KR101787298B1 - 강유전성 메모리 셀 형성 방법들 및 관련 반도체 디바이스 구조들 - Google Patents
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Abstract
강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. 방법은 원하는 주 결정학상 방위를 보이는 전극 재료를 형성하는 단계를 포함한다. 하프늄 계 재료는 전극 재료 위에 형성되며 하프늄 계 재료는 원하는 결정학상 방위를 가진 강유전성 재료의 형성을 유도하기 위해 결정화된다. 강유전성 재료를 포함한 반도체 디바이스 구조들인 것처럼, 부가적인 방법들이 또한 설명된다.
Description
우선권 주장
본 출원은, "강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법들 및 관련된 반도체 디바이스 구조들"에 대한, 2013년 9월 13일에 출원된, 미국 특허 출원 일련 번호 제14/026,883호의 출원일에 대한 이득을 주장한다.
기술 분야
본 개시의 실시예들은 반도체 디바이스 설계 및 제작의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 개시의 실시예들은 전극 재료상에 강유전성(FE) 재료를 포함한 FE 메모리 셀을 형성하는 방법들, 및 관련된 반도체 디바이스 구조들에 관한 것이다.
티탄산 지르콘산 연(PZT)은 FE 랜덤 액세스 메모리(FERAM)와 같은, 비-휘발성 데이터 저장 장치에서의 사용을 위한 FE 재료로서 조사되어 왔다. 그러나, PZT는 종래의 반도체 프로세싱 기술들과 호환 가능하지 않고 PZT가 보다 낮은 두께들에서 그것의 FE 속성들을 잃기 때문에 확장 가능하지 않으며, 그러므로 통합 이슈들을 가진다.
하프늄 실리케이트(HfSiOx)는 하이-k 유전 재료이며 PZT를 위한 교체 강유전성 재료로서 조사되어 왔다. 하프늄 실리케이트는 다형이며 단사정, 정방정, 입방체, 또는 사방정계 결정 구조들을 형성할 수 있고, 결정 구조들의 각각은 (111) 또는 (200) 결정학상 방위(crystallographic orientation)들과 같은, 다수의 가능한 결정학상 방위들을 갖는다. 하프늄 실리케이트는 관례적으로 주(dominant) 형성 결정학상 방위인 (111) 결정학상 방위로 형성된다.
티타늄 질화물은 다형성 재료이며 많은 결정 구조들을 형성할 수 있고, 각각의 결정 구조는 (001), (002), (100), (110), (111), 또는 (200) 결정학상 방위들과 같은, 다수의 가능한 결정학상 방위들을 갖는다. 티타늄 질화물은 관례적으로 입방 상에 형성되고 다수의 결정학상 방위들을 가지며, (200) 결정학상 방위는 종종 주 형성 결정학상 방위이다.
강유전성 재료의 원하는 결정학상 방위가 달성될 수 있도록, 하프늄 실리케이트 또는 다른 FE 재료들을 형성하는 개선된 방법들을 갖는 것이 바람직할 것이다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 반도체 디바이스 구조의 부분 단면도이다;
도 2는 스침각 입사 x-선 회절(GIXRD)에 의해 측정된 바와 같이, 원자 층 증착(ALD) 프로세스에 의해 형성된 TiN 및 종래의 순차적 흐름 증착(SFD) 프로세스에 의해 형성된 TiN의 결정학상 방위들을 도시한다;
도 3 및 도 4는 SFD 프로세스에 의해 형성된 TiN의 것에 비교하여 ALD 프로세스에 의해 형성된 TiN의 거칠기를 도시한 현미경 사진들이다;
도 5는 테스트 웨이퍼 및 제어 웨이퍼에 대해, GIXRD에 의해 측정된 바와 같이, 하프늄 실리케이트의 결정학상 방위들을 도시한다;
도 6은 테스트 웨이퍼 및 제어 웨이퍼에 대한 100개 사이클들에서 행해진 PUND(Positive Up Negative Down) 히스테리시스이다; 및
도 7은 테스트 웨이퍼 및 제어 웨이퍼에 대한 사이클 수의 함수로서 중간값 2Pr(E=0에서 양성 및 음성 분극의 크기들의 합인, 잔류 분극)의 플롯이다.
도 2는 스침각 입사 x-선 회절(GIXRD)에 의해 측정된 바와 같이, 원자 층 증착(ALD) 프로세스에 의해 형성된 TiN 및 종래의 순차적 흐름 증착(SFD) 프로세스에 의해 형성된 TiN의 결정학상 방위들을 도시한다;
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도 7은 테스트 웨이퍼 및 제어 웨이퍼에 대한 사이클 수의 함수로서 중간값 2Pr(E=0에서 양성 및 음성 분극의 크기들의 합인, 잔류 분극)의 플롯이다.
강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법들은, 강유전성 재료 및 전극 재료를 포함한 관련된 반도체 디바이스 구조들인 것처럼, 개시된다. 강유전성 재료는 원하는 결정학상 방위들에서 결정화될 수 있다. 강유전성 재료의 원하는 결정학상 방위는 원하는 결정학상 방위에서 전극 재료를 형성하고, 전극 재료 위에 하프늄-계 재료를 형성하며, 강유전성 재료를 생성하기 위해 하프늄-계 재료를 결정화함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 전극 재료는 강유전성 재료의 원하는 결정학상 방위의 형성을 유도하기 위해 템플릿으로서 기능할 수 있다.
다음의 설명은 개시의 실시예들의 철저한 설명을 제공하기 위해 재료 유형들, 재료 두께들, 및 프로세싱 조건들과 같은, 특정 세부사항들을 제공한다. 그러나, 이 기술분야의 숙련자는 본 개시의 실시예들이 이들 특정 세부사항들을 이용하지 않고 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 실제로, 본 개시의 실시예들은 산업에 이용된 종래의 제작 기술들과 함께 실시될 수 있다. 또한, 여기에서 제공된 설명은 반도체 디바이스 구조를 형성하기 위한 완전한 프로세스 흐름을 형성하지 않으며, 이하에 설명된 반도체 디바이스 구조들의 각각은 완전한 반도체 디바이스를 형성하지 않는다. 단지 본 개시의 실시예들을 이해하기 위해 필요한 이들 프로세스 동작들 및 구조들만이 이하에서 상세히 설명된다. 완전한 반도체 디바이스를 형성하기 위한 부가적인 동작들은 종래의 제작 기술들에 의해 수행될 수 있다. 또한, 본 출원을 동반한 임의의 도면들은 단지 예시적인 목적들을 위한 것이며, 따라서 일정한 비율로 그려지지 않는다는 것을 주의하자. 부가적으로, 도면들 사이에 공통적인 요소들은 동일한 수치 지정을 유지할 수 있다.
본 출원에서 사용된, 단수 형태들("a", "an", 및 "the")은, 문맥이 달리 명확하게 표시하지 않는다면, 또한 복수 형태들을 포함하도록 의도된다.
