CN106463512A - 铁电存储器及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供铁电存储器及其形成方法。实例存储器单元可包含形成于衬底中的埋设凹入式存取装置BRAD及形成于所述BRAD上的铁电电容器。
Description
技术领域
本发明大体上涉及半导体装置及方法,且更特定来说涉及铁电装置及其形成方法。
背景技术
存储器装置通常提供为计算机或其它电子装置中的内部、半导体、集成电路。存在许多不同类型的存储器,其尤其包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、铁电式随机存取存储器(FeRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)、电阻式随机存取存储器(RRAM)及快闪存储器。一些类型的存储器装置可为非易失性存储器且可用于需要高存储器密度、高可靠性及低电力消耗的广泛电子应用范围。非易失性存储器可用于(例如)个人计算机、便携式存储器棒、固态驱动机(SSD)、数码相机、蜂窝式电话、便携式音乐播放器(例如MP3播放器)、电影播放器及其它电子装置。不同于在无电力的情况下保持其存储的状态的非易失性存储器单元(例如,快闪存储器单元),易失性存储器单元(例如,DRAM单元)需要电力来保持其存储的数据状态(例如,经由刷新过程)。然而,可比各种非易失性存储器单元(例如快闪存储器单元)更快地操作(例如,编程、读取及擦除等等)各种易失性存储器单元(例如DRAM单元)。
类似于DRAM单元,FeRAM单元可包括与存取装置(例如,晶体管)串联的电容器(例如,铁电电容器)。因而,FeRAM具有优势,例如相较于(例如)快闪存储器的相对快的程序/读取时间。然而,不同于DRAM,FeRAM是非易失性存储器。
附图说明
图1说明根据本发明的数个实施例的存储器阵列的部分的示意图。
图2A说明根据本发明的数个实施例的铁电存储器阵列的部分的横截面图。
图2B说明在图2A中展示的阵列的部分的示意图。
图3说明根据本发明的数个实施例的铁电存储器阵列的部分的横截面图。
图4说明根据本发明的数个实施例的铁电存储器阵列的部分的三维视图。
图5说明根据本发明的数个实施例的铁电存储器阵列的部分的俯视图。
图6说明呈具有根据本发明的数个实施例操作的铁电存储器装置的存储器系统的形式的设备的框图。
具体实施方式
一种铁电存储器阵列包含形成于衬底中的埋设凹入式存取装置(BRAD)及形成于BRAD上的铁电存储装置。
在数个实施例中,铁电存储器阵列可包括在第一导电线(例如,板线)及第二导电线(例如,位线)之间以链式配置(例如,串联)耦合的多个铁电存储装置(例如,铁电电容器)及对应存取装置(例如,晶体管)。存取装置可为埋设凹入式存取装置(BRAD),其栅极耦合到阵列的相应导电线(例如,字线)。
本发明的实施例可提供较之先前FeRAM单元及/或系统的优点。举例来说,数个实施例包括形成于BRAD上且与BRAD有间距的铁电电容器。相较于其它存取装置(例如平面晶体管),BRAD可具有减小的特征大小。同样地,在数个实施例中,铁电电容器可为“容器”电容器(例如,可形成于垂直容器结构中的电容器),相较于(例如)现有技术的平面铁电“平行板”电容器,“容器”电容器可提供更小的特征大小。因而,相较于先前方法,本文描述的数个实施例可提供增大的单元密度。举例来说,数个实施例可实现4F2的单元大小。
在本发明的以下具体实施方式中,参考形成本发明的部分且其中通过说明展示本发明的一或多个实施例可如何实践的附图。足够详细描述这些实施例以使所属领域的一般技术人员实践本发明的实施例,且应理解,可在不脱离本发明的范围的情况下利用其它实施例且做出过程、电及/或结构改变。
