一种基于多层氧化铪薄膜的铁电存储器件及制造方法技术

技术编号:40807866 阅读:23 留言:0更新日期:2024-03-28 19:31
本发明专利技术属于存储器技术领域,公开了一种基于多层氧化铪薄膜的铁电存储器件及制造方法。所述的铁电存储器件包括顶电极层、中间介质层以及底电极层,顶电极层设置于中间介质层的顶部,底电极层设置于中间介质层的底部,中间介质层包括若干层氧化铪薄膜,氧化铪薄膜包括铁电性氧化铪薄膜和反铁电性氧化铪薄膜。所述的制造方法包括如下步骤:在衬底的顶部,制备底电极层;在底电极层的顶部,依次制备2n+1层氧化铪薄膜,得到中间介质层;在中间介质层的顶部,制备顶电极层,得到铁电存储器件。本发明专利技术解决了现有技术存在的低电压下性能差、耐用性差、疲劳效应明显以及难以唤醒的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于存储器,具体涉及一种基于多层氧化铪薄膜的铁电存储器件及制造方法


技术介绍

1、在这个信息高速增长的时代,个人电脑、物联网设备和人工智能计算无时无刻不在产生大量数据。在传统的冯诺依曼架构下,存储和计算的分离直接导致内存和cpu之间的数据传输效率低下,从而产生了内存墙和功耗墙等问题。虽然动态随机存取存储器(dram)和闪存(nand flash)在过去几十年中得到了快速发展,但相比于cpu等数字计算芯片,存储芯片制程缩小速度较慢,设备性能的提升非常困难,它们的缺点也越来越明显。dram虽然读写速度快、成本低,但属于易失性存储器,断电后无法保存数据,且由于需要一直刷新,功耗相对较高,限制了其在一些低功耗领域的应用。对于闪存来说,三维结构的出现提高了其密度,使其性能显著提升。但是读写速度慢、耐用性差的问题仍有待改进。

2、铁电随机存取存储器(feram)具有功耗低(<100fj/bit)、写入速度快(~10ns)、数据保持时间长(超过10年)和耐久性好(>1014次循环)等特点,因此被认为是一类非常有潜力的新型存储器。第一代本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多层氧化铪薄膜的铁电存储器件,其特征在于:包括顶电极层(1)、中间介质层(2)以及底电极层(3),所述的顶电极层(1)设置于中间介质层(2)的顶部,所述的底电极层(3)设置于中间介质层(2)的底部,所述的中间介质层(2)包括若干层氧化铪薄膜,所述的氧化铪薄膜包括铁电性氧化铪薄膜(201)和反铁电性氧化铪薄膜(202)。

2.根据权利要求1所述的一种基于多层氧化铪薄膜的铁电存储器件,其特征在于:所述的顶电极层(1)和底电极层(3)均为金属电极层。

3.根据权利要求1所述的一种基于多层氧化铪薄膜的铁电存储器件,其特征在于:所述的中间介质层(2)包括2n+1...

【技术特征摘要】

1.一种基于多层氧化铪薄膜的铁电存储器件,其特征在于:包括顶电极层(1)、中间介质层(2)以及底电极层(3),所述的顶电极层(1)设置于中间介质层(2)的顶部,所述的底电极层(3)设置于中间介质层(2)的底部,所述的中间介质层(2)包括若干层氧化铪薄膜,所述的氧化铪薄膜包括铁电性氧化铪薄膜(201)和反铁电性氧化铪薄膜(202)。

2.根据权利要求1所述的一种基于多层氧化铪薄膜的铁电存储器件,其特征在于:所述的顶电极层(1)和底电极层(3)均为金属电极层。

3.根据权利要求1所述的一种基于多层氧化铪薄膜的铁电存储器件,其特征在于:所述的中间介质层(2)包括2n+1层氧化铪薄膜,2n+1层所述的氧化铪薄膜由n+1层铁电性氧化铪薄膜(201)和n层反铁电性氧化铪薄膜(202)构成,其中,n为[1,5]范围内的整数。

4.根据权利要求3所述的一种基于多层氧化铪薄膜的铁电存储器件,其特征在于:所述的n+1层铁电性氧化铪薄膜(201)和n层反铁电性氧化铪薄膜(202)交替设置,位于顶端的铁电性氧化铪薄膜(201)的顶部与顶电极层(1)的底部连接,位于底端的铁电性氧化铪薄膜(201)...

【专利技术属性】
技术研发人员:任天令杨煜哲刘厚方许文嘉郭一达张盛李昌荣
申请(专利权)人:晶铁半导体技术广东有限公司
类型:发明
国别省市:

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