CN107251223A - 存储器单元 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种存储器单元，其包含选择装置及与所述选择装置串联电耦合的电容器。所述电容器包含两个导电电容器电极，其具有介于其之间的铁电材料。所述电容器具有从所述电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径。存在从所述一个电容器电极到所述另一电容器电极的平行电流泄漏路径。所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征路径，且具有比所述本征路径低的总电阻。本发明揭示其它方面。

Description

存储器单元
技术领域
本文所揭示的实施例涉及存储器单元。
背景技术
存储器是一种类型的集成电路，且其用于计算机系统中以存储数据。可将存储器制造成个别存储器单元的一或多个阵列。可使用数字线(其也可称为位线、数据线、感测线或数据/感测线)及存取线(其也可称为字线)来对存储器单元写入或从存储器单元读取。数字线可沿阵列的列导电地互连存储器单元，且存取线可沿阵列的行导电地互连存储器单元。可通过数字线与存取线的组合来唯一地寻址每一存储器单元。
存储器单元可为易失性或非易失性的。非易失性存储器单元可在较长时间段(其包含关闭计算机时)内存储数据。易失性存储器耗散且因此在许多实例中需要被每秒多次刷新/重写。无论如何，存储器单元经配置以在至少两个不同可选择状态中保存或存储存储器。在二进制系统中，将状态视为“0”或“1”。在其它系统中，至少一些个别存储器单元可经配置以存储信息的两个以上电平或状态。
电容器是可用于存储器单元中的一种类型的电子组件。电容器具有由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于此材料内。一种类型的电容器是铁电电容器，其具有铁电材料作为绝缘材料的至少部分。铁电材料的特征在于具有两个稳定极化状态。铁电材料的极化状态可通过施加适合编程电压来改变且在移除所述编程电压之后保持(至少达一段时间)。每一极化状态具有不同于另一极化状态的电荷存储电容，且其可在无需使所述极化状态反转的情况下理想地用于写入(即，存储)及读取存储器状态，直到期望使此极化状态反转。不太令人满意的是，在具有铁电电容器的某一存储器中，读取存储器状态的动作会使极化反转。因此，在确定极化状态之后，进行存储器单元的重写以在其确定之后使存储器单元即时进入预读取状态中。无论如何，并入铁电电容器的存储器单元理想地是非易失性的，这归因于形成电容器的部分的铁电材料的双稳态特性。
一种类型的存储器单元具有与铁电电容器串联电耦合的选择装置。即使当选择装置闲置时(即，当非作用中或“切断”时)，电流通常通过选择装置来泄漏到相邻衬底材料。这导致铁电电容器的相邻电极处的电压下降，因此在两个电容器电极之间产生电压差。这导致当存储器单元闲置时跨越铁电材料来施加电场。即使此电场较小，其也会使铁电材料中的个别偶极开始翻转且一直到所有偶极被翻转，从而擦除存储器单元的经编程状态。这可在短时间内发生，借此破坏或妨碍存储器单元的非易失性。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的存储器单元的示意图。
图2是根据本发明的实施例的存储器单元的部分的示意性截面图。
图3是根据本发明的实施例的存储器单元的部分的示意性截面图。
图4是根据本发明的实施例的存储器单元的部分的示意性截面图。
图5是根据本发明的实施例的存储器单元的部分的示意性截面图。
图6是图5构造的存储器单元的俯视图。
图7是根据本发明的实施例的存储器单元的部分的示意性截面图。
图8是根据本发明的实施例的存储器单元的部分的示意性截面图。
图9是根据本发明的实施例的存储器单元的部分的示意性截面图。