本文中的图式遵循编号惯例,其中第一数字对应于图式编号且其余数字识别图式中的元件或组件。可通过类似数字的使用识别在不同图式之间的类似元件或组件。举例来说,108可指代图1中的元件“08”,且类似元件可在图4中标记为408。同样地,如在本文中使用,“数个”特定元件及/或特征可指此类元件及/或特征中的一或多者。
图1说明根据本发明的数个实施例的存储器阵列100的部分的示意图。阵列100包括以链配置(例如,串联连接)的非易失性铁电存储器单元;然而,实施例并不限于此实例。存储器阵列100包含:导电线106-0、106-1、106-2及106-4,其可在本文中称为存取线或“字线”;及交叉导电线108-0、108-1及108-2,其可称为感测线或“位线”。为了易于在数字环境中寻址,从字线106-0到106-3的数目及从位线108-0到108-2的数目各自可为2的某次幂(例如,256个字线乘4,096个位线)。字线及/或位线可包括导电材料(例如,金属,例如氮化钛、氮化钽、铂、铜、钨、氮化钨及/或钌以及其它导电材料及/或其组合)。尽管在图1中展示三根位线及四根字线,但实施例不限于特定数目的位线及/或字线。
存储器阵列100包含单元的串109-0、109-1、109-2,其各自包括铁电存储装置(例如,120-0、120-1、120-2、120-3)及对应存取装置(例如,112-0、112-1、112-2、112-3)。与每一串109-0、109-1及109-2关联的存取装置112-0、112-1、112-2及112-3耦合到相应字线106-0、106-1、106-2及106-3。每一串109-0、109-1及109-2也与相应位线108-0、108-1及108-2关联。串联连接每一串109-0、109-1及109-2的存储器单元。举例来说,存取装置(例如,晶体管)112-0、112-1、112-2及112-3是耦合到在源极选择栅极(例如,场效晶体管(FET))110-0、110-1、110-2与位线接触之间的漏极的源极。源极选择栅极110-0、110-1、110-2经配置以响应于源极选择线(SELECT)104上的信号将相应串选择性地耦合到共用板线(PL)102。尽管未在图1中展示,每一串109-0、109-1及109-2可包含在串的端处耦合的漏极选择栅极,相反,源极选择栅极110-0、110-1、110-2经配置以响应于经由漏极选择线(未图示)施加到其栅极的信号将相应串109-0、109-1及109-2选择性地耦合到相应位线108-0、108-1及108-2。应注意,元件(例如字线106-0、106-1、106-2及106-3、位线108-0、108-1及108-2及串109-0、109-1及109-2)可以一般方式称为字线106、位线108及串109。
在数个实施例中,且如在图1中展示,还串联连接相应串109-0、109-1及109-2的铁电存储装置120-0、120-1、120-2、120-3(例如,铁电电容器)。举例来说,如在下文进一步描述,串中的每一铁电电容器的电极连接到串中的相邻电极的电极。
在数个实施例中,存取装置112是埋设凹入式存取装置(BRAD)。如在下文进一步描述,存取装置112包括源极、漏极及埋设栅极(例如,控制栅极)。铁电存储装置120可为包括在一对电容器电极之间的铁电材料的铁电电容器。如在下文进一步描述,铁电电容器可具有以具有约10:1或更大的纵横比的通孔形成的垂直容器结构;然而,实施例不限于特定纵横比。
铁电电容器120可形成于BRAD 112上,使得其具有间距。因而,相较于可采用平面存取装置(例如,平面晶体管)及/或平面平行板电容器的先前铁电存储器,本发明的实施例可提供优势,例如更小的占用面积及增大的密度。
每一字线106共同耦合对应于存储器单元“行”的数个存取装置112的栅极。每一串109对应于耦合到特定位线108的存储器单元“列”。术语“列”及“行”的使用不意在暗示存储器单元的特定线性(例如,垂直及/或水平)定向。