본 출원에서 사용된, "제 1", "제 2", "최상부", "최하부", "상부", "하부", "위", "아래" 등과 같은, 관계 용어들은 개시 및 첨부한 도면들을 이해할 때 명료함 및 편리함을 위해 사용되며 문맥이 달리 명확하게 표시하는 경우를 제외하고, 임의의 특정 선호, 배향, 또는 순서를 함축하거나 또는 그것에 의존하지 않는다.
본 출원에서 사용된, 용어("기판")는 반도체 디바이스 구조 내에서의 것들과 같은 구성요소들이 형성되는 기초 재료 또는 구성을 의미하며 이를 포함한다. 기판은 반도체 기판, 지지 구조상에서의 베이스 반도체 재료, 금속 전극, 또는 하나 이상의 재료들, 구조들, 또는 그것 상에 형성된 영역들을 가진 반도체 기판일 수 있다. 기판은 반도체 재료를 포함한 종래의 실리콘 기판 또는 다른 벌크 기판일 수 있다. 본 출원에서 사용된, 용어("벌크 기판")은 그 중에서도, 실리콘 웨이퍼들뿐만 아니라, 실리콘-온-사파이어("SOS") 기판들 또는 실리콘-온-글래스("SOG") 기판들과 같은 절연체-상-실리콘("SOI") 기판들, 베이스 반도체 기초 상에서의 실리콘의 에피택셜 층들, 또는 실리콘-게르마늄(Si1 - xGex, 여기에서 x는 예를 들면, 0.2 및 0.8 사이에서의 몰분율이다), 게르마늄(Ge), 갈륨 비소(GaAs), 갈륨 질화물(GaN), 또는 인화 인듐(InP)과 같은 다른 반도체 또는 광전자 재료들을 또한 의미하며 이를 포함한다. 더욱이, 참조가 다음의 설명에서 "기판"에 대해 이루어질 때, 이전 프로세스 스테이지들은 베이스 반도체 구조 또는 기초에서 또는 그것 상에서 재료들, 영역들, 또는 접합들을 형성하기 위해 이용되어 왔을 수 있다.
본 출원에서 사용된, 용어("강유전성")는 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 의미하며 이를 포함한다.
본 출원에서 사용된, 재료의 결정학상 방위와 관련한 용어("주(dominant)")는 임의의 다른 결정학상 방위보다 비교적 더 큰 양으로 특정된 결정학상 방위를 보이는 재료를 의미하며 이를 포함한다. 비-제한적인 예로서, "주 (111) 결정학상 방위"은 재료가 임의의 다른 결정학상 방위보다 더 많은 양으로 (111) 결정학상 방위를 보인다는 것을 의미한다.
본 출원에서 사용된, 용어("하프늄 실리케이트")는 하프늄, 실리콘, 및 산소 원자들을 포함한 재료를 의미하며 이를 포함한다. 편리함을 위해, 재료의 조성은 "HfSiOx"로 축약되며, 이것은 하프늄, 실리콘, 및 산소 원자들의 화학량론을 표시하지 않는다.
본 출원에서 사용된, 용어("알루미늄산 하프늄")은 하프늄, 알루미늄, 및 산소 원자들을 포함한 재료를 의미하며 이를 포함한다. 편리함을 위해, 재료의 조성은 "HfAlOx"로 축약될 수 있으며, 이것은 하프늄, 알루미늄, 및 산소 원자들의 화학량론을 표시하지 않는다.
본 출원에서 사용된, 용어("지르콘산 하프늄")는 하프늄, 지르코늄, 및 산소 원자들을 포함한 재료를 의미하며 이를 포함한다. 편리함을 위해, 재료의 조성은 "HfZrOx"으로 축약될 수 있으며, 이것은 하프늄, 지르코늄, 및 산소 원자들의 화학량론을 표시하지 않는다.
본 출원에서 사용된, 용어("스트론튬-도핑 하프늄 산화물")는 하프늄, 스트론튬, 및 산소 원자들을 포함한 재료를 의미하며 이를 포함한다. 편리함을 위해, 재료의 조성은 "HfSrOx"으로 축약될 수 있으며, 이것은 하프늄, 스트론튬, 및 산소 원자들의 화학량론을 표시하지 않는다.
본 출원에서 사용된, 용어("마그네슘-도핑 하프늄 산화물")는 하프늄, 마그네슘, 및 산소 원자들을 포함한 재료를 의미하며 이를 포함한다. 편리함을 위해, 재료의 조성은 "HfMgOx"으로 축약될 수 있으며, 이것은 하프늄, 마그네슘, 및 산소 원자들의 화학량론을 표시하지 않는다.
본 출원에서 사용된, 용어("가돌리늄-도핑 하프늄 산화물")는 하프늄, 가돌리늄, 및 산소 원자들을 포함한 재료를 의미하며 이를 포함한다. 편리함을 위해, 재료의 조성은 "HfGdOx"으로 축약될 수 있으며, 이것은 하프늄, 가돌리늄, 및 산소 원자들의 화학량론을 표시하지 않는다.
본 출원에서 사용된, 용어("이트륨-도핑 하프늄 산화물")는 하프늄, 이트륨, 및 산소 원자들을 포함한 재료를 의미하며 이를 포함한다. 편리함을 위해, 재료의 조성은 "HfYOx"으로 축약될 수 있으며, 이것은 하프늄, 이트륨, 및 산소 원자들의 화학량론을 표시하지 않는다.
도 1은 기판(102), 기판(102) 위의 전극(104), 전극(104) 위의 FE 재료(106), FE 재료(106) 위의 또 다른 전극(108), 및 또 다른 전극(108) 위의 금속 실리사이드 재료(110)를 가진 반도체 디바이스 구조(100)를 예시한다. 전극(104)은 주 (111) 결정학상 방위와 같은, 원하는 주 결정학상 방위를 가진, 티타늄 질화물과 같은, 결정성 재료로부터 형성될 수 있다. 따라서, 전극 재료가 티타늄 질화물이면, 전극 재료는 티타늄 질화물의 다른 결정학상 방위들, 즉 (001), (002), (100), (110), (200), (311), (331), (420), (422), 또는 (511) 결정학상 방위들보다 많은 양의 (111) 결정학상 방위의 티타늄 질화물을 포함할 수 있다. 여기에서의 예들은 전극(104)이 TiN으로 형성된다고 설명하고 있지만, 전극(104)의 재료가 FE 재료(106)의 원하는 결정학상 방위를 생성하도록 구성되는 원하는 결정학상 방위를 갖는 한 다른 재료들이 사용될 수 있다.
반도체 디바이스 구조(100)는 FERAM의 메모리 셀로서 구성될 수 있다. 메모리 셀들은 예를 들면, 1 트랜지스터/1 커패시터(1T/1C) 구성으로 배열될 수 있다. 그러나, 메모리 셀들의 다른 구성들이 또한 사용될 수 있다. 도 1의 반도체 디바이스 구조(100)를 포함한 완전한 FERAM을 형성하기 위한 부가적인 동작들은 종래의 제작 기술들에 의해 수행될 수 있으며, 이것은 여기에서 상세히 설명되지 않는다.
