RU2649622C1 - Ячейка сегнетоэлектрической памяти - Google Patents
Ячейка сегнетоэлектрической памяти Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649622C1 RU2649622C1 RU2016150882A RU2016150882A RU2649622C1 RU 2649622 C1 RU2649622 C1 RU 2649622C1 RU 2016150882 A RU2016150882 A RU 2016150882A RU 2016150882 A RU2016150882 A RU 2016150882A RU 2649622 C1 RU2649622 C1 RU 2649622C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ferroelectric
- layer
- memory cell
- upper electrode
- ferroelectric memory
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 17
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005621 ferroelectricity Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 49
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- SEQDDYPDSLOBDC-UHFFFAOYSA-N Temazepam Chemical compound N=1C(O)C(=O)N(C)C2=CC=C(Cl)C=C2C=1C1=CC=CC=C1 SEQDDYPDSLOBDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000637 aluminium metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- NPEOKFBCHNGLJD-UHFFFAOYSA-N ethyl(methyl)azanide;hafnium(4+) Chemical compound [Hf+4].CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C NPEOKFBCHNGLJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B69/00—Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области устройств энергонезависимой памяти на основе явления сегнетоэлектричества с деструктивным считыванием, к которому предъявляются жесткие требования к ресурсу, времени хранения информации и энергоемкости. В основе изобретения - ячейка сегнетоэлектрической памяти. Техническим результатом данного изобретения является создание ячейки сегнетоэлектрической памяти с упрощенной и более надежной конструкцией, которую можно использовать для создания схем памяти большой емкости. Технический результат достигается за счет использования дополнительного перекрытия между слоями нижнего электрода и сегнетоэлектрика и сегнетоэлектрика и верхнего электрода. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к области устройств энергонезависимой памяти на основе явления сегнетоэлектричества (FeRAM, ferroelectric random access memory).
Уровень техники
Известно устройство сегнетоэлектрической памяти на основе PZT, являющееся аналогом, которое предложено в патенте Т. Noda - Ferroelectric memory device and method for manufacturing the same // US Patent, Pub. No. US 2009/0127604, (2009) [1]. Данное устройство включает:
подложку;
сегнетоэлектрический конденсатор, сформированный над подложкой и состоящий из двух электродов и сегнетоэлектрического слоя;
первый барьерный слой, который изолирует сегнетоэлектрический конденсатор;
межслойный диэлектрик, сформированный после первого барьерного слоя;
и металлическую разводку, электрически соединенную с верхним электродом ячейки памяти.
Металлическая разводка также включает два барьерных слоя и непосредственно слой металла, сформированный после этих барьерных слоев.
Недостатками этого устройства является излишняя сложность технологии создания данной конструкции, которая заключается в использовании дополнительных барьерных слоев и большего числа литографий; плохая технологичность материала PZT, который используется в качестве сегнетоэлектрического слоя; большая стоимость одного бита информации и маленькая плотность памяти, которые являются следствием первых двух недостатков.
В качестве прототипа взята ячейка сегнетоэлектрической памяти, предложенная в патенте Т. Boscke - Integrated circuit including a ferroelectric memory cell and method of manufacturing the same // US Patent, Pub. No. US 2009/0261395, (2009) [2].
Ячейка сегнетоэлектрической памяти, предложенная в патенте, включает в себя подложку, транзистор и элемент хранения, в котором присутствует: слой оксида, который хотя бы частично кристаллизован и содержит кислород и как минимум гафний или цирконий; верхний и нижний электроды.