图10是图9构造的存储器单元的俯视图。
具体实施方式
参考示意图1来展示及首先描述根据本发明的实施例的存储器单元10。具有存储器单元10的集成电路(未展示)可具有相对于存储器阵列或子阵列而制造的数千个或数百万个此类存储器单元，且并非为本文的揭示内容的特别材料。此类阵列或子阵列可具有多个存取线及选择线，其在其之间的交叉处具有个别存储器单元10。个别存储器单元可被视为包括构成个别存取线及交叉个别选择线的部分。
存储器单元10包括选择装置12及(例如)由导电(即，电)路径16来与选择装置12串联(即，电路)电耦合的电容器14，如所展示。在所描绘的图式中，电容器14可被视为包括两个导电电容器电极18及20，其具有介于其之间的铁电材料19。在物理上，路径16可仅为由电容器14及选择装置12共享的单个电极。电容器14包括从电容器电极18或20中的一者穿过铁电材料19而到另一电容器电极的本征电流(即，电)泄漏路径。为清楚起见，图1中将此本征路径示意性地展示为围绕铁电材料19运行的路径22中的虚线。然而，实际上，路径22将本征地/固有地穿过铁电材料19而到电容器电极18及20中的每一者，且介于电容器电极18及20中的每一者之间。本征路径22将具有某一相对较高的整体/总电阻(即，电)，当装置14在操作中用作电容器时，所述电阻被示意性地指示为电阻器24。电阻器24的总电阻将取决于铁电材料19的组合物、铁电材料19的厚度，及铁电材料19内的偶极定向。电阻器24可固有地为非线性/可变电阻器，借此其电阻具电压相依性。
存储器单元10包括从一个电容器电极18或20到另一电容器电极的平行(即，电路平行)电流泄漏路径26。在一个实施例中，平行路径26具有0.4eV到5.0eV的主导带隙，且在一个实施例中，所述主导带隙小于铁电材料19的主导带隙。如果平行路径26的长度远短于路径24，那么此主导带隙可大于铁电材料19的主导带隙。无论如何，在一个实施例中，平行路径26具有低于本征路径22的总电阻的某一总电阻(例如，展示为电阻器28)。仅举例来说，通过本征泄漏路径22的总电阻可为1×1011欧姆到1×1018欧姆，且通过平行泄漏路径26的总电阻可为1×109欧姆到1×1017欧姆。
选择装置12可为任何现存或待开发的选择装置，其包含多个装置。实例包含二极管、场效应晶体管及双极晶体管。在操作中，当存储器单元闲置时(即，当与存储器单元10相关联的集成电路在操作上是“接通的”但不发生存储器单元10的“读取”或“写入”操作时)，选择装置12将展现电流泄漏。存在选择装置电流泄漏路径30且将其示意性地展示为围绕选择装置12的虚线，但此路径将本征地/固有地穿过选择装置12或到达下伏衬底(例如，保持于接地或其它电势处)。泄漏路径30被展示为具有某一总电阻32。在一个实施例中，平行路径26经配置，使得存储器单元10在闲置时通过其的电流大于或等于存储器单元10在闲置时通过路径30的电流泄漏。此将取决于选择装置12、电容器14、平行路径26的构造及材料，且取决于正常操作中的存储器单元10内的各种点处的电压。理想地且无论如何，此使闲置时的电极18及20处的电压彼此相等或至少非常接近(例如，差值在50毫伏特内)，借此当存储器单元10闲置时，铁电材料19内不产生电场或产生可忽略的电场。举例来说且进一步来说，闲置时的跨越电容器的任何电压差理想地使得铁电材料19中的任何电场比铁电场材料19的本征矫顽场低至少20倍。此可排除铁电材料19内的非所期望偶极方向变化。替代地，作为实例，此可至少减小时间风险或增加铁电材料19内的非所期望偶极方向变化之前的时间。
在一个实施例中，平行路径26中的电阻器28是电容器电极18与20之间的非线性电阻器，其在较高电压(例如，在1到5伏特之间)处展现比较低电压(例如，小于250毫伏特)处的总电阻高的总电阻。理想地，此非线性电阻器经形成以趋向于提供比较低电压处于闲置时大的较高电压“读取”及“写入”操作期间的平行路径26中的电流泄漏的减小量值。