所属领域的一般技术人员将了解,耦合到经选择的字线(例如,106-0、106-1、106-2及106-3)的数个单元可一起经编程及/或经感测(例如,读取)为存储器单元页。编程(例如,写入)操作可包含激活耦合到未选择的字线(例如,耦合到未经编程的单元的字线)的存取装置,同时将耦合到经选择的字线的存取装置维持于非作用中(例如,非导电)状态。在铁电电容器的电极之间的经施加电压(例如,经由共同板线102及位线108)可导致铁电材料的极化状态。极化可对应于经选择的单元的数据状态(例如,逻辑“0”或“1”)。
感测操作(例如,读取操作)可包含激活耦合到未选择的字线(例如,耦合到未经编程的单元的字线)的存取装置同时将耦合到经选择的字线106的存取装置112维持于非作用中(例如,非导电)状态。感测放大器(未图示)可耦合到位线108,且可用于响应于电容器120的极化基于位线108上的经感测的电流及/或电压来确定经选择的单元的存储数据状态。
图2A说明根据本发明的数个实施例的铁电存储器阵列200的部分的横截面图。图2B说明在图2A中展示的阵列200的部分的示意图。阵列200包括以例如在图1中展示的链式配置耦合的数个铁电存储器单元。存储器单元各自包括形成于相应BRAD(例如,212-0、212-1、212-2)上的铁电电容器(例如,220-0、220-1、220-2)。
存取装置(例如,212-0、212-1、212-2)包括耦合到相应字线(例如,206-0(WL0)、206-1(WL1)、206-2(WL2))的栅极、一对源极/漏极区215、217(例如,作用区)及覆盖材料207。尽管未在图2A中展示,但栅极氧化材料可形成于栅极沟槽的侧壁上,栅极及覆盖材料形成于栅极沟槽中。栅极可包括导电材料(例如掺杂多晶硅材料、氮化钛(TiN)及/或氮化钽(TaN)以及其它导电材料及/或其组合)。存取装置的栅极经定位于衬底203的表面下方(例如,经埋设于衬底中)。衬底203可为半导体衬底、绝缘体上硅(SOI)衬底及/或蓝宝石上硅(SOI)衬底以及其它衬底结构,其可包含(例如)掺杂及/或未掺杂半导体材料。源极/漏极区215、217可为延伸到衬底203中的掺杂区。源极/漏极区215、217可经由离子植入或其它适当掺杂工艺掺杂有各种化学物种(例如,包含磷、砷及/或硼离子的物种)。源极/漏极区215的掺杂浓度可或可不与源极/漏极区217的掺杂浓度相同。存取装置212的覆盖材料可为电介质材料以及其它适当电介质材料,例如氮化硅(SiN)。
阵列200的铁电电容器(例如220-0、220-1、220-2)包括在一对电容器电极229与227之间的铁电材料225。电极229可称为底部电极且电极227可称为顶部电极。电极227及/或电极229可包括导电材料,例如掺杂多晶硅及/或金属材料以及各种其它适当电极材料。铁电材料225可包括各种材料,例如锆钛酸铅(PZT)、钽酸锶铋(SBT)、氧化铪基材料、钙钛矿材料(例如,钛酸钙)及/或钛酸镧铋以及其它铁电材料及/或其组合。在一些实施例中,铁电材料225可包括氧化铪基材料及/或氧化锆基材料。在特定实施例中,氧化铪基材料及/或氧化锆基材料经掺杂有以下各者中的至少一者:硅(Si)、铝(Al)、锗(Ge)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、铌(Nb)、钇(Y)、钡(Ba)、钛(Ti)及/或其组合。
电容器电极229经由导电接触件230耦合到存取装置212的源极/漏极区215。电容器电极227经由导电接触件221及导电接触柱223耦合到存取装置212的源极/漏极区217。