Основным недостатком прототипа, который устраняется предлагаемым изобретением, является излишняя сложность технологии создания ячейки памяти. Такая излишняя сложность обусловлена тем, что после создания слоев нижнего электрода, оксида и верхнего электрода, над получившимся стеком необходимо провести ряд основных технологических операций, таких как: травление составного стека нижний электрод/оксид/верхний электрод (далее «элемент хранения»), осаждение диэлектрика (как правило, оксида кремния), химико-механическая полировка диэлектрика (ХМП) для сглаживания рельефа, осаждение диэлектрика, травление переходных окон, осаждение слоя Ti/TiN на поверхность окон, последующее заполнение их вольфрамом с последующей химико-механической полировкой для формирования столбиков вольфрама в переходных окнахперед тем, как приступать к формированию последующих слоев металлизации, необходимых для электрического соединения элементов интегральной схемы. При этом количество литографий не увеличивается (сохраняется). В прототипе: стек, переходные окна, металлическая разводка. В изобретении: нижний электрод, сегнетоэлектрический слой, верхний электрод и металлическая разводка (одновременно).
Также недостатком прототипа является то, что с уменьшением толщины сегнетоэлектрического слоя, понижается надежность элемента хранения при проведении операции травления составного стека. При травлении такого стека возникает возможность утечек и закоротки по боковой поверхности стека между нижним и верхним электродами. В изобретении исключается возможность утечек и закоротки по боковой поверхности стека за счет разнесения боковой поверхности нижнего электрода, сегнетоэлектрического слоя, верхнего электрода (путем использования перекрытий между сегнетоэлектриком и электродами).
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание ячейки сегнетоэлектрической памяти с упрощенной и более надежной конструкцией, которую можно использовать для создания схем памяти большой емкости.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в ячейке сегнетоэлектрической памяти, включающей подложку, транзистор выборки и элемент хранения, в котором присутствует: нижний электрод из нитрида титана; слой оксида, который хотя бы частично кристаллизован и содержит кислород и как минимум гафний или цирконий; верхний электрод из нитрида титана, предусмотрено следующее отличие: слой оксида перекрывает область сформированного нижнего электрода, изолируя его от верхнего электрода, а верхний электрод из нитрида титана с расположенным на нем слоем металлической разводки перекрывает область сформированного оксида так, чтобы полностью изолировать слой оксида от вышележащего слоя металлической разводки.
Кроме того, слой оксида может содержать комбинации гафния со следующими элементами: цирконий, кремний, алюминий, магний, гадолиний, иттрий, лантан в процентном соотношении от 0,5% до 50% по отношению к концентрации гафния.
Также, в качестве металлической разводки может использоваться алюминиевая разводка.
Благодаря наличию перекрытий между сегнетоэлектриком и электродами появляется возможность формировать металлическую разводку одновременно с верхним электродом элемента хранения (используется одна литография). В изобретении исключается возможность утечек и закоротки по боковой поверхности стека за счет разнесения боковой поверхности нижнего электрода, сегнетоэлектрического слоя, верхнего электрода (путем использования перекрытий между сегнетоэлектриком и электродами). При этом площадь ячейки возрастает незначительно ~20%.
Это отличие позволяет повысить надежность конструкции, избежав возможных утечек и закороток по боковой поверхности элемента хранения, а также упростить технологию в части формирования элемента хранения и металлической разводки, а именно:
- позволяет не использовать операцию травления составного стека, а травить по отдельности слои нижнего электрода, сегнетоэлектрического слоя и верхнего электрода совместно с металлической разводкой;
- позволяет формировать последующий слой металлизации совмещенно с верхним электродом из нитрида титана без проведения дополнительных операций, таких как: осаждение диэлектрика (как правило, оксида кремния), химико-механическая полировка диэлектрика (ХМП) для сглаживания рельефа, осаждение диэлектрика, травление переходных окон, осаждение слоя Ti/TiN на поверхность окон, последующее заполнение их вольфрамом с последующей химико-механической полировкой для формирования столбиков вольфрама в переходных окнах.
В связи с вышеизложенным изобретение позволяет достигать повышенной технологичности и надежности, а также высокого уровня выхода годных при сохранении высокой плотности интеграции схем энергонезависимой памяти.
Краткое описание чертежей
Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются чертежами:
Фиг. 1 - Боковое сечение ячейки памяти FRAM 1Т-1С
Фиг. 2 - Фрагмент бокового сечения с увеличенным масштабом
Фиг. 3 - Эскиз топологии транзистора без элемента хранения (показаны основные слои)
Фиг. 4 - Эскиз топологии ячейки памяти 1Т-1С (показаны основные слои).
