System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 铁电存储器的制作方法、铁电存储器和电子设备技术_技高网

铁电存储器的制作方法、铁电存储器和电子设备技术

技术编号:39928198 阅读:9 留言:0更新日期:2024-01-08 21:36
本申请提供了一种铁电存储器的制作方法、铁电存储器和电子设备。该方法包括:制作晶体管,晶体管包括衬底、栅极、源极和漏极;在晶体管的裸露表面上依次形成第一绝缘介质层和硅的氮化物层;去除部分硅的氮化物层和第一绝缘介质层,形成第一通孔和第二通孔;填充第一通孔和第二通孔,分别形成第一接触孔和第二接触孔;在硅的氮化物层的部分裸露表面上形成铁电电容,铁电电容的下极板与第二接触孔接触。该方法加入硅的氮化物可以防止过磨时第一接触孔和第二接触孔的孔隙露出,使得铁电电容下极板缺陷减少,进而解决了现有技术中铁电电容下电极板界面处存在孔隙,导致下电极板产生大量的缺陷,使铁电电容击穿电压降低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及微电子,具体而言,涉及一种铁电存储器的制作方法、铁电存储器和电子设备


技术介绍

1、铁电存储器(ferromagnetic radom access memory,fram)是一种新型存储器,兼具rom的非挥发性和ram的非易失性,强耐久性,高速读写,低功耗等优点。

2、铁电存储器的核心工作部分是铁电电容,铁电电容结构一般是mim型,上下两层金属是电容电极,中间是铁电薄膜材料。新型材料掺杂锆的氧化铪具有铁电效应,在介质上下电极的外电场作用下,氧化铪材料的铁畴随不同方向的电场呈现不同的极化状态,同时介质的电容会随极化态的变化而变化,从而出现电容存储电荷数量和极性随电容的极化方向和大小的变化而变化,同时,由于材料的极化强度在撤掉外加电场的情况下依然可以保持,从而使电容器具备非易失性的电荷存储能力,实现数据存储。通过铁电电容和选通晶体管的结合就能实现1t1c的标准存储单元结构,这种单元结构在0.18um甚至更高的cmos集成电路制造技术节点时可以完全胜任。

3、常规1t1c铁电存储器单元需要一个晶体管和一个电容结构,其对应的铁电电容(fe-cap)上下电极板通过接触孔(contact1和contact0)连接引出,接触孔的质量直接影响铁电电容的击穿电压,最终影响铁电产品的良率和可靠性。现有技术中铁电存储器的结构的contact0接触孔经过化学机械抛光后,铁电电容下电极板界面处存在孔隙,导致下电极板产生大量的缺陷,使铁电电容击穿电压降低,在未达到工作电压时,铁电电容被击穿失效。

4、因此,亟需一种避免了铁电电容下极板缺陷的产生的方法。

5、在
技术介绍
部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的
技术介绍
的理解,因此,
技术介绍
中可能包含某些信息,这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。


技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种铁电存储器的制作方法、铁电存储器和电子设备,以解决现有技术中铁电电容下电极板界面处存在孔隙,导致下电极板产生大量的缺陷,使铁电电容击穿电压降低的问题。

2、为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种铁电存储器的制作方法,所述制作方法包括:制作晶体管,所述晶体管包括衬底、栅极、源极和漏极;在所述晶体管的裸露表面上依次形成第一绝缘介质层和硅的氮化物层;去除部分所述硅的氮化物层和所述第一绝缘介质层,形成第一通孔和第二通孔,所述第一通孔使得所述源极的部分表面裸露,所述第二通孔使得所述漏极的部分表面裸露;向所述第一通孔和所述第二通孔中分别填充金属,形成第一接触孔和第二接触孔;在所述硅的氮化物层的部分裸露表面上形成铁电电容,且所述铁电电容的下极板与所述第二接触孔接触。

3、进一步地,填充所述第一通孔和所述第二通孔,分别形成第一接触孔和第二接触孔,包括:在所述硅的氮化物层的裸露表面上、所述第一通孔以及所述第二通孔中依次形成粘合层以及钨层,直至填满所述第一通孔和所述第二通孔;去除所述第一通孔两侧的所述硅的氮化物层的表面上的所述粘合层与所述钨层,去除所述第二通孔两侧的所述硅的氮化物层的表面上的所述粘合层与所述钨层,所述第一通孔中的所述粘合层以及所述钨层形成所述第一接触孔,所述第二通孔中的所述粘合层以及所述钨层形成所述第二接触孔。

4、进一步地,所述制作方法还包括:在形成所述铁电电容后的结构的裸露表面上形成第二绝缘介质层;在所述第二绝缘介质层中形成第三接触孔和第四接触孔,使得所述第三接触孔与所述第一接触孔接触,所述第四接触孔与所述铁电电容的上极板接触。

5、进一步地,所述制作方法还包括:在所述第二绝缘介质层的部分裸露表面上形成间隔的第一金属部和第二金属部,所述第一金属部与所述第三接触孔接触,所述第二金属部与所述第四接触孔接触;在形成所述第一金属部和所述第二金属部后的结构的裸露表面上形成第三绝缘介质层;在所述第三绝缘介质层中形成第五接触孔,使得所述第五接触孔与所述第一金属层接触;在所述第三绝缘介质层的部分裸露表面上形成第三金属部,所述第三金属部与所述第五接触孔接触。

