铁电电容阵列、铁电存储单元和铁电存储器制造技术

本实用新型专利技术公开一种铁电电容阵列、铁电存储单元和铁电存储器。其中，在铁电电容阵列的方案中，所述铁电电容阵列包括：第一极板，所述第一极板包括用于金属互连的若干第一电极，以及覆于所述若干第一电极上的第一金属内衬层；铁电介质层，所述铁电介质层覆于所述第一金属内衬层上；若干第二极板，所述第二极板包括覆于所述铁电介质层上的第二金属内衬层，以及覆于所述第二金属内衬层上的、用于金属互连的第二电极。通过共用第一极板，可方便地构成铁电电容阵列，既可提高阵列的密度，进而提高铁电存储器的容量，又可简化制备工艺流程，减少工艺步骤，降低制备成本。

Ferroelectric capacitor array, ferroelectric storage unit and ferroelectric memory

【技术实现步骤摘要】
铁电电容阵列、铁电存储单元和铁电存储器
本说明书涉及存储器领域，特别是涉及一种铁电电容阵列、铁电存储单元和铁电存储器。
技术介绍
目前，存储器可以分为易失性和非易失性两类存储器，其中易失性存储器在掉电时无法保存数据，非易失性存储器在掉电时仍可以保存数据。在新一代存储器中，铁电存储器(FeRAM)是一种非易失存储器，在随机存取存储器技术当中备受关注，鉴于自身具有非挥发性、读写速度快、存储密度大、功耗低、寿命长、抗辐射能力强以及与集成电路工艺兼容等优点，应用前景非常广阔，如工业仪表、汽车电子、通讯设备、消费电子、医疗仪器等数据存储应用领域。现有FeRAM制备方案中，较成熟的方案基本是采用钙钛矿结构的钙钛矿材料作为铁电材料的方案，比如锆钛酸铅Pb(Zr,Ti)O3(即PZT)、钽酸锶铋(SBT)，不仅这类铁电材料得到较多研究，相应工艺也得到广泛研究，基于这类铁电材料的FeRAM也已商用。但采用PZT或SBT制备FeRAM中，因PZT或SBT自身特点，以及所采用的铁电电容的结构，仍给FeRAM的制备过程带来很多限制，制备工艺较复杂，步骤流程也多，制备成本较大，制备得到的FeRAM容量也不大。
技术实现思路
本说明书实施例提供了一种铁电电容阵列、铁电存储单元和铁电存储器，可简化制备工艺，减低制备成本，提高存储器容量。本说明书实施例采用下述技术方案：本说明书实施例提供一种铁电电容阵列，包括：第一极板，所述第一极板包括：用于金属互连的若干第一电极；以及覆于所述若干第一电极上的第一金属内衬层；铁电介质层，所述铁电介质层覆于所述第一金属内衬层上；以及若干第二极板，所述第二极板包括：覆于所述铁电介质层上的第二金属内衬层；以及覆于所述第二金属内衬层上的、用于金属互连的第二电极。可选地，所述若干第二极板之间的间隔包括500nm；和/或所述第二极板的长度包括600nm。可选地，所述铁电介质层的厚度包括5nm～20nm。可选地，在所述第一金属内衬层与所述铁电介质层之间设置有第一缓冲层；和/或在所述铁电介质层与所述第二金属内衬层之间设置有第二缓冲层。可选地,所述第一金属内衬层的材料包括氮化钛；和/或所述第二金属内衬层的材料包括氮化钛。可选地,所述铁电介质层的材料包括氧化铪。可选地,所述铁电介质层覆盖所述第一金属内衬层，或者所述铁电介质层间隔覆于所述第一金属内衬层上。本说明书实施例还提供一种铁电存储单元，包括：衬底；前面任意一项所述的铁电电容阵列；晶体管，所述晶体管包括第一源漏极、第二源漏极和栅极，所述第一源漏极连接至所述晶体管对应的铁电电容的第一极板和第二极板之中的一个；板线，所述板线连接至所述晶体管对应的铁电电容的第一电极和第二电极之中的另一个；字线，所述字线连接至所述栅极；以及位线，所述位线连接至所述第二源漏极。可选地，所述铁电电容阵列中的铁电电容设置于所述衬底上。可选地，所述铁电电容阵列中的铁电电容与所述衬底之间设置有介质层。可选地，当所述晶体管与所述晶体管对应的铁电电容的位置关系符合第一连接条件，且所述晶体管的第一源漏极需要与所述晶体管对应的铁电电容的第一电极连接时，将所述铁电介质层、所述第一金属内衬层和所述第一电极延伸至所述第一源漏极的上方，所述第一源漏极通过第一接触孔与延伸后的所述第一电极连接。可选地，当所述晶体管与所述晶体管对应的铁电电容的位置关系符合第二连接条件，且所述晶体管的第一源漏极需要与所述晶体管对应的铁电电容的第一电极连接时，在所述衬底上设置多晶硅层，所述晶体管对应的铁电电容的第一电极通过第二接触孔与所述多晶硅层电连接，所述多晶硅层通过若干第三接触孔和若干第一金属层与所述晶体管的第一源漏极电连接。可选地，所述第二接触孔的位置在横向方向上偏离所述晶体管对应的铁电电容所在位置。可选地，所述板线通过若干第四接触孔和若干第二金属层与所述晶体管对应的铁电电容的第一电极和第二电极之中的另一个电极电连接。本说明书实施例还提供一种铁电存储器，包括若干前面任意一项所述的铁电存储单元。本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：通过共用第一极板(比如第一金属内衬层)，可方便地构成铁电电容阵列，既可提高阵列的密度，进而便于提高铁电存储器的容量，又可简化了制备工艺流程，减少工艺步骤，降低制备成本。附图说明为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本说明书实施例提供的一种铁电电容阵列的结构示意图。图2为本说明书实施例提供的一种铁电电容阵列中铁电电容的结构示意图。图3为本说明书实施例提供的一种铁电电容阵列中铁电电容的结构示意图。图4为本说明书实施例提供的一种铁电电容阵列中铁电电容的结构示意图。图5为本说明书实施例提供的一种铁电电容阵列对外互连的结构示意图。图6为本说明书实施例提供的一种铁电存储单元的结构示意图。图7为本说明书实施例提供的一种铁电存储单元的版图示意图。图8为本说明书实施例提供的一种铁电存储单元中多晶硅互连的结构示意图。图9为本说明书实施例提供的一种铁电存储单元的电路原理图。图10为本说明书实施例提供的一种铁电存储单元的结构示意图。图11为本说明书实施例提供的一种铁电存储单元的版图示意图。图12为本说明书实施例提供的一种铁电存储单元的电路原理图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。以下结合附图，详细说明本说明书中各实施例提供的技术方案。如图1所示，本说明书实施例提供一种铁电电容阵列，所述铁电电容阵列包括：第一极板110、铁电介质层130和若干第二极板150。其中，为便于图示简洁，图中仅示出4个铁电电容，每个铁电电容都由第一极板110、铁电介质层130和第二极板150共同构成；这里，多个铁电电容可共用第一极板110，比如，1T2C结构的铁电存储单元中的两个铁电电容，共用第一极板，又比如，相邻的多个存储单元的铁电电容，共用第一极板。因而，可根据版图布置，使得多个铁电电容共用第一极板，从而提高版图中铁电电容的密度。这样，通过共用第一极板110，可非常方便地制备出铁电电容阵列，既本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁电电容阵列，其特征在于，包括：/n第一极板，所述第一极板包括：/n用于金属互连的若干第一电极；以及/n覆于所述若干第一电极上的第一金属内衬层；/n铁电介质层，所述铁电介质层覆于所述第一金属内衬层上；以及/n若干第二极板，所述第二极板包括：/n覆于所述铁电介质层上的第二金属内衬层；以及/n覆于所述第二金属内衬层上的、用于金属互连的第二电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁电电容阵列，其特征在于，包括：
第一极板，所述第一极板包括：
用于金属互连的若干第一电极；以及
覆于所述若干第一电极上的第一金属内衬层；
铁电介质层，所述铁电介质层覆于所述第一金属内衬层上；以及
若干第二极板，所述第二极板包括：
覆于所述铁电介质层上的第二金属内衬层；以及
覆于所述第二金属内衬层上的、用于金属互连的第二电极。