FE 재료(106)는 도펀트를 포함하는, 하프늄-계 재료와 같은, 금속 산화물 재료일 수 있다. 하프늄-계 재료는 FE 재료(106)를 형성하기 위해 결정화된다. 단순함 및 편리함을 위해, 용어("하프늄-계 재료")는 여기에서 재료가 결정화되기 전에 재료를 나타내기 위해 사용되며 용어("FE 재료")는 재료가 결정화된 후 재료를 나타내기 위해 사용된다. FE 재료(106)는 도펀트가 통합되는 하프늄 산화물일 수 있다. 도펀트는 실리콘, 알루미늄, 지르코늄, 마그네슘, 스트론튬, 가돌리늄, 이트륨, 다른 희토류 원소들, 또는 그것의 조합들과 같은 원소일 수 있다. 강유전성 재료들의 예들은, 이에 제한되지 않지만, 하프늄 실리케이트(HfSiOx), 알루미늄산 하프늄(HfAlOx), 지르콘산 하프늄(HfZrOx), 스트론튬-도핑 하프늄 산화물(HfSrOx), 마그네슘-도핑 하프늄 산화물(HfMgOx), 가돌리늄-도핑 하프늄 산화물(HfGdOx), 이트륨-도핑 하프늄 산화물(HfYOx), 또는 조합들을 포함한다. 하프늄 산화물이 강유전성 속성들을 보이지 않지만, 결정 형태에서 및 상기-언급된 도펀트들 중 하나를 포함한 하프늄 산화물은 강유전성일 수 있다. 결정성 형태에서 및 정확한 조성에서 상기-언급된 도펀트들 중 하나를 포함한 하프늄 산화물은 강유전성이다. FE 재료(106)는 0.1 mol%에서 약 70 mol%까지의 도펀트를 포함할 수 있다. FE 재료(106)가 HfSiOx이면, FE 재료(106)는 약 4.4 mol%에서 약 5.6 mol%까지의 실리콘과 같은, 약 4 mol%에서 약 6 mol%까지의 실리콘을 포함한 하프늄 산화물일 수 있다. 일 실시예에서, HfSiOx 재료는 4.7 mol% 실리콘을 포함한다. FE 재료(106)가 HfAlOx이면, FE 재료(106)는 약 5 mol%에서 약 7 mol%까지의 알루미늄을 포함한 하프늄 산화물일 수 있다. FE 재료(106)가 HfYOx이면, FE 재료(106)는 약 2.5 mol%에서 약 5.5 mol%까지의 이트륨을 포함한 하프늄 산화물일 수 있다. FE 재료(106)가 HfZrOx이면, FE 재료(106)는 약 40 mol%에서 약 70 mol%까지의 지르코늄을 포함한 하프늄 산화물일 수 있다. 반도체 디바이스 구조(100)의 FE 재료(106)는 결정질 상태에 있으며 원하는 결정학상 방위를 가질 수 있다.
또 다른 전극(108)은 결정질 상태에서 티타늄 질화물(TiN)로 형성될 수 있다. 또 다른 전극(108)의 재료는 특정 결정학상 방위에 제한되지 않으며, 따라서 (001), (002), (100), (110), (111), 또는 (200) 결정학상 방위, 또는 그것의 조합에서 결정성 TiN으로부터 형성될 수 있다. 또 다른 전극(108)은 전극(104)과 동일한 또는 상이한 주 결정학상 방위를 갖는 티타늄 질화물로 형성될 수 있다. 여기에서의 예들은 또 다른 전극(108)이 TiN으로 형성된다고 설명하고 있지만, 다른 종래의 재료들이 사용될 수 있다.
금속 실리사이드 재료(110)는 텅스텐 실리사이드(WSix) 또는 다른 금속 실리사이드일 수 있다. 금속 실리사이드 재료(110)는 또 다른 전극(108) 및 FE 재료(106) 위에 배치될 수 있다. 금속 실리사이드 재료(110)는 반도체 디바이스 구조(100)의 제작 동안 또 다른 전극(108)의, 산화와 같은, 열화를 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 전극(104)은 주 (111) 결정학상 방위에서의 TiN으로 형성되고, FE 재료(106)는 주 (200) 결정학상 방위에서의 하프늄 실리케이트이고, 또 다른 전극 재료(106)는 TiN으로부터 형성되며, 금속 실리사이드 재료(110)는 텅스텐 실리사이드이다.
따라서, 본 개시는 기판 위에 주 (111) 결정학상 방위에서의 티타늄 질화물을 포함한 전극을 포함하는 FE 메모리 셀을 설명한다. 강유전성 재료는 전극 위에 있으며 또 다른 전극 재료는 강유전성 재료 위에 있다.
반도체 디바이스 구조(100)를 형성하기 위해, 원하는 주 결정학상 방위를 보이는 전극(104)이 전극 재료 및 형성 조건들을 적절히 선택함으로써 기판(102) 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 전극(104)은 기판(102) 위에 (111) 결정학상 방위 티타늄 질화물을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 전극(104)의 (111) 결정학상 방위 티타늄 질화물은, 유기금속 ALD 전구체를 사용하여, ALD에 의해 티타늄 질화물을 증착시킴으로써 형성된다. 유기금속 ALD 전구체는, 이에 제한되지 않지만, 테트라키스-디메틸아미노 티타늄(TDMAT)을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 유기금속 ALD 전구체들이 사용될 수 있다. TiN을 형성하기 위한 ALD 기술들은 이 기술분야에 알려져 있으며 그러므로, 여기에서 상세히 설명되지 않는다. 유기금속 ALD 전구체는 염소가 없으므로, 결과적인 TiN은 낮은 염소 함량을 가지며, 이것은 차폐를 감소시키며 전극(104)에서 균일한 전기장들을 야기한다. 전극(104)은 범위가 약 20Å에서 약 200Å까지, 약 50Å에서 약 130Å까지, 또는 약 40Å에서 약 70Å까지 이르는 두께에서와 같은, 연속 재료로서 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 전극(104) 두께는 약 60Å이다.
특정 ALD 전구체를 사용하여 TiN으로부터 전극(104)을 형성하는 ALD 방법이 여기에서 설명되지만, 전극(104)을 형성하는 다른 방법들은, 결과적인 전극(104)이 원하는 주 결정학상 방위, 즉 주 (111) 결정학상 방위에서의 TiN을 갖는 한, 사용될 수 있다. 예를 들면, 원하는 주 결정학상 방위를 가진 전극(104)은 대안적으로 TiAlN을 사용하여 티타늄 질화물을 증착시킴으로써 또는 사염화 티타늄(TiCl4) 전구체 및 암모니아(NH3)를 사용하여 티타늄 질화물을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 이들 다른 기술들에 대한 프로세스 조건들은 전극(104)의 TiN이 주 (111) 결정학상 방위에서 형성되도록 선택될 수 있다.