6、进一步地,所述硅的氮化物层的厚度为

7、进一步地,所述硅的氮化物层包括sion。

8、根据本申请的另一方面,提供了一种铁电存储器,包括晶体管、第一绝缘介质层、硅的氮化物层、第一接触孔、第二接触孔以及铁电电容,其中,所述晶体管包括衬底、栅极、源极和漏极;所述第一绝缘介质层覆盖所述晶体管的表面;所述硅的氮化物层位于所述第一绝缘介质层的远离所述晶体管的表面上;所述第一接触孔贯穿在所述硅的氮化物层和所述第一绝缘介质层中,且与所述源极接触;所述第二接触孔贯穿在所述硅的氮化物层和所述第一绝缘介质层中,且与所述漏极接触;所述铁电电容位于在所述硅的氮化物层的远离所述第一绝缘介质层的表面上,且所述铁电电容的下极板与所述第二接触孔接触。

9、进一步地,所述铁电存储器还包括第二绝缘介质层、第三接触孔以及第四接触孔,其中,所述第二绝缘介质层覆盖所述硅的氮化物层的远离所述第一绝缘介质层的表面、所述铁电电容的远离所述第一绝缘介质层的表面以及所述铁电电容的侧壁;所述第三接触孔贯穿在所述第二绝缘介质层中,且与所述第一接触孔接触;所述第四接触孔贯穿在所述第二绝缘介质层中,且与所述铁电电容的上极板接触。

10、进一步地,所述铁电存储器还包括第一金属部、第二金属部、第三绝缘介质层、第五接触孔以及第三金属部,其中,所述第一金属部位于所述第二绝缘介质层的远离所述硅的氮化物层的第一部分表面上,且与所述第三接触孔接触;所述第二金属部位于所述第二绝缘介质层的远离所述硅的氮化物层的第二部分表面上,且与所述第四接触孔接触,所述第二金属部与所述第一金属部间隔设置;所述第三绝缘介质层覆盖所述第二绝缘介质层的远离所述硅的氮化物层的第三部分表面、所述第一金属部的远离所述硅的氮化物层的表面、所述第一金属部的侧壁、所述第二金属部的远离所述硅的氮化物层的表面以及所述第二金属部的侧壁,所述第一部分表面、所述第二部分表面以及所述第三部分表面形成所述第二绝缘介质层的远离所述硅的氮化物层的表面;所述第五接触孔贯穿在所述第三绝缘介质层中,且与所述第一金属部接触;所述第三金属部位于所述第三绝缘介质层的远离所述第二绝缘介质层的表面上,且与所述第五接触孔接触。

11、进一步地,所述硅的氮化物层的厚度为

12、进一步地,所述硅的氮化物层包括sion。

13、根据本申请的另一方面,提供了一种电子设备,包括铁电电容器,所述铁电电容器为任一种所述的制作方法制作得到的所述铁电电容器或者任一种所述的铁电电容器。

14、应用本申请的技术方案,铁电存储器的制作方法中,首先,制作晶体管,所述晶体管包括衬底、栅极、源极和漏极;之后,在所述晶体管的裸露表面上依次形成第一绝缘介质层和硅的氮化物层;之后,去除部分所述硅的氮化物层和所述第一绝缘介质层,形成第一通孔和第二通孔,所述第一通孔使得所述源极的部分表面裸本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铁电存储器的制作方法,其特征在于,所述制作方法包括:

2.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,填充所述第一通孔和所述第二通孔,分别形成第一接触孔和第二接触孔,包括:

3.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述制作方法还包括:

4.根据权利要求3所述的制作方法,其特征在于,所述制作方法还包括:

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制作方法,其特征在于,所述硅的氮化物层包括SiON。

6.一种铁电存储器,其特征在于,包括:

7.根据权利要求6所述的铁电存储器,其特征在于,所述铁电存储器还包括:

8.根据权利要求7所述的铁电存储器,其特征在于,所述铁电存储器还包括:

9.根据权利要求6至8中任一项所述的铁电存储器,其特征在于,所述硅的氮化物层包括SiON。

10.一种电子设备,包括铁电电容器,其特征在于,所述铁电电容器为权利要求1至5中任一项所述的制作方法制作得到的所述铁电电容器或者权利要求6至9中任一项所述的铁电电容器。

【技术特征摘要】

1.一种铁电存储器的制作方法,其特征在于,所述制作方法包括:

2.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,填充所述第一通孔和所述第二通孔,分别形成第一接触孔和第二接触孔,包括:

3.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述制作方法还包括:

4.根据权利要求3所述的制作方法,其特征在于,所述制作方法还包括:

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制作方法,其特征在于,所述硅的氮化物层包括sion。

6.一种铁电存...

【专利技术属性】
技术研发人员:张建金兴成杨晓芳郭崇永朱文明
申请(专利权)人:无锡华润微电子有限公司
类型:发明
国别省市:

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