可以类似于DRAM“容器”电容器的方式(除用铁电材料225替换DRAM电容器的电介质材料外)形成铁电电容器220。作为实例,如在图2A中展示,数个导电接触件230可形成于BRAD 212上而与源极/漏极区215、217接触。电介质材料211可形成于衬底上,且数个容器(例如,通孔)可形成于(例如,经蚀刻)导电接触件230上方的电介质材料211中。电极材料可形成于容器中(例如,在容器的侧壁及底部上),且可执行平坦化工艺以形成如展示那样限制于容器内的底部电极229。接着,可在容器中(例如,保形地)形成铁电材料(例如,在底部电极229的侧壁及底部上),且可在容器中形成电极材料(例如,在铁电体225的侧壁及底部上)以充当顶部电极227。可执行平坦化工艺以将顶部电极227限制于容器内。可在电介质材料211中蚀刻数个通孔,且使用导电材料填充通孔以充当顶部电极接触柱223。接着,可图案化且蚀刻导电接触材料以形成导电接触件221,从而将顶部电极227耦合到相应导电接触柱223。
在数个实施例中,可经由原子层沉积(ALD)形成(例如,沉积)铁电材料225,这可因容器的尺寸而是有利的,所述容器(例如)可具有约300埃的长度及/或宽度尺寸或直径及约10千埃或更大的高度。在一些实施例中,容器的尺寸包含从5纳米(nm)到150纳米(nm)的直径范围以及从100纳米到25千埃的长度范围。在容器的纵横比是10:1或更大的例子中,难以使用其它沉积工艺(例如物理气相沉积(PVD))来适当地形成容器内的铁电体。
如在图2A中展示,与对应BRAD 212有间距地形成电容器220。由于相较于平面晶体管,BRAD 212具有更小的物理占用面积,因此(举例来说)可相较于先前的铁电存储器阵列提高阵列200的密度。作为实例,在图2中说明的存储器单元可实现4F2的单元大小。
图3说明根据本发明的数个实施例的铁电存储器阵列300的部分的横截面图。阵列300包括以例如在图1、图2A及图2B中展示的链式配置耦合的数个铁电存储器单元。存储器单元各自包括形成于相应BRAD(例如,312-0、312-1、312-2)上的铁电电容器(例如,320-0、320-1、320-2)。
阵列300的铁电电容器(例如320-0、320-1、320-2)包括在一对电容器电极329与327之间的铁电材料325。电极329可称为底部电极且电极327可称为顶部电极。电容器电极329经由导电接触件330耦合到存取装置312的源极/漏极区315。电容器电极327经由导电接触件321及导电接触柱323耦合到存取装置312的源极/漏极区317。
串联耦合且对准(例如,沿对应串)铁电电容器320-0、320-1、320-2。在一些实施例中,导电接触柱323不完全定位于铁电电容器320-0、320-1、320-2之间。即,导电接触柱323可经定位于不完全处于给定串的相邻铁电电容器320-0、320-1、320-2之间的位置处。举例来说,在一些实施例中,接触柱323至少部分定位于将第一串的铁电电容器与相邻串的铁电电容器分离的隔离区的电介质材料上。因而,导电接触柱323可视为定位于其对应的相应电容器“背后”,这是因为柱323是在电容器320的相邻串之间。
在数个实施例中,相较于平面电容器具有相对高的纵横比的铁电电容器320-0、320-1、320-2能够与数个对应BRAD 312有间距地形成以实现相较于先前铁电存储器的更小的占用面积及增大的密度。在一些实施例中,所实现的铁电链架构是4F2。在一些实施例中,导电接触柱323可经定位于铁电存储装置320-0、320-1的对应串“背后”的位置处以相较于与串的铁电存储装置320-0、320-1(例如,在其之间)对准形成导电接触柱323的实施例而使串的铁电存储装置320-0、320-1能够定位更靠近彼此,这相较于先前铁电存储器可实现更小的占用面积及增大的密度。
图4说明根据本发明的数个实施例的存储器阵列400的部分的三维视图。