FE 재료(106)의 하프늄-계 재료는 전극(104) 위에 형성될 수 있다. 하프늄-계 재료는 이전에 설명된 바와 같이, 도펀트를 가진 하프늄 산화물 재료를 포함할 수 있다. 하프늄-계 재료는 스퍼터링, ALD, CVD, PECVD, 또는 MOCVD와 같은, 종래의 기술들에 의해 형성될 수 있으며, 이것은 여기에서 상세히 설명되지 않는다. 금속 산화물 재료가 형성된 대로 강유전성이 아니므로, 금속 산화물 재료에서의 도펀트의 몰 농도는 강유전성 속성들을 금속 산화물 재료에 제공하도록 맞춰질 수 있다. 금속 산화물 재료에서의 도펀트의 몰 농도는 사용된 금속 전구체, 산소 전구체, 및 도펀트 전구체의 상대적 비들을 적절히 선택함으로써 및 행해진 사이클들의 수를 변경함으로써 제어될 수 있다. 하프늄-계 재료는, 그것의 처음의, 형성된 대로의 상태에서, 비정질 재료일 수 있다.
또 다른 전극(108)의 전극 재료는 FE 재료(106)의 하프늄-계 재료 위에 형성될 수 있다. 또 다른 전극(108)의 전극 재료는 종래의 기술들에 의해 형성될 수 있으며, 이것은 여기에서 상세히 설명되지 않는다. 또 다른 전극(108)의 전극 재료가 TiN인 일 실시예에서, TiN은 TiCl4 및 NH3을 사용한 종래의 순차적 흐름 증착(SFD) 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 전극(104) 및 또 다른 전극(108) 양쪽 모두가 TiN으로부터 형성되었다면, 또 다른 전극(108)의 TiN은 전극(104)과 동일한, 또는 상이한, 결정학상 방위를 가질 수 있다. 전극(104), FE 재료(106)의 하프늄-계 재료, 및 또 다른 전극(108)은 금속-절연체-금속(MIM) 스택(112)을 형성할 수 있다. 또 다른 전극(108)의 형성 동안, FE 재료(106)의 하프늄-계 재료는 그것의 비정질 상태에서 남아있을 수 있다.
FE 재료(106) 및 또 다른 전극(108)의 하프늄-계 재료를 형성한 후, MIM 스택(112)은 그것의 원하는 결정학상 방위으로 하프늄-계 재료를 결정화하기 위해 어닐링 프로세스의 대상이 될 수 있다. 어닐링 조건들은 하프늄-계 재료의 조성 및 전극들(104, 108)의 두께에 기초하여 결정될 수 있다. 하프늄-계 재료의 결정화 온도는 하프늄-계 재료에 존재하는 도펀트의 양의 함수일 수 있다. 비교적 더 높은 도펀트 농도들에서, 하프늄-계 재료의 결정화 온도는 보다 낮은 양의 도펀트를 가진 하프늄-계 재료의 결정화 온도보다 높을 수 있다. 하프늄-계 재료의 결정화 온도는 범위가 약 800℃에서 약 1000℃까지에 이를 수 있다. 원하는 주 결정학상 방위를 가진 전극(104)을 적절히 형성하고 어닐링을 따름으로써, 하프늄-계 재료는 그것의 원하는 결정학상 방위으로 결정화할 수 있다. 예로서, 어닐링에 이어, 전극(104)이 (111) 결정학상 방위 TiN으로부터 형성되며 FE 재료(106)의 하프늄-계 재료가 4.7 mol% 실리콘을 가진 하프늄 실리케이트로부터 형성된다면, FE 재료(106)는 주 (200) 결정학상 방위를 가진 사방정계 결정 구조를 가진다. 전극(104)의 (111) 결정학상 방위 티타늄 질화물은 FE 재료(106)로서 사용된 하프늄 실리케이트의 주 (200) 결정학상 방위를 형성하기 위한 템플릿으로서 기능하는 평활한 표면을 제공할 수 있다. 어닐링 프로세스에 이어, 하프늄 실리케이트가 아닌 재료가 FE 재료(106)의 하프늄-계 재료로서 사용된다면, FE 재료(106)는 사방정계 결정 구조를 가질 수 있다. 그러나, FE 재료(106)의 결과적인 주 결정학상 방위는 사용된 하프늄-계 재료에 의존하여, (200) 결정학상 방위가 아닌 결정학상 방위일 수 있다.
본 개시의 반도체 디바이스 구조(100)를 포함한 FERAM을 형성하기 위한 부가적인 프로세스 동작들은 종래의 제작 기술들에 의해 수행될 수 있으며, 이것은 여기에서 상세히 설명되지 않는다.
따라서, 본 개시는 또한 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법을 포함한다. 방법은 원하는 주 결정학상 방위를 보이는 전극 재료를 형성하는 단계를 포함한다. 하프늄-계 재료는 전극 재료 위에 형성되며 하프늄-계 재료는 원하는 결정학상 방위를 가진 강유전성 재료의 형성을 유도하기 위해 결정화된다.
본 개시는 강유전성 메모리 셀을 형성하는 또 다른 방법을 포함한다. 방법은 주 (111) 결정학상 방위에서 티타늄 질화물을 포함한 전극 재료를 형성하는 단계를 포함한다. 비정질 하프늄 실리케이트 재료는 전극 재료 위에 형성된다. 또 다른 전극 재료는 비정질 하프늄 실리케이트 재료 위에 형성되며 비정질 하프늄 실리케이트 재료는 주 (200) 결정학상 방위의 형성을 유도하기 위해 결정화된다.
사용 및 동작 동안, 본 개시의 반도체 디바이스 구조(100)는 개선된 셀 성능을 보일 수 있다. FE 재료(106)가 원하는 주 결정학상 방위를 가진 전극(104) 상에서 원하는 결정학상 방위를 갖는 반도체 디바이스 구조(100)는 개선된 사이클링, 개선된 데이터 보유, 보다 낮은 강유전성 보자력(Ec), 및 보다 낮은 전기장 포화와 같은, 본질적으로 개선된 강유전성 속성들을 보였다.
임의의 이론에 의해 구속되지 않고, 원하는 주 결정학상 방위를 가진 전극(104)을 형성함으로써, 강유전성 재료(106)의 하프늄-계 재료의 원하는 결정학상 방위가 형성될 수 있다는 것이 믿어지고 있다. 원하는 결정학상 방위를 가진 강유전성 재료(106)를 형성함으로써, 강유전성 재료(106)의 쌍극자 메커니즘은 전극들(104, 108)에 수직으로 배향될 수 있다. 예를 들면, TiN의 주 (111) 결정학상 방위는 TiN의 임의의 다른 결정학상 방위보다 더 평활한 것으로 믿어지고 있다. TiN의 주 (111) 결정학상 방위는 HfSiOx와 같은, 강유전성 재료의 하프늄-계 재료의 (200) 결정학상 방위가 형성될 수 있는 평활한 템플릿으로서 기능하는 것으로 믿어지고 있다. 주 (111) 결정학상 방위의 TiN으로 형성된 전극(104) 및 (200) 결정학상 방위에서의 HfSiOx로 형성된 FE 재료(106)를 가진 FERAM 셀에서, 강유전성 재료(106)의 쌍극자는 전극들(104, 108)에 수직으로 배향된다. 따라서, FERAM 셀은 쉽게 분극되며 그것의 c 축을 따라 동작될 수 있다.
