[发明专利]集成电路（IC）芯片及其形成方法

说明书

本发明的各个实施例涉及存储器单元，其中界面层位于铁电层的底部上，位于底部电极和铁电层之间。界面层是与底部电极和铁电层不同的材料，并且具有与底部电极的顶面相比具有高纹理均匀性的顶面。例如，界面层可以是电介质、金属氧化物或金属，该电介质、金属氧化物或金属是：(1)非晶的；(2)单晶的；(3)具有低晶粒尺寸变化的晶体；(4)具有高百分比的共享共同取向的晶粒的晶体；(5)具有高百分比的具有小晶粒尺寸的晶粒的晶体；或(6)前述的任何组合。应该理解，这样的材料导致界面层的顶面处的高纹理均匀性。本申请的实施例还涉及集成电路(IC)芯片及其形成方法。

技术领域

本申请的实施例提供了集成电路(IC)芯片及其形成方法。

背景技术

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没有电源的情况下存储数据的电子存储器。用于下一代非易失性存储器的有希望的候选者包括铁电随机存取存储器(FeRAM)。FeRAM具有相对简单的结构，并且与互补金属-氧化物-半导体(CMOS)逻辑制造工艺兼容。

发明内容

本申请的一些实施例提供了一种集成电路(IC)芯片，包括存储器单元，其中，所述存储器单元包括：底部电极；铁电层，位于所述底部电极上面；顶部电极，位于所述铁电层上面；以及第一界面层，位于所述铁电层和所述底部电极之间，其中，所述第一界面层的顶面具有比所述底部电极的顶面高的纹理均匀性，以增强所述铁电层的剩余极化。

本申请的另一些实施例提供了一种集成电路(IC)芯片，包括存储器单元，其中，所述存储器单元包括：底部电极；铁电层，位于所述底部电极上面；顶部电极，位于所述铁电层上面；以及第一界面层，位于所述铁电层和所述底部电极之间并且直接接触所述铁电层和所述底部电极，其中，所述第一界面层是非晶材料、单晶材料或晶体材料，其中所述第一界面层中的大多数晶粒共享共同取向和/或具有小于约1纳米的晶粒尺寸。

本申请的又一些实施例提供了一种形成集成电路(IC)芯片的方法，包括：在衬底上方沉积底部电极层；在所述底部电极层上面沉积第一界面层；在所述第一界面层上面并且直接在所述第一界面层上沉积铁电层；在所述铁电层上面沉积顶部电极层；以及图案化所述底部电极层和所述顶部电极层、所述第一界面层以及所述铁电层以形成存储器单元；其中，所述第一界面层的顶面具有比所述底部电极层的顶面大的纹理均匀性。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1示出了具有高纹理均匀性的界面层位于铁电层的底部上的存储器单元的一些实施例的截面图。

图2A和图2B示出了图1的界面层的材料类型变化的存储器单元的一些实施例的截面图。

图3示出了图1的额外界面层位于铁电层的顶部上的存储器单元的一些可选实施例的截面图。

图4A至图4D示出了图3的界面层的材料类型变化的存储器单元的一些实施例的截面图。

图5示出了图1的具有高纹理均匀性的界面层与铁电层交替堆叠的存储器单元的一些可选实施例的截面图。

图6示出了图5的额外界面层位于铁电层之中的最顶部铁电层的顶部上的存储器单元的一些可选实施例的截面图。

图7A和图7B示出了图1的存储器单元集成至集成电路(IC)芯片的互连结构中的存储器单元的一些实施例的各个视图。

图8A至图8C示出了图7A的存储器单元的布局变化的存储器单元的一些可选实施例的截面图。

图9示出了图7A的额外界面层位于如图3中的铁电层的顶部上的存储器单元的一些可选实施例的截面图。