Фиг. 5 - Зависимость значения вектора поляризации от приложенного напряжения.
Осуществление изобретения
Продемонстрируем возможность осуществления заявляемого изобретения, рассмотрев пример ячейки памяти, в которой в качестве сегнетоэлектрика используется оксид гафния с цирконием (химическая формула Hf0,5Zr0,5O2), а в качестве электродов нитрид титана (химическая формула TiN).
Конструкция ячейки сегнетоэлектрической памяти топологии 1Т-1С состоит из кремниевой подложки, транзистора выборки, который сформирован в подложке, и элемента хранения, который представляет собой сегнетоэлектрический конденсатор и сформирован после транзистора выборки в слоях металлизации.
На фиг. 1 представлено боковое сечение, иллюстрирующее конструкцию ячейки памяти.
Для формирования сегнетоэлектрической памяти используется кремниевая подложка 1 с ориентацией <100> и эпитаксиальным слоем 2. В данной подложке формируются области STI-изоляции (щелевая изоляция) 5. Затем формируются p-карман 3 для создания в нем n-канального транзистора и n-карман 4 для создания p-канального транзистора.
Далее наносится слой подзатворного диэлектрика 10. В качестве подзатворного диэлектрика используется слой оксида кремния толщиной от 3 нм до 10 нм (толщина варьируется для разных транзисторов). После этого формируется слой поликремния 13, являющийся затвором транзистора. Для снижения эффекта горячих носителей в канале транзистора создаются LDD области p-типа 8 и n-типа 9.
Затем происходит создание спейсера 11 для боковой изоляции затвора. Далее в p-кармане 3 создаются n+ сток-истоковые области 6, а в n-кармане 4 - р+ сток-истоковые области 7. Затем структуру силицидируют 12, закрывают диэлектриком 15 и формируют контактные окна 14. Боковые стенки и дно окон покрываются слоем Ti/TiN, и затем окна заполняются вольфрамом. При этом формирование диэлектрика 15, окон и их заполнение вольфрамом происходит последовательно в два этапа.
После этого пластина проходит химико-механическую полировку для сглаживания рельефа для последующего формирования слоев металлической разводки.
На данном этапе завершается так называемый FEOL (front-end) цикл производства транзистора. Интеграция с элементом памяти будет происходить в BEOL цикле (back-end), то есть на этапе создания слоев металлизации.
Для формирования электрической разводки может использоваться один или несколько слоев металлизации. Если нет необходимости в слоях металлизации между сегнетоэлектрическим конденсатором и транзистором выборки, то конденсатор может формироваться сразу после создания контактных окон к транзистору.
На фиг. 1 изображен пример ячейки, в которой использовалось 2 слоя металлизации между элементом памяти и транзистором выборки. 16, 19 и 24 - алюминиевая металлизация, 17, 20 и 25 - межслойные диэлектрики, 18 - переходные окна, заполненные вольфрамом.
На фиг. 2 представлен фрагмент бокового сечения ячейки памяти с увеличенным масштабом.
Слои 21, 22 и 23 - представляют собой сегнетоэлектрический конденсатор. 21 - нижний электрод из нитрида титана, который может наносить как методом магнетронного распыления, атомно-слоевым осаждением или осаждением из газовой фазы.
22 - сегнетоэлектрический слой, который выращивают методом атомно-слоевого осаждения из металлорганических прекурсов гафния (tetrakis(ethylmethylamino)hafnium, обозначается как ТЕМАН) и циркония (tetrakis(ethylmethylamido)zirconium, обозначается как TEMAZ). Сегнетоэлектрический слой может быть выращен при помощи методов химического осаждения из газовой фазы. В качестве сегнетоэлектрика могут выступать оксиды различных переходных металлов и комбинации этих оксидов. Слой оксида может содержать комбинации гафния со следующими элементами: цирконий, кремний, алюминий, магний, гадолиний, иттрий, лантан в процентном соотношении от 0,5% до 50% по отношению к концентрации гафния.