다음의 예들은 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명하도록 작용한다. 이들 예들은 본 개시의 범위에 대해 철저하거나 또는 배타적인 것으로 해석되지 않을 것이다.
예들
예 1
티타늄 질화물의 150Å 층은 TiCl4 및 NH3를 사용한 종래의 순차적 흐름 증착(SFD)에 의해 형성되었다. 티타늄 질화물의 또 다른 150Å 층은 ALD 전구체로서 TDMAT를 사용하여 ALD 프로세스에 의해 형성되었다. TiN 재료들의 결정 구조들 및 결정학상 방위는 스침각 입사 x-선 회절(GIXRD) 분석에 의해 결정되었다. 양쪽 TiN 재료들 모두의 결정 구조들은 다결정성 입방체였다. 그러나, 양쪽 재료들 모두는 상이한 결정학상 방위들을 가졌다. 도 2에 도시된 바와 같이, ALD 프로세스에 의해 형성된 TiN은 (200) 및 (220) 결정학상 방위들에서 보다 작은 피크들을 가진 주 (111) 결정학상 방위를 가진 반면, SFD 프로세스에 의해 형성된 TiN은 (111) 및 (220) 결정학상 방위들에서 작은 피크들을 가진 주 (200) 결정학상 방위를 가졌다. SFD 프로세스에 의해 형성된 TiN에서, (200) 결정학상 방위는 기판의 표면에 평행하거나 또는 준-평행한 반면, ALD 프로세스에 의해 형성된 TiN에서, (111) 결정학상 방위는 기판의 표면에 평행하거나 또는 준-평행하였다.
두 개의 티타늄 질화물 재료들의 거칠기가 또한 상이하였다. 재료들의 거칠기는 종래의 원자력 현미경(AFM) 기술들에 의해 측정되었다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, ALD 프로세스에 의해 형성된 TiN은 SFD 프로세스에 의해 형성된 TiN보다 상당히 더 평활하였다. ALD 프로세스에 의해 형성된 TiN은 4.0A의 평균 제곱근(RMS) 거칠기를 가졌던 반면 SFD 프로세스에 의해 형성된 TiN은 11.1A의 RMS를 가졌다.
예 2
상이한 기술들에 의해 형성된 TiN 재료들을 포함한 테스트 웨이퍼들이 준비되었다. 제어 웨이퍼는 폴리실리콘 기판, 기판 위의 50Å TiN 재료(하부 전극), 하부 전극의 TiN 재료 위의 100Å HfSiOx 재료, HfSiOx 재료 위의 100Å TiN 재료(상부 전극), 및 상부 전극의 TiN 재료 위의 600Å WSiX를 포함하였다. 하부 전극의 TiN은 주 (200) 결정학상 방위를 가졌다. HfSiOx 재료는 4.7 mol% 실리콘을 포함하였다. 하부 및 상부 전극들의 TiN은 TiCl4 및 NH3을 사용한 종래의 순차적 흐름 증착(SFD) 프로세스에 의해 형성되었다. 제어 웨이퍼는 여기에서 및 도면들에서 웨이퍼(5)로서 나타내어진다.
샘플 웨이퍼들에서, 하부 전극의 TiN 재료는 ALD 전구체로서 TDMAT를 사용하여 ALD 프로세스에 의해 60Å 또는 125Å로 형성되었다. 하부 전극의 125Å TiN 재료를 가진 샘플 웨이퍼는 여기에서 및 도면들에서 웨이퍼(5)로서 불리우며 하부 전극의 60Å TiN 재료는 여기에서 및 도면들에서 웨이퍼(18)로서 불리운다. 하부 전극의 TiN은 주 (111) 결정학상 방위를 가졌다. 샘플 웨이퍼들은 폴리실리콘 기판, 하부 전극의 TiN 재료 위의 100Å HfSiOx 재료(4.7 mol% 실리콘을 포함한), HfSiOx 재료 위의 100Å TiN 재료(상부 전극), 및 상부 전극의 TiN 재료 위의 600Å WSiX를 포함하였다. 상부 전극의 100Å TiN 재료는 종래의 SFD 프로세스에 의해 형성되었다.
상기 설명된 바와 같이 재료의 스택(112)을 포함한 제어 및 샘플 웨이퍼들은 1000℃에서의 어닐링의 대상이 되었다. 어닐링에 이어서, ALD 프로세스에 의해 형성된 TiN 재료 위의 HfSiOx 재료(웨이퍼(18))는 도 5에 도시된 바와 같이, 사방정계 결정 구조 및 주 (200) 결정학상 방위를 보였다. 반대로, SFD 프로세스에 의해 형성된 TiN 재료 위의 HfSiOx 재료(웨이퍼(5))는 주 (111) 결정학상 방위를 보였다.
제어 및 샘플 웨이퍼들의 성능이 또한 결정되었다. 데이터 보유 특성들은 100개의 사이클들에서 종래의 PUND(Positive Up Negative Down) 펄스 기술에 의해 평가되었다. 도 6에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(18)는 제어 웨이퍼(웨이퍼(5))의 Ec(2.8V)에 비교하여, 1.6V의 보다 낮은 강유전성 보자력(Ec)을 가졌다. 보다 낮은 Ec는 웨이퍼(18)를 포함한 디바이스를 동작시키기 위해 요구된 전압이 웨이퍼(5)에 대한 것보다 작을 것임을 의미하며, 웨이퍼(18)를 포함한 디바이스는 웨이퍼(5)보다 낮은 전압에서 동작될 수 있다. 따라서, 웨이퍼(18)는 보다 낮은 Ec 및 보다 낮은 전기장 포화를 가진 훨씬 더 건강한 강유전성/PUND 히스테리시스 거동을 보여주었다.
도 7은 사이클 수의 함수로서 중간값 2Pr의 플롯이며, 여기에서 스테이지 1은 초기 폴링 상태이고, 스테이지 2는 수명 상태이며, 스테이지 3은 열화 상태이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(18)는 웨이퍼(5)(제어 웨이퍼)에 비교하여 열화 전에 연장된 사이클링을 보였다. 웨이퍼(5)는 약 1×105 사이클들에서 분극 피로(polarization fatigue)를 보였지만 웨이퍼(18)가 열화 발생 시작 전 거의 10의 1.5승배(1.5 orders of magnitude)의 더 큰 개선을 보인다(3×106 사이클들). 또한, 웨이퍼(18)는 약 9 uC/sq cm의 평균 2Pr 안정기(plateau)를 갖는 웨이퍼(5)와 비교하여 30% 메모리 윈도우/감지 마진 개선인, 약 12 uC/sq cm의 평균 2Pr 안정기를 가졌다. 웨이퍼(18)는 또한, 스테이지 1 동안 측정된 데이터에 맞는 라인(도시되지 않음)의 보다 낮은 기울기에 의해 증명된 바와 같이, 초기 사이클에서 개선을 보였다. 웨이퍼(18)의 초기 사이클링(즉, 스테이지 1)은 웨이퍼(5)의 것보다 더 안정되었으며, 이것은 웨이퍼(18)의 FE 재료의 쌍극자가 전극들의 쌍극자로 정확히 배향되며 결과적인 디바이스가 빠르게 기록하는 것을 시작할 수 있음을 내포한다. 반대로, 웨이퍼(5)는 스테이지 1에서 라인의 가파른 기울기에 의해 표시되는, 그것의 전극들의 쌍극자와 정확히 동조하기 위해 그것의 FE 재료의 쌍극자에 대한 부가적인 시간을 요구한다. 따라서, 웨이퍼(18)는 열화가 발생하기 전에 개선된 초기 사이클링, 보다 큰 2Pr, 및 개선된 연장된 사이클링을 보였다.