存储器阵列400包含经由耦合到选择线404的选择晶体管410而耦合到铁电存储装置420的板线402、数个铁电电容器420、数个电极421、430、接触柱423、存取装置412、字线406、位线408及/或隔离区440。阵列400包括以例如在图1、图2A、图2B及图3中展示的链式配置耦合的数个铁电存储器单元。存储器单元各自包括形成于相应BRAD(例如,412-0、412-1、412-2)上的铁电电容器(例如,420-0、420-1、420-2)。
存取装置(例如,412-0、412-1、412-2)包括耦合到相应字线(例如,406-0、406-1、406-2)的栅极、一对源极/漏极区415、417(例如,作用区)及覆盖材料407。栅极氧化材料可形成于栅极沟槽的侧壁上,栅极及覆盖材料形成于栅极沟槽中。存取装置的栅极经定位于衬底(未图示)的表面下方(例如,经埋设于衬底中)。源极/漏极区415、417可为延伸到衬底中的掺杂区。
如本文描述,阵列400的铁电电容器420包括在一对电容器电极之间的铁电材料。电容器电极对可称为顶部电容器电极及底部电容器电极。铁电电容器420的底部电容器电极是经由导电接触件430耦合到存取装置412的源极/漏极区415。顶部电容器电极是经由导电接触件421及导电接触柱423耦合到存取装置412的源极/漏极区417。
在数个实施例中,可经由原子层沉积(ALD)来形成(例如,沉积)铁电材料,这可因容器的尺寸而是有利的,所述容器(例如)可具有约300埃的长度及/或宽度尺寸或直径,及约10千埃或更大的高度。在容器的纵横比是10:1或更大的例子中,难以使用其它沉积工艺(例如,物理气相沉积(PVD))来适当地形成容器内的铁电体。
使用隔离区440来分离铁电电容器420的额外行。利用隔离区440来将铁电电容器420的第一行与铁电电容器420的相邻及/或平行第二行分离。在一些实施例中,隔离区440包括沉积于沟槽中的电介质材料,所述沟槽平行于铁电存储电容器420而延展。如在本文中进一步描述,在某些实施例中,接触柱423至少部分处于对应于隔离区440的电介质材料上。
图5说明根据本发明的数个实施例的存储器阵列500的部分的俯视图。在图5中展示的部分包含存储器单元的两个串509-0及509-1。区540表示在相邻串509-0及509-1的存取装置(例如,BRAD)之间的隔离区(例如,STI沟槽)。
如在本文中描述,串联耦合(例如,以链式架构)串509-0及509-1的铁电电容器(例如,520-0、520-1、520-2)。即,铁电电容器520-0是经由连接到接触柱523的导电接触件521(例如,顶部导电接触件)耦合到铁电电容器520-1。另外,铁电电容器520-1是经由导电接触件(例如,底部导电接触件)(未图示)耦合到铁电电容器520-2。通过包括沟槽的隔离区540来分离铁电电容器520的第一串509-0与铁电电容器520的第二串509-1,其中隔离区540的至少一部分包括电介质材料。
在一些实施例中,接触柱523经定位于铁电电容器520-0与铁电电容器520-1之间。在某些实施例中,接触柱523经定位于铁电电容器520-0与铁电电容器520-1之间等距的位置处。即,在某些实施例中,接触柱523与铁电电容器520-0之间的距离等于接触柱523与铁电电容器520-1之间的距离。在某些实施例中,接触柱523经定位于与铁电电容器520-0、520-1的前侧及背侧等距的位置处。即,接触柱523经定位于铁电电容器520-0与铁电电容器520-1之间的相对中心的位置处。