Данный слой выступает не только в роли сегнетоэлектрика, но и также надежно изолирует электроды друг от друга, благодаря перекрытию относительно нижнего электрода.
Допускается возможность выращивать данный слой при помощи методов химического осаждения из газовой фазы.
23 - верхний электрод сегнетоэлектрического конденсатора. Электрод состоит из нитрида титана и может наноситься при помощи осаждения из газовой фазы с последующим отжигом структуры либо при помощи атомно-слоевоего осаждения с автоматическим отжигом, как показано в работе [3]. Отжиг необходим для формирования нецентрально симметричной орторомбической фазы, которая обладает необходимыми сегнетоэлектрическими свойствами.
После того как создан сегнетоэлектрический конденсатор, делается разводка слоем металла 24, в качестве металла используется хорошо проводящий материал, например, алюминий. Особое внимание следует обратить на то, что металлизация 24 создается в одной литографии с верхним электродом элемента памяти.
На фиг. 3 приведен эскиз топологии транзистора выборки для предлагаемой ячейки памяти. Карман 1, представляет собой легированную область, в которой формируются сток-истоковые области 2. Над каналом, лежит слой диэлектрика, на котором находится слой управляющего затвора 3 из поликремния или другого металла. В области над стоком создаются переходные окна для обеспечения электрического контакта между стоком транзистора и нижним электродом элемента хранения.
На фиг. 4 изображен эскиз топологии ячейки памяти с транзистором выборки и элементом хранения. Области 1, 2 и 3 соответствуют фиг. 3. Нижний электрод 4 сформирован над стоком, переходные окна и нижележащая металлизация не показана. С перекрытием относительно нижнего электрода 4 осаждается сегнетоэлектрик 5, а после с дополнительным перекрытием формируется верхний электрод 6. Металлизация, которая используется для разводки, повторяет контуры верхнего электрода, так как делается в одной литографии с электродом.
Описанная выше ячейка сегнетоэлектрической памяти работает следующим образом:
В режиме записи/стирания информации на затвор управляющего транзистора подается напряжение, необходимое для того, чтобы открыть канал транзистора, тем самым обеспечить доступ к элементу хранения, исток и подложка заземляются, на верхний электрод элемента хранения подается импульс заданной длительности и амплитуды для того, чтобы записать в элемент хранения определенное логическое состояние. Для записи различных логических состояний на обкладках сегнетоэлектрического конденсатора создается разность потенциалов разной полярности.
Выбор ячеек, которые должны подвергнуться записи/стиранию информации осуществляется за счет транзистора выборки. На затворы транзисторов выборки интересующих нас ячеек подается напряжение, открывающее канал, на затворы транзисторов ячеек, которые не должны быть перепрограммированы, подается напряжение, при котором канал транзистора закрыт.
Чтение информации происходит за счет подачи импульса напряжения заранее определенного знака на верхний электрод элемента хранения и детектирования импульса тока через ячейку. При этом, если направление внешнего электрического поля совпадает с направлением вектора поляризации в ячейке, то при детектировании импульса тока через ячейку памяти будет зафиксировано значение близкое к нулю. Если же электрическое поле и вектор поляризации в ячейке направлены в противоположные стороны, то при чтении произойдет переполяризация ячейки памяти и будет детектирован импульс тока, отличный от нуля.
Основываясь на наличии или отсутствии импульса тока при чтении информации из ячейки, мы можем сказать, в каком исходном состоянии находилась ячейка до операции чтения. Однако после операции чтения ячейка однозначно будет находиться в состоянии логической единицы (либо логического нуля, в зависимости от полярности напряжения чтения). Такой метод считывания называется деструктивным, потому что при чтении информации исходное состояние изменяется и соответствует импульсу напряжения, используемому для операции чтения.