이들 결과들은 웨이퍼(18)(주 (111) 결정학상 방위 TiN 상에서 사방정계 HfSiOx 결정 구조 및 주 (200) 결정학상 방위를 가진)는 제어 웨이퍼에 비교하여, 개선된 2Pr 값들, 개선된 사이클링, 개선된 Ec, 및 보다 낮은 전기장 포화와 같은, 본질적으로 개선된 강유전성 속성들을 가졌음을 보여준다.
개시는 다양한 수정들 및 대안적인 형태들에 영향을 받기 쉽지만, 특정 실시예들은 도면들에서 예로서 도시되었으며 여기에서 상세히 설명되었다. 그러나, 개시는 개시된 특정한 형태들에 제한되도록 의도되지 않는다. 오히려, 개시는 다음의 첨부된 청구항들 및 그것들의 법적 등가물들에 의해 정의된 바와 같이 본 개시의 범위 내에 속하는 모든 수정들, 등가물들, 및 대안들을 커버하기 위한 것이다.
Claims (20)
- 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법에 있어서,
주 (111) 결정학상 방위(dominant (111) crystallographic orientation)에서 티타늄 질화물을 포함하는 전극 재료를 형성하는 단계;
상기 전극 재료 위에 하프늄-계 재료를 형성하는 단계; 및
원하는 결정학상 방위를 가진 강유전성 재료의 형성을 유도하기 위해 상기 하프늄-계 재료를 결정화하는 단계
를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 주 (111) 결정학상 방위에서 티타늄 질화물을 포함하는 전극 재료를 형성하는 단계는 유기금속 전구체를 사용하여 상기 주 (111) 결정학상 방위에서 상기 티타늄 질화물을 형성하는 단계를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 주 (111) 결정학상 방위에서 티타늄 질화물을 포함하는 전극 재료를 형성하는 단계는 원자 층 증착에 의해 상기 주 (111) 결정학상 방위에서 상기 티타늄 질화물을 형성하는 단계를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 주 (111) 결정학상 방위에서 티타늄 질화물을 포함하는 전극 재료를 형성하는 단계는 사염화 티타늄 및 암모니아를 사용하여 상기 주 (111) 결정학상 방위에서 상기 티타늄 질화물을 형성하는 단계를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 하프늄-계 재료를 결정화하는 단계는 상기 주 (111) 결정학상 방위에서 상기 티타늄 질화물 위에 사방정계(orthorhombic) 하프늄 실리케이트를 형성하는 단계를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 하프늄-계 재료를 결정화하는 단계는 상기 주 (111) 결정학상 방위에서 상기 티타늄 질화물 위에 주 (200) 결정학상 방위에서 하프늄 실리케이트를 형성하는 단계를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 전극 재료 위에 하프늄-계 재료를 형성하는 단계는 상기 전극 재료 위에 비정질 하프늄-계 재료를 형성하는 단계를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 전극 재료 위에 하프늄-계 재료를 형성하는 단계는 하프늄 실리케이트, 알루미늄산 하프늄, 지르코늄산 하프늄, 스트론튬-도핑 하프늄 산화물, 마그네슘-도핑 하프늄 산화물, 가돌리늄-도핑 하프늄 산화물, 이트륨-도핑 하프늄 산화물, 또는 그것의 조합들을 상기 전극 재료 위에 형성하는 단계를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 전극 재료 위에 하프늄-계 재료를 형성하는 단계는 상기 전극 재료 위에 비정질 하프늄 실리케이트 재료를 형성하는 단계를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 강유전성 재료 위에 또 다른 전극 재료를 형성하는 단계를 더 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 하프늄-계 재료를 결정화하는 단계는 800℃ 이상의 온도에 상기 하프늄-계 재료를 노출시키는 단계를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법. - 반도체 디바이스 구조에 있어서,
기판 위에 주 (111) 결정학상 방위에서의 티타늄 질화물을 포함한 전극;
상기 전극 위의 강유전성 재료 -상기 강유전성 재료는 사방정계 하프늄 산화물 재료(orthorhombic hafnium oxide material)를 포함함- ; 및
상기 강유전성 재료 위의 또 다른 전극
을 포함하는, 반도체 디바이스 구조. - 청구항 14에 있어서,
상기 강유전성 재료는 하프늄 실리케이트, 알루미늄산 하프늄, 지르코늄산 하프늄, 스트론튬-도핑 하프늄 산화물, 마그네슘-도핑 하프늄 산화물, 가돌리늄-도핑 하프늄 산화물, 이트륨-도핑 하프늄 산화물, 또는 그것의 조합들을 포함하는, 반도체 디바이스 구조. - 청구항 14에 있어서,
상기 강유전성 재료는 4.4 mol%에서 5.6 mol%까지의 실리콘을 포함한 하프늄 실리케이트를 포함하는, 반도체 디바이스 구조. - 청구항 14에 있어서,
상기 강유전성 재료는 결정성, 도핑된 하프늄 산화물 재료를 포함하는, 반도체 디바이스 구조. - 청구항 14에 있어서,
상기 강유전성 재료는 주 (200) 결정학상 방위를 포함한 하프늄 실리케이트를 포함하는, 반도체 디바이스 구조. - 청구항 14에 있어서,
또 다른 전극 위에 금속 실리사이드 재료를 더 포함하는, 반도체 디바이스 구조. - 청구항 1에 있어서, 상기 전극 재료 위에 하프늄-계 재료를 형성하는 단계는 상기 전극 재료 위에 (200) 결정학상 방위에서 상기 하프늄-계 재료를 형성하는 단계를 포함하는, 강유전성 메모리 셀을 형성하는 방법.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11676999B2 (en) | 2019-10-22 | 2023-06-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic devices and methods of manufacturing the same |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9231206B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-01-05 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a ferroelectric memory cell |
| US11052175B2 (en) | 2015-08-19 | 2021-07-06 | Musculoskeletal Transplant Foundation | Cartilage-derived implants and methods of making and using same |
| US9460770B1 (en) * | 2015-09-01 | 2016-10-04 | Micron Technology, Inc. | Methods of operating ferroelectric memory cells, and related ferroelectric memory cells |
| US11120884B2 (en) | 2015-09-30 | 2021-09-14 | Sunrise Memory Corporation | Implementing logic function and generating analog signals using NOR memory strings |
| US10153155B2 (en) | 2015-10-09 | 2018-12-11 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Doped ferroelectric hafnium oxide film devices |
| CN105609503A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-25 | 中国科学院微电子研究所 | 存储单元、存储器件及电子设备 |
| US10249756B2 (en) | 2016-11-29 | 2019-04-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device including memory and logic circuit having FETs with ferroelectric layer and manufacturing methods thereof |
| US10923501B2 (en) | 2017-02-23 | 2021-02-16 | SK Hynix Inc. | Ferroelectric memory device and method of manufacturing the same |
| KR20180097378A (ko) * | 2017-02-23 | 2018-08-31 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 강유전성 메모리 장치 및 그 제조 방법 |
| US9966425B1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-05-08 | United Microelectronics Corp. | Method for fabricating a MIM capacitor |
| US10319426B2 (en) | 2017-05-09 | 2019-06-11 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structures, memory cells and devices comprising ferroelectric materials, systems including same, and related methods |
| JP6887307B2 (ja) * | 2017-05-19 | 2021-06-16 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| CN107134487B (zh) * | 2017-06-06 | 2020-07-14 | 湘潭大学 | 一种基于氧化铪的铁电栅结构及其制备工艺 |
| US20190057860A1 (en) * | 2017-08-18 | 2019-02-21 | Lam Research Corporation | Methods for improving performance in hafnium oxide-based ferroelectric material using plasma and/or thermal treatment |
