[发明专利]铁电组合件及形成铁电组合件的方法

说明书

一些实施例包含铁电组合件。一些实施例包含一种电容器，所述电容器在第一电极与第二电极之间具有铁电绝缘材料。所述电容器还在所述第二电极与所述铁电绝缘材料之间具有金属氧化物。所述金属氧化物具有小于或等于约的厚度。一些实施例包含一种形成组合件的方法。在含半导体基底上方形成第一电容器电极。在所述第一电极上方形成铁电绝缘材料。在所述铁电绝缘材料上方形成含金属材料。氧化所述含金属材料以由所述含金属材料形成金属氧化物。在所述金属氧化物上方形成第二电极。

技术领域

本发明涉及铁电组合件及形成铁电组合件的方法。在一些应用中，本发明涉及铁电电容器及形成铁电电容器的方法。

背景技术

电容器是可在集成电路中使用的电子组件。电容器具有通过电绝缘材料分离的两个电导体。作为电场的能量可静电地存储在此材料内。

铁电电容器具有铁电材料作为绝缘材料的至少一部分。铁电材料的特征在于具有两种稳定极化状态。铁电材料的极化状态可通过施加合适编程电压来改变，且在移除所述编程电压之后(至少在一段时间内)保持不变。

在一些应用中，电容器可用于存储器/存储装置中。例如，铁电电容器可并入到铁电随机存取存储器(FeRAM)中。

FeRAM可具有许多吸引人的特征，包含非易失性、低功耗、高速操作等。然而，在制造包括FeRAM的高度集成存储器时遇到困难。期望开发适用于FeRAM的新电容器及制造FeRAM的新方法。

除电容器之外，铁电材料还可用于其它组合件中。例如，铁电材料可用于铁电场效应晶体管(FeFET)及铁电隧道结(FTJ)装置中。期望开发出可跨广泛范围的铁电组合件利用的改进装置；包含例如铁电电容器、FeFET及FTJ装置。

附图说明

图1到5是在用于制造铁电装置的实例方法的实例过程阶段的构造的示意性横截面图。

图6是包括实例铁电装置的构造的示意性横截面图。

图7是包括实例铁电装置的构造的示意性横截面图。

图8是包括铁电装置的实例存储器阵列的示意图。

图9是包括铁电电容器的实例存储器单元的示意图。

图10是包括实例铁电装置的构造的示意性横截面图。

具体实施方式

一些方面包含认识到常规铁电电容器的问题是：在铁电材料内，且特别是沿着铁电材料与跨铁电材料形成的上电极之间的界面，可能存在氧空位。氧空位可能不利地影响铁电电容器的性能，且在一些应用中可能不利地影响利用铁电电容器的存储器/存储装置(例如，FeRAM)的性能。一些实施例包含形成铁电电容器的方法，其中跨铁电材料提供且随后氧化反应性金属，其中此氧化包含使氧流入下伏铁电材料以减少在铁电材料内(或至少在铁电材料的上区内)的氧空位数。接着可跨经氧化反应性金属形成上电极，且铁电材料可保持与沿着邻近上电极的界面具有相对少氧空位的铁电材料相关联的所要操作特性。保留在最终电容器构造中的经氧化金属可将利用本文中所描述的方法形成的电容器与利用常规方法形成的电容器区分开；且一些实施例包含在上电极的至少一部分与铁电材料之间具有经氧化金属的铁电电容器。氧空位的问题可能在电容器之外的其它铁电组合件中(例如，在FeFET及FTJ装置中)发生，且本文中所描述的实施例可能适用于广泛范围的铁电组合件。

参考图1到10描述实例方法及结构。

图1到5描述用于制造实例铁电组合件的实例过程。

参考图1，构造10包括由基底12支撑的电极14。