在一些实施例中,接触柱523经定位于在铁电电容器520“背后”的位置处。举例来说,当接触柱523不定位于铁电电容器520之间的相对中心位置的位置处时,接触柱523经定位于串509-0中的铁电电容器520“背后”。在一些实施例中,接触柱523经形成使得接触柱523的至少一部分在隔离区540的部分上。举例来说,在一些实施例中,接触柱523至少部分定位于将第一串509-0的铁电电容器520与相邻串509-1的铁电电容器分离的隔离区540的电介质材料上。因而,导电接触柱523可视为定位于其对应的相应电容器520“背后”,这是因为柱523在电容器520的相邻串509之间。
阵列500的铁电电容器520包括在一对电容器电极529与527之间的铁电材料525。电极529可称为底部电极且电极527可称为顶部电极。
电容器电极529经由导电接触件耦合到存取装置的源极/漏极区。电容器电极527经由导电接触件521及导电接触柱523耦合到存取装置的源极/漏极区。
在数个实施例中,可经由原子层沉积(ALD)形成(例如,沉积)铁电材料525,这可因容器的尺寸而是有利的,所述容器(例如)可具有约300埃的长度及/或宽度尺寸或直径571-1、571-2及约10千埃或更大的高度。直径571-1、571-2可为特征大小(F)。另外,铁电材料525可具有约100埃的长度577、约50埃的长度575及约50埃的长度573。在容器的纵横比是10:1或更大的例子中,难以使用其它沉积工艺(例如物理气相沉积(PVD))来适当地形成容器内的铁电体。
将接触柱523定位于铁电电容器串509-0、509-1“背后”节省铁电存储器阵列500内的空间。举例来说,将接触柱523定位于与隔离区540相关联的电介质部分可相较于接触柱523定位于铁电电容器520-0、520-1之间的实施例而使铁电电容器520-0能够定位于相对更靠近铁电电容器520-1的位置处。
图6说明呈具有根据本发明的数个实施例的铁电存储器阵列600的存储器系统650的形式的设备的框图。存储器系统650包含耦合到存储器装置654的存储器存取装置652(例如,主机处理器、固件等等),存储器装置654包含非易失性铁电存储器单元的阵列600(例如下文中描述的存储器单元)。在数个实施例中,存储器装置654、存储器阵列600及/或控制器655也可视为“设备”。
存储器装置654及存储器存取装置652可经实施为单独集成电路,或存取装置652及存储器装置654可并入到相同集成电路、芯片或封装中。存储器存取装置652可为离散装置(例如,微处理器)或在固件中实施的一些其它类型的处理电路,例如专用集成电路(ASIC)。
I/O连接672及控制连接670包括在存储器存取装置652与存储器装置654之间的通信接口。图6的实施例包含地址电路658以通过I/O电路662锁存通过I/O连接672提供的地址信号。通过行解码器650及列解码器666接收及解码地址信号以存取存储器阵列600。
存储器装置654通过使用读取/锁存电路668感测存储器阵列列中的电压及/或电流改变而感测存储器阵列600中的数据。读取/锁存电路668可读取及锁存来自存储器阵列600的页(例如,行)数据。I/O电路662经包含用于在I/O连接672上与存储器存取装置652双向数据通信。写入电路664经包含以将数据写入到存储器阵列600。
可实施为控制逻辑电路、软件及/或固件的控制器655解码从存储器存取装置652通过控制连接670传达的信号。控制器655可控制存储器装置654上及存储器阵列600的操作,其包含(例如)数据感测(例如,读取)及数据编程(例如,写入)。
尽管已在本文中说明及描述特定实施例,但所属领域的一般技术人员将了解,经计算以实现相同结果的布置可取代展示的特定实施例。本发明希望涵盖本发明的各种实施例的调适或变化。应理解,已以说明性方式而非限制性方式做出上述描述。所属领域的技术人员在审阅上述描述后将明白未在本文中特别描述的上述实施例的组合及其它实施例。本发明的各种实施例的范围包含其中使用上述结构及方法的其它应用。因此,应参考所附权利要求书连同涵括此权利要求书的等效物的全部范围确定本发明的各种实施例的范围。