| JP6597740B2 (ja) * | 2017-08-30 | 2019-10-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
| US11107919B2 (en) * | 2017-08-31 | 2021-08-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device including ferroelectric layer having columnar-shaped crystals |
| US10741678B2 (en) | 2017-10-30 | 2020-08-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| DE102018105953B4 (de) | 2017-10-30 | 2023-09-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. | Halbleiter-bauelement und verfahren zu dessen herstellung |
| US10784362B2 (en) * | 2017-10-30 | 2020-09-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US11121139B2 (en) * | 2017-11-16 | 2021-09-14 | International Business Machines Corporation | Hafnium oxide and zirconium oxide based ferroelectric devices with textured iridium bottom electrodes |
| CN107910441A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-13 | 中国地质大学（武汉） | 200取向TiN电极及其在制备阻变式存储器上的应用 |
| KR20200128449A (ko) | 2018-04-02 | 2020-11-12 | 램 리써치 코포레이션 | 하프늄 옥사이드 기반 강유전체 (ferroelectric) 재료에 대한 캡핑 (capping) 층 |
| TWI838267B (zh) * | 2018-06-21 | 2024-04-01 | 美商應用材料股份有限公司 | 薄膜及沉積薄膜的方法 |
| CN109065712A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-21 | 中国科学院微电子研究所 | 阻变存储器及其制备方法 |
| WO2020024216A1 (zh) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | 中国科学院微电子研究所 | 阻变存储器及其制备方法 |
| JP7061752B2 (ja) * | 2018-08-31 | 2022-05-02 | Tdk株式会社 | 強誘電性薄膜、強誘電性薄膜素子、圧電アクチュエータ、圧電センサ、ヘッドアセンブリ、ヘッドスタックアセンブリ、ハードディスクドライブ、プリンタヘッド、及びインクジェットプリンタ装置 |
| US11349008B2 (en) * | 2018-09-27 | 2022-05-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Negative capacitance transistor having a multilayer ferroelectric structure or a ferroelectric layer with a gradient doping profile |
| KR102246261B1 (ko) * | 2019-02-26 | 2021-04-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 반도체 메모리 소자용 커패시터 및 이의 제조 방법 |
| US11515330B2 (en) * | 2019-05-10 | 2022-11-29 | Yung-Tin Chen | Three-dimensional ferroelectric random-access memory (FeRAM) |
| US10825834B1 (en) | 2019-05-10 | 2020-11-03 | Yung-Tin Chen | Three-dimensional ferroelectric random-access memory (FeRAM) |
| JP2021048214A (ja) | 2019-09-18 | 2021-03-25 | キオクシア株式会社 | 記憶装置 |
| KR20210047591A (ko) * | 2019-10-22 | 2021-04-30 | 삼성전자주식회사 | 유전체 물질층을 포함하는 박막 구조체 및 그 제조 방법, 이를 포함하는 전자소자 |
| CN112928116B (zh) * | 2019-12-06 | 2024-03-22 | 财团法人工业技术研究院 | 铁电记忆体 |
| WO2021127218A1 (en) | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Sunrise Memory Corporation | Process for preparing a channel region of a thin-film transistor |
| KR20220004433A (ko) * | 2020-07-03 | 2022-01-11 | 삼성전자주식회사 | 유전체 물질층을 포함하는 박막 구조체 및 이를 구비하는 전자소자 |
| CN111755447B (zh) * | 2020-07-13 | 2023-05-12 | 湘潭大学 | 一种基于多逻辑态的高密度铁电存储单元及其调控方法 |
| CN112271255B (zh) * | 2020-10-23 | 2023-06-09 | 湘潭大学 | 一种铁电电容器和存储单元及其制备方法 |
| US20220139934A1 (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Ferroelectric Memory Gmbh | Memory cell, capacitive memory structure, and methods thereof |
| WO2022083898A1 (en) * | 2021-03-26 | 2022-04-28 | Ferroelectric Memory Gmbh | Capacitive memory structure, memory cell, electronic device, and methods thereof |
| US12035537B2 (en) * | 2021-05-12 | 2024-07-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Interface film to mitigate size effect of memory device |
| CN113437049B (zh) * | 2021-06-21 | 2022-10-11 | 复旦大学 | 一种铪基铁电存储器及其制备方法 |
| TW202310429A (zh) | 2021-07-16 | 2023-03-01 | 美商日升存儲公司 | 薄膜鐵電電晶體的三維記憶體串陣列 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070080382A1 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-12 | Fujitsu Limited | Semiconductor device |
| US20090057737A1 (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-05 | Qimonda Ag | Integrated circuit with dielectric layer |
| US20120248397A1 (en) * | 2009-10-27 | 2012-10-04 | Canon Anelva Corporation | Nonvolatile storage element and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63301558A (ja) | 1987-01-28 | 1988-12-08 | Toshiba Corp | 半導体集積回路装置 |
| US5087593A (en) * | 1990-12-10 | 1992-02-11 | Ford Motor Company | Preparation of titanium nitride from organometallic precursors |
| US5242860A (en) | 1991-07-24 | 1993-09-07 | Applied Materials, Inc. | Method for the formation of tin barrier layer with preferential (111) crystallographic orientation |
| JP3435966B2 (ja) * | 1996-03-13 | 2003-08-11 | 株式会社日立製作所 | 強誘電体素子とその製造方法 |
| US5767543A (en) * | 1996-09-16 | 1998-06-16 | Motorola, Inc. | Ferroelectric semiconductor device having a layered ferroelectric structure |
| JP3077905B1 (ja) | 1999-07-21 | 2000-08-21 | パラマウントベッド株式会社 | ギャッチ機能を有するベッド |
| JP2001135798A (ja) * | 1999-11-10 | 2001-05-18 | Nec Corp | 強誘電体メモリおよび強誘電体メモリ製造方法 |
| JP4445091B2 (ja) * | 2000-04-07 | 2010-04-07 | 康夫 垂井 | 強誘電体記憶素子 |
| KR100423906B1 (ko) | 2001-08-08 | 2004-03-22 | 삼성전자주식회사 | 강유전성 메모리 장치 및 그 제조방법 |
| US6853535B2 (en) * | 2002-07-03 | 2005-02-08 | Ramtron International Corporation | Method for producing crystallographically textured electrodes for textured PZT capacitors |