Хранение информации происходит при отсутствии внешнего приложенного напряжения, поэтому данный тип памяти называется энергонезависимым.
Технические характеристики предлагаемой ячейки сегнетоэлектрической памяти:
На фиг. 5 показана зависимость значения вектора поляризации от приложенного напряжения для ячейки памяти со следующими характеристиками:
- в качестве сегнетоэлектрика используется слой оксида гафния с цирконием - Hf0,5Zr0,5O2;
- латеральные размеры сегнетоэлектрического конденсатора 2×2 мкм2;
- толщина сегнетоэлектрического слоя 10 нм;
- электроды выполнены из нитрида титана TiN;
- верхний электрод сформирован с алюминиевой разводкой с помощью одной литографии.
Из графика видно, что для данной ячейки напряжение записи равняется 2,5 В, при этом остаточная поляризация, которая определяет окно памяти, равна 20 мкКл/см2. Это означает, что при перезаписи бита информации через ячейку данного размера протечет импульс тока равный 800 фКл. Этот уровень заведомо превышает современные схемотехнические возможности по детектированию импульса тока, что позволяет сделать вывод о возможности использования данной ячейки в схемах памяти большой емкости.
Список литературы
[1] Т. Noda - Ferroelectric memory device and method for manufacturing the same // US Patent, Pub. No. US 2009/0127604 (2009).
[2] T. Boscke - Integrated circuit including a ferroelectric memory cell and method of manufacturing the same // US Patent, Pub. No. US 2009/0261395 (2009).
[3] A. Chernikova, et al. - Confinement-free annealing induced ferroelectricity in Hf0.5Zr0.5O2 thin films // Microelectronic Engineering, vol. 147, pp. 15-18 (2015).
Claims (3)
1. Ячейка сегнетоэлектрической памяти, которая включает подложку, транзистор выборки и элемент хранения, в котором присутствует нижний электрод из нитрида титана; слой оксида, который хотя бы частично кристаллизован и содержит кислород и как минимум гафний или цирконий; верхний электрод из нитрида титана, отличающаяся тем, что в элементе хранения слой оксида перекрывает область сформированного нижнего электрода, изолируя его от верхнего электрода, а верхний электрод из нитрида титана с расположенным на нем слоем металлической разводки перекрывает область сформированного оксида так, чтобы полностью изолировать слой оксида от вышележащего слоя металлической разводки.
2. Ячейка сегнетоэлектрической памяти по п. 1, отличающаяся тем, что слой оксида может содержать комбинации гафния со следующими элементами: цирконий, кремний, алюминий, магний, гадолиний, иттрий, лантан в процентном соотношении от 0,5% до 50% по отношению к концентрации гафния.
3. Ячейка сегнетоэлектрической памяти по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве металлической разводки может использоваться алюминиевая разводка.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150882A RU2649622C1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Ячейка сегнетоэлектрической памяти |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150882A RU2649622C1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Ячейка сегнетоэлектрической памяти |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649622C1 true RU2649622C1 (ru) | 2018-04-04 |
Family
ID=61867362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016150882A RU2649622C1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Ячейка сегнетоэлектрической памяти |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649622C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1043745A1 (ru) * | 1982-05-24 | 1983-09-23 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Сегнетоэлектрический накопитель информации |
| US20030227803A1 (en) * | 2001-09-05 | 2003-12-11 | Seiko Epson Corporation | Ferroelectric memory device and method of manufacturing the same |
| US20060017120A1 (en) * | 2002-08-20 | 2006-01-26 | Shigeki Sakai | Semiconductor-ferroelectric storage device and its manufacturing method |