2.如权利要求1所述的铁电电容阵列，其特征在于，所述若干第二极板之间的间隔包括500nm；
和/或所述第二极板的长度包括600nm。


3.如权利要求1所述的铁电电容阵列，其特征在于，所述铁电介质层的厚度包括5nm～20nm。


4.如权利要求1所述的铁电电容阵列，其特征在于，在所述第一金属内衬层与所述铁电介质层之间设置有第一缓冲层；
和/或在所述铁电介质层与所述第二金属内衬层之间设置有第二缓冲层。


5.如权利要求1所述的铁电电容阵列，其特征在于,所述第一金属内衬层的材料包括氮化钛；
和/或所述第二金属内衬层的材料包括氮化钛。


6.如权利要求1所述的铁电电容阵列，其特征在于,所述铁电介质层的材料包括氧化铪。


7.如权利要求1所述的铁电电容阵列，其特征在于,所述铁电介质层覆盖所述第一金属内衬层，或者所述铁电介质层间隔覆于所述第一金属内衬层上。


8.一种铁电存储单元，其特征在于，包括：
衬底；
如权利要求1至7中任意一项所述的铁电电容阵列；
晶体管，所述晶体管包括第一源漏极、第二源漏极和栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓袁军，周长胜，
申请(专利权)人：四川省豆萁科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51