| US6728093B2 (en) | 2002-07-03 | 2004-04-27 | Ramtron International Corporation | Method for producing crystallographically textured electrodes for textured PZT capacitors |
| JP4586956B2 (ja) * | 2002-12-24 | 2010-11-24 | セイコーエプソン株式会社 | 電極膜の製造方法 |
| JP4785180B2 (ja) * | 2004-09-10 | 2011-10-05 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 強誘電体メモリ、多値データ記録方法、および多値データ読出し方法 |
| KR100688521B1 (ko) * | 2005-01-18 | 2007-03-02 | 삼성전자주식회사 | 고유전율 절연막을 포함하는 반도체 소자 및 그 제조 방법 |
| KR100718267B1 (ko) * | 2005-03-23 | 2007-05-14 | 삼성전자주식회사 | 강유전체 구조물, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 반도체장치 및 그 제조 방법 |
| US20130043452A1 (en) | 2011-08-15 | 2013-02-21 | Unity Semiconductor Corporation | Structures And Methods For Facilitating Enhanced Cycling Endurance Of Memory Accesses To Re-Writable Non Volatile Two Terminal Memory Elements |
| JP4831562B2 (ja) * | 2005-06-23 | 2011-12-07 | 富士通株式会社 | 強誘電体メモリ装置 |
| JP5010121B2 (ja) | 2005-08-17 | 2012-08-29 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| KR100655139B1 (ko) * | 2005-11-03 | 2006-12-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 캐패시터 제조 방법 |
| JP4600322B2 (ja) | 2006-03-14 | 2010-12-15 | セイコーエプソン株式会社 | 強誘電体メモリ装置の製造方法 |
| JP4605056B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2011-01-05 | セイコーエプソン株式会社 | 強誘電体メモリ装置の製造方法 |
| JP4797717B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2011-10-19 | セイコーエプソン株式会社 | 強誘電体メモリ装置、強誘電体メモリ装置の製造方法 |
| JP4124237B2 (ja) * | 2006-04-17 | 2008-07-23 | セイコーエプソン株式会社 | 強誘電体メモリ装置の製造方法 |
| JP4164700B2 (ja) * | 2006-05-24 | 2008-10-15 | セイコーエプソン株式会社 | 強誘電体メモリおよびその製造方法 |
| US7768050B2 (en) | 2006-07-07 | 2010-08-03 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Ferroelectric thin films |
| JP2008078390A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Fujitsu Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP4320679B2 (ja) | 2007-02-19 | 2009-08-26 | セイコーエプソン株式会社 | 強誘電体メモリ装置の製造方法 |
| KR101086789B1 (ko) * | 2007-03-20 | 2011-11-25 | 후지쯔 세미컨덕터 가부시키가이샤 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| US7960216B2 (en) * | 2008-05-10 | 2011-06-14 | Intermolecular, Inc. | Confinement techniques for non-volatile resistive-switching memories |
| US8304823B2 (en) | 2008-04-21 | 2012-11-06 | Namlab Ggmbh | Integrated circuit including a ferroelectric memory cell and method of manufacturing the same |
| JP4647682B2 (ja) * | 2008-11-12 | 2011-03-09 | パナソニック株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP5509419B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2014-06-04 | 株式会社ユーテック | 強誘電体膜、電子部品及び強誘電体膜の製造方法 |
| CN101789260B (zh) * | 2010-01-19 | 2013-03-20 | 湘潭大学 | 一种铁电存储器用外延应变铁电薄膜及调控其应变的方法 |
| TW201128767A (en) | 2010-02-09 | 2011-08-16 | Univ Ming Chi Technology | Ferroelectric memory having thermal oxide layer and manufacturing method thereof |
| KR101647384B1 (ko) * | 2010-03-16 | 2016-08-24 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 |
| KR101492139B1 (ko) * | 2010-12-01 | 2015-02-10 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법 |
| JP5613910B2 (ja) * | 2011-05-17 | 2014-10-29 | 三菱マテリアル株式会社 | Ｐｚｔ強誘電体薄膜の製造方法 |
| JP2013026554A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Elpida Memory Inc | 半導体装置の製造方法 |
| JP5788274B2 (ja) * | 2011-09-14 | 2015-09-30 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 抵抗変化型不揮発記憶装置、半導体装置及び抵抗変化型不揮発記憶装置の製造方法 |
| JP2014053568A (ja) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Toshiba Corp | 強誘電体メモリ及びその製造方法 |
| US9053802B2 (en) * | 2013-06-04 | 2015-06-09 | Namlab Ggmbh | Ferroelectric memory cell for an integrated circuit |
| JP6121819B2 (ja) | 2013-07-04 | 2017-04-26 | 株式会社東芝 | 半導体装置および誘電体膜 |
| US9231206B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-01-05 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a ferroelectric memory cell |
-
2013
- 2013-09-13 US US14/026,883 patent/US9231206B2/en active Active
-
2014
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-
2015
- 2015-11-09 US US14/936,013 patent/US9698343B2/en active Active
-
2017
- 2017-03-15 US US15/459,136 patent/US10062703B2/en active Active
-
2018
- 2018-08-09 US US16/059,672 patent/US10403630B2/en active Active
-
2019
- 2019-08-26 US US16/550,983 patent/US11043502B2/en active Active
-
2021
- 2021-06-14 US US17/347,412 patent/US20210313339A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070080382A1 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-12 | Fujitsu Limited | Semiconductor device |
| US20090057737A1 (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-05 | Qimonda Ag | Integrated circuit with dielectric layer |
| US20120248397A1 (en) * | 2009-10-27 | 2012-10-04 | Canon Anelva Corporation | Nonvolatile storage element and manufacturing method thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11676999B2 (en) | 2019-10-22 | 2023-06-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic devices and methods of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US20210313339A1 (en) | 2021-10-07 |
| KR20160041985A (ko) | 2016-04-18 |
| US20160064655A1 (en) | 2016-03-03 |
| CN105556658B (zh) | 2018-12-14 |
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| US9698343B2 (en) | 2017-07-04 |
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