| RU2338284C1 (ru) * | 2007-05-10 | 2008-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет" ("ЛЭТИ" им. В.И. Ленина") (СПбГЭТУ) | Сегнетоэлектрический элемент для запоминающего устройства с оптическим считыванием информации |
| US20090261395A1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-10-22 | Qimonda Ag | Integrated Circuit Including a Ferroelectric Memory Cell and Method of Manufacturing the Same |
| US20150340372A1 (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-26 | Micron Technology, Inc. | Polar, chiral, and non-centro-symmetric ferroelectric materials, memory cells including such materials, and related devices and methods |
-
2016
- 2016-12-23 RU RU2016150882A patent/RU2649622C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1043745A1 (ru) * | 1982-05-24 | 1983-09-23 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Сегнетоэлектрический накопитель информации |
| US20030227803A1 (en) * | 2001-09-05 | 2003-12-11 | Seiko Epson Corporation | Ferroelectric memory device and method of manufacturing the same |
| US20060017120A1 (en) * | 2002-08-20 | 2006-01-26 | Shigeki Sakai | Semiconductor-ferroelectric storage device and its manufacturing method |
| RU2338284C1 (ru) * | 2007-05-10 | 2008-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет" ("ЛЭТИ" им. В.И. Ленина") (СПбГЭТУ) | Сегнетоэлектрический элемент для запоминающего устройства с оптическим считыванием информации |
| US20090261395A1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-10-22 | Qimonda Ag | Integrated Circuit Including a Ferroelectric Memory Cell and Method of Manufacturing the Same |
| US20150340372A1 (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-26 | Micron Technology, Inc. | Polar, chiral, and non-centro-symmetric ferroelectric materials, memory cells including such materials, and related devices and methods |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4775849B2 (ja) | 半導体素子及びそれを用いた半導体記憶装置、及びそのデータ書込み方法、データ読出し方法、及びそれらの製造方法 | |
| US11195840B2 (en) | Method and structures pertaining to improved ferroelectric random-access memory (FeRAM) | |
| US8143657B2 (en) | Discrete trap non-volatile multi-functional memory device | |
| US7880215B2 (en) | Nonvolatile semiconductor storage unit and production method therefor | |
| JPH10341002A (ja) | 強誘電体トランジスタ、半導体記憶装置、強誘電体トランジスタの取扱い方法および強誘電体トランジスタの製造方法 | |
| US6541281B2 (en) | Ferroelectric circuit element that can be fabricated at low temperatures and method for making the same | |
| KR20020076369A (ko) | 산소확산방지막으로서 알루미늄 산화막을 구비하는강유전체 메모리 소자 및 그 제조 방법 | |
| KR20010030545A (ko) | 불휘발성 메모리 | |
| KR100288372B1 (ko) | 반도체 구조를 형성하는 방법 및 강유전체 메모리 셀 | |
| US11756987B2 (en) | Ferroelectric tunnel junction devices with discontinuous seed structure and methods for forming the same | |
| US20230378202A1 (en) | Data storage element and manufacturing method thereof | |
| US6191441B1 (en) | Ferroelectric memory device and its drive method | |
| US6960801B2 (en) | High density single transistor ferroelectric non-volatile memory | |
| US8300448B2 (en) | Semiconductor storage device, memory cell array, and a fabrication method and drive method of a semiconductor storage device | |
| JP2019160841A (ja) | 半導体記憶装置、半導体記憶装置の製造方法及び電子機器 | |
| RU2649622C1 (ru) | Ячейка сегнетоэлектрической памяти | |
| US20230011305A1 (en) | Anti-ferroelectric tunnel junction with asymmetrical metal electrodes | |
| JP2001077219A (ja) | 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法 | |
| JP2012151497A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US12035537B2 (en) | Interface film to mitigate size effect of memory device | |
| JP3210292B2 (ja) | 強誘電体メモリ装置とその駆動方法 | |
| US20220384460A1 (en) | Annealed seed layer to improve ferroelectric properties of memory layer | |
| JP4459335B2 (ja) | 強誘電体トランジスタ型不揮発性記憶素子とその製造方法 | |
| TW202232670A (zh) | 積體晶片及其形成方法 | |
| Tsai et al. | Mechanism for slow switching effect in advanced low-voltage, high-speed Pb (Zr/sub 1-x/Ti/sub x/) O/sub 3/ferroelectric memory |