存储器件、形成其的方法及包括存储单元的存储器件技术

在一些实施例中，本公开涉及一种存储器件、形成其的方法及包括存储单元的存储器件，所述存储器件包括半导体衬底、设置在半导体衬底之上的第一电极、设置在第一电极与半导体衬底之间的铁电层及将第一电极与铁电层隔开的第一应力源层。第一应力源层具有比铁电层的热膨胀系数大的热膨胀系数。膨胀系数大的热膨胀系数。膨胀系数大的热膨胀系数。

【技术实现步骤摘要】
存储器件、形成其的方法及包括存储单元的存储器件


[0001]本专利技术实施例涉及一种存储器件、形成其的方法及包括存储单元的存储器件。

技术介绍

[0002]许多现代电子器件包括非易失性存储器。非易失性存储器是能够在断电的情况下储存数据的电子存储器。有希望成为下一代非易失性存储器的候选存储器是铁电式随机存取存储器(ferroelectric random
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access memory，FeRAM)。FeRAM具有相对简单的结构且与互补金属氧化物半导体(complementary metal
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oxide
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semiconductor，CMOS)逻辑制作工艺兼容。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供一种存储器件，包括：半导体衬底；第一电极，设置在所述半导体衬底之上；铁电层，设置在所述第一电极与所述半导体衬底之间；以及第一应力源层，将所述第一电极与所述铁电层隔开，其中所述第一应力源层具有比所述铁电层的热膨胀系数大的热膨胀系数。
[0004]本专利技术实施例提供一种形成存储器件的方法，包括：在半导体衬底之上沉积铁电层，其中所述铁电层包含第一材料；在所述铁电层之上沉积第一应力源层，其中所述第一应力源层包含与所述第一材料不同的第二材料；以及在所述第一应力源层之上沉积第一电极，所述第一电极包含与所述第一材料及所述第二材料不同的第三材料，其中所述第一电极、所述第一应力源层及所述铁电层形成存储结构，且其中所述第一应力源层被配置成增加所述铁电层中的正交晶相。
[0005]本专利技术实施例提供一种包括存储单元的存储器件，其中所述存储单元包括：电极，设置在半导体衬底之上；铁电层，在垂直方向上与所述电极进行堆叠；以及应力源层，设置在所述电极与所述铁电层之间，其中所述应力源层被配置成对所述铁电层施加拉应力。
附图说明
[0006]结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意地增大或减小各种特征的尺寸。
[0007]图1示出包括应力源层的铁电存储结构的一些实施例的剖视图。
[0008]图2A到图2C示出图1的铁电存储结构的一些替代实施例的剖视图。
[0009]图3示出包括图1的铁电存储结构的单晶体管单电容器(one
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transistor
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one
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capacitor，1T1C)铁电存储器件的一些实施例的剖视图。
[0010]图4示出包括应力源层的单晶体管(one transistor，1T)铁电存储器件的一些实施例的剖视图。
[0011]图5示出图4的1T铁电存储器件的一些替代实施例的剖视图。
[0012]图6示出在包括应力源层的铁电存储器件的寿命内存储窗口与唤醒循环(wake
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up cycle)的数目之间的关系的一些实施例的曲线图。
[0013]图7示出包括应力源层的铁电存储器件的拉应力与温度之间的关系的一些实施例的曲线图。
[0014]图8到图15示出形成包括应力源层的1T1C铁电存储器件的方法的一些实施例的一系列剖视图。
[0015]图16示出图8到图15的方法的一些实施例的方块图。
[0016]图17到图25示出用于形成存储器件的方法的一些实施例的一系列剖视图，在所述存储器件中，1T铁电存储器件包括应力源层。
[0017]图26示出图17到图25的方法的一些实施例的方块图。
[0018][符号的说明][0019]100、200A、200B、200C、300、400、500、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500：剖视图
[0020]102：底部电极
[0021]104：应力源层
[0022]104a：第一应力源层
[0023]104b：第二应力源层
[0024]106：铁电层
[0025]108：顶部电极
[0026]202：附加的铁电层
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应力层对
[0027]302：铁电存储结构
[0028]304：存取器件
[0029]306、402：半导体衬底
[0030]308、404：源极/漏极区
[0031]310、408、502：栅极介电层
[0032]312：栅极电极
[0033]314：内连线介电结构
[0034]314a：下内连线介电层
[0035]314b：上内连线介电层
[0036]316、410：接触通孔
[0037]318、414：层间通孔
[0038]320、412：配线
[0039]320b：底部配线
[0040]320t：顶部配线
[0041]322：底部电极通孔(BEVA)
[0042]324、406：沟道区
[0043]412a：位线
[0044]412b：源极线
[0045]412c：字线
[0046]416：内连线介电层
[0047]600、700：曲线图
[0048]602、702：第一条线
[0049]604、704：第二条线
[0050]1600、2600：流程图
[0051]1602、1604、1606、1608、1610、1612、1614、1616、2602、2604、2606、2608、2610、2612、2614、2616、2618：步骤
[0052]Te、Tf、Ts：厚度
具体实施方式
[0053]以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及布置的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，在以下说明中在第二特征之上或第二特征上形成第一特征可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成附加特征从而使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开内容可在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。此种重复使用是出于简明及清晰的目的，而非自身表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0054]此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在
…
之下(beneath)”、“在
…
下方(below)”、“下部的(lower)”、“在
…
上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。除图中所绘示的定向以外，所述空间相对性用语还旨在囊括器件在使用或操作中的不同定向。装置可具有其他定向(旋转90度或处于其他本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器件，包括：半导体衬底；第一电极，设置在所述半导体衬底之上；铁电层，设置在所述第一电极与所述半导体衬底之间；以及第一应力源层，将所述第一电极与所述铁电层隔开，其中所述第一应力源层具有比所述铁电层的热膨胀系数大的热膨胀系数。2.根据权利要求1所述的存储器件，其中所述第一应力源层具有比所述第一电极大的氧化物形成吉布斯自由能。3.根据权利要求1所述的存储器件，其中所述第一应力源层被配置成对所述铁电层施加拉应力。4.根据权利要求1所述的存储器件，其中所述第一应力源层包含与所述第一电极不同的材料。5.一种形成存储器件的方法，包括：在半导体衬底之上沉积铁电层，其中所述铁电层包含第一材料；在所述铁电层之上沉积第一应力源层，其中所述第一应力源层包含与所述第一材料不同的第二材料；以及在所述第一应力源层之上沉积第一电极，所述第一电极包含与所述第一材料及所述第二材料不同的第三材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璧伸，林子羽，卫怡扬，金海光，匡训冲，蔡正原，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：