單元。每一存儲器單元可通過數字線與存取線的組合而唯一地尋址。

存儲器單元可是易失性的或非易失性的。非易失性存儲器單元可存儲數據達經延長時間段(包括當計算機關斷時)。易失性存儲器耗散且因此在許多例子中需要每秒多次地經刷新/經重新寫入。不管如何，存儲器單元經配置以將存儲器保持或存儲于至少兩個不同可選擇狀態中。在二進制系統中，將所述狀態視為“0”或“1”。在其它系統中，至少一些個別存儲器單元可經配置以存儲多于兩個信息等級或信息狀態。

電容器是可在存儲器單元中使用的一種類型的電子組件。電容器具有由電絕緣材料分離的兩個電導體。作為電場的能量可以靜電方式存儲于此材料內。一種類型的電容器是具有作為絕緣材料的至少部分的鐵電材料的鐵電電容器。鐵電材料由具有兩個穩定極化狀態表征且借此可包含存儲器單元的可編程材料。鐵電材料的極化狀態可通過施加適合的編程電壓而改變，且在移除編程電壓之后保持(至少達一時間)。每一極化狀態具有與另一極化狀態不同的電荷存儲電容，且理想地所述電荷存儲電容可用于在不反轉極化狀態(直到期望如此反轉為止)的情況下寫入(即，存儲)及讀取存儲器狀態。較不合意的是，在具有鐵電電容器的一些存儲器中，讀取存儲器狀態的動作可反轉極化。因此，在確定極化狀態之后，即刻進行向存儲器單元的重新寫入以在極化狀態的確定之后立即使存儲器單元進入預讀取狀態。不管如何，由于形成電容器的一部分的鐵電材料的雙穩定特性，因此并入有鐵電電容器的存儲器單元理想地是非易失性的。一種類型的存儲器單元具有以串聯方式與鐵電電容器電耦合的選擇裝置。

場效應晶體管是可在存儲器單元中使用的另一類型的電子組件。這些晶體管包含在其之間具有半導電溝道區域的一對導電源極/漏極區域。導電柵極鄰近所述溝道區域且通過薄柵極絕緣體材料與其分離。將適合電壓施加到所述柵極允許電流穿過所述溝道區域從所述源極/漏極區域中的一者流動到另一者。當從所述柵極移除所述電壓時，很大程度上防止電流流動穿過所述溝道區域。場效應晶體管也可包括額外結構，舉例來說，作為柵極構造的一部分的可逆地可編程電荷存儲區域。另外或另一選擇是，可在存儲器單元中使用除場效應晶體管之外的晶體管，舉例來說，雙極晶體管。