在前述具体实施方式中,出于流线化本发明的目的,各种特征共同分组于单个实施例中。本发明的此方法不应解释为反映本发明的所揭示实施例必须使用多于在每一权利要求中明确叙述的特征的意图。而是,如所附权利要求书反映,发明标的物可存在于少于单个所揭示实施例的所有特征中。因此,所附权利要求书特此并入具体实施方式中,其中每一权利要求单独作为独立实施例。
Claims (30)
1.一种存储器单元,其包括:
埋设凹入式存取装置BRAD,其形成于衬底中;以及
铁电电容器,其形成于所述BRAD上。
2.根据权利要求1所述的存储器单元,其中所述铁电电容器是具有形成于其中的铁电材料的容器电容器。
3.根据权利要求2所述的存储器单元,其中经由原子层沉积形成所述铁电材料。
4.根据权利要求2所述的存储器单元,其中所述铁电材料形成于所述容器电容器的容器中的电极材料的侧壁上。
5.根据权利要求4所述的存储器单元,其中所述容器的高度不小于约10千埃,且所述容器的直径不大于约600埃。
6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的存储器单元,其中在第一源极/漏极区与对应于所述BRAD的第二源极/漏极区之间形成所述BRAD的栅极,且其中在所述第一及所述第二源极/漏极区中的至少一者的上表面下方形成所述栅极。
7.根据权利要求6所述的存储器单元,其中所述铁电电容器的底部电极耦合到所述第一源极/漏极区,且其中所述铁电电容器的顶部电极耦合到所述第二源极/漏极区。
8.根据权利要求7所述的存储器单元,其进一步包括耦合到所述顶部电极及所述第二源极/漏极区的导电接触件。
9.根据权利要求8所述的存储器单元,其中所述导电接触件至少部分形成于所述第二源极/漏极区上,且至少部分形成于对应于所述存储器单元与相邻存储器单元之间的隔离区的电介质材料上。
10.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的存储器单元,其中所述铁电电容器与所述BRAD有间距。
11.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的存储器单元,其中所述存储器单元实现4F2架构,其中F是对应于所述存储器单元的特征大小。
12.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的存储器单元,其中所述铁电电容器与相邻存储器单元的铁电电容器串联耦合。
13.一种用于形成存储器单元的方法,其包括:
在衬底中形成埋设凹入式存取装置BRAD,其中在第一源极/漏极区的上表面下方及在对应于所述BRAD的第二源极/漏极区的上表面下方形成所述BRAD的栅极;
在所述BRAD的覆盖材料上且在所述第一源极/漏极区上形成第一电极接触件;
在所述第一电极接触件上形成对应于铁电电容器的容器;
在所述容器中且在所述第一电极接触件上形成所述铁电电容器的底部电极;
在所述容器中形成铁电材料;
在所述容器中形成顶部电极;以及
在所述第二源极/漏极区上形成导电柱的至少一部分,其中所述导电柱经由第二电极接触件耦合到所述顶部电极。
14.根据权利要求13所述的方法,其包括使所述铁电电容器与所述BRAD有间距地形成。
15.根据权利要求13所述的方法,其包括:
在所述BRAD与相邻存储器单元的BRAD之间形成隔离区;以及
在对应于所述隔离区的电介质材料上形成所述导电柱的至少一部分。
16.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括形成与第一导电线与第二导电线之间的数个额外存储器单元的相应铁电电容器串联的所述铁电电容器。
17.根据权利要求13到16中任一权利要求所述的方法,其中所述容器具有至少20:1的纵横比,且其中形成所述容器中的所述铁电材料包括沉积以下各者中的至少一者:
锆钛酸铅PZT材料;
钽酸锶铋SBT材料;
氧化铪基材料;以及
氧化锆基材料。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述氧化铪基材料及所述氧化锆基材料经掺杂有以下各者中的至少一者:硅Si、铝Al、锗Ge、镁Mg、钙Ca、锶Sr、铌Nb、钇Y、钡Ba、钛Ti及/或其组合。
19.一种铁电随机存取存储器FeRAM,其包括:
第一多个铁电电容器,其在第一导电线与第二导电线之间串联耦合;以及
第二多个铁电电容器,其在所述第一导电线与第三导电线之间串联耦合;
其中所述第一及第二多个铁电电容器中的每一者耦合到具有形成于所述对应铁电电容器下方的栅极电极的相应埋设凹入式存取装置BRAD。
20.根据权利要求19所述的FeRAM,其中所述第一多个铁电电容器中的每一者形成于容器中且包含:
底部电极,其形成于所述容器的侧壁上及底部电极接触件上;
铁电材料,其形成于所述容器中及所述底部电极的侧壁上;以及
顶部电极,其形成于所述容器中及所述铁电材料的侧壁上,所述顶部电极经由导电柱耦合到所述对应BRAD的源极/漏极区,其中所述导电柱的至少第一部分形成于将对应于所述第一多个铁电电容器的BRAD与对应于所述第二多个铁电电容器的BRAD分离的隔离区的电介质材料上。
21.根据权利要求20所述的FeRAM,其中所述第一导电线是板线,所述第二导电线是位线,且所述第三导电线是不同位线。
22.根据权利要求18到21中任一权利要求所述的FeRAM,其中所述第一多个铁电电容器中的至少一者包括铁电存储材料,其选自包含以下各者的群组:
锆钛酸铅PZT;以及
钽酸锶铋SBT;
氧化铪基材料;以及
氧化锆基材料。
23.根据权利要求18到21中任一权利要求所述的FeRAM,其中所述第一多个铁电电容器包含至少四个铁电电容器。
24.根据权利要求18到21中任一权利要求所述的FeRAM,其中所述第一多个铁电电容器包含至少八个铁电电容器。
25.根据权利要求18到21中任一权利要求所述的FeRAM,其进一步包括:
第一选择装置,其经配置以将所述第一多个铁电电容器选择性地耦合到所述第一导电线;以及
第二选择装置,其经配置以将所述第二多个铁电电容器选择性地耦合到所述第一导电线。
26.一种用于形成铁电随机存取存储器FeRAM的方法,其包括:
形成对应于相应第一多个存储器单元的第一多个埋设凹入式存取装置BRAD;
在所述第一多个BRAD上形成第一多个铁电电容器;以及
形成对应于相应第二多个存储器单元的第二多个BRAD;以及
在所述第二多个BRAD上形成第二多个铁电电容器;
其中所述第一多个铁电电容器在第一导电线与第二导电线之间彼此串联耦合;且
其中所述第二多个铁电电容器在所述第一导电线与第三导电线之间彼此串联耦合。
27.根据权利要求26所述的方法,其中形成所述第一多个BRAD包括:
使用以下各者中的至少一者形成所述多个BRAD的栅极:
多晶硅材料;
氮化钛;以及
氮化钽。
28.根据权利要求26所述的方法,其中形成所述第一多个BRAD包括:
在衬底的表面下方形成所述BRAD的栅极。
29.根据权利要求26到28中任一权利要求所述的方法,其中形成所述第一多个铁电电容器包括:
在所述第一多个BRAD上形成数个导电接触件;
在所述导电接触件上沉积电介质材料;
蚀刻所述电介质材料中的数个容器;
将第一导电材料沉积于所述数个容器中;
经由原子层沉积将铁电材料沉积于所述第一导电材料上;以及
将第二导电材料沉积于所述数个容器中。
30.根据权利要求29所述的方法,其中所述第一导电材料充当所述铁电电容器的底部电极,且所述第二导电材料充当所述铁电电容器的顶部电极。
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