存取线及选择线(两者都未展示)可与存储器单元10相关联。举例来说，选择装置12可为简单两端子二极管或其它两端子装置。接着，可使用交叉点状阵列来构造，借此作为电容器电极18的部分的导电路径11而与存取线或选择线(未展示)连接，或是存取线或选择线(未展示)的部分，且作为选择装置12的部分的导电路径13而与存取线或选择线(未展示)的另一者连接，或是存取线或选择线(未展示)的另一者的部分。作为替代实例，选择装置12可为场效应晶体管。接着，作为实例，导电路径11可为共同用于存储器阵列或子阵列内的多个电容器14(未展示)的电容器单元电极18的部分，组件16可为晶体管的一个源极/漏极区域，且组件13可为晶体管的另一源极/漏极区域。晶体管的源极(未展示)可为存取线(未展示)的部分，且源极/漏极组件13可与感测线(未展示)的部分连接，或可为感测线(未展示)的部分。当然，可替代地使用其它架构及构造。
图2示意性地展示包括电容器14及平行电流泄漏路径26的存储器单元10的部分的实例物理构造。在适当处，已使用来自上述实施例的相同元件符号，其中使用不同元件符号来指示一些差异。选择装置12(未展示)可电耦合到电容器电极18或20中的任一者。材料将位于存储器单元构造10的两侧、立面内及立面外。举例来说，集成电路的其它部分或全部制造组件可提供于围绕构造10的某一位置处，且并非特别与本文所揭示的发明密切相关(除包含任何适合选择装置12之外，如图1示意图中所展示)。
用于电容器电极18及20的实例导电材料包含元素金属、两种或两种以上元素金属的合金、导电金属化合物及导电掺杂半导电材料中的一或多者。实例铁电材料19包含具有过渡金属氧化物、锆、氧化锆、铪、氧化铪、钛酸锆铅及钛酸锶钡中的一或多者的铁电体，且可在其内具有包括硅、铝、镧、钇、铒、钙、镁、锶及稀土元素中的一或多者的掺杂物。两个具体实例是HfxSiyOz及HfxZryOz。除非另有指示，否则本文所描述的材料及/或结构中的任何者可为均质或非均质的，且无论如何，可连续或不连续地上覆于任何材料上。此外，除非另有指示，否则可使用任何适合现存或待开发的技术(例如原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、外延生长、扩散掺杂及离子植入)来形成每一材料。电容器电极18及20中的每一者的实例厚度是25到300埃，而铁电材料19的实例厚度是15到200埃。在本发明中，将“厚度”本身(非前面的方向形容词)定义为从不同组合物的紧邻材料或紧邻区域的最接近表面垂直地通过给定材料或区域的平均直线距离。另外，本文所描述的各种材料可具有基本上恒定厚度或具有可变厚度。如果具有可变厚度，那么除非另有指示，否则厚度是指平均厚度。
平行路径26被展示为由材料34包围或位于材料34内。实例材料34包含非晶硅、多晶硅、锗、硫属化物(例如，金属二硫属化物)、富硅氮化硅、富硅氧化硅及适当地掺杂有导电性增强掺杂物(例如掺杂有Ti、Ta、Nb、Mo、Sr、Y、Cr、Hf、Zr及镧系离子的SiO2及/或Si3N4)的本征电介质材料中的一或多者。材料34及借此平行路径26可主要(即，大于50原子％)包括此类材料。这些材料中的任何者可经掺杂或未经掺杂以提供在存储器单元10闲置时流动通过其的电流泄漏的所期望总电阻。在一个实施例中，材料34是均质的，借此电容器电极18与20之间的平行路径26是均质的。在一个实施例中，材料34是非均质的，借此电容器电极18与20之间的平行电路是非均质的。在其中材料34及借此平行路径26是非均质的实施例中，平行路径26可归因于其内的不同组合物材料具有不同带隙而具有多个带隙。然而，平行路径26将具有可取决于平行路径26内的个别不同材料的相应容量的0.4eV到5.0eV的主导(意味着主控)带隙。因此且无论如何，“主导”被使用且应用于本文，不论特定路径/材料的均质性如何。在一个实施例中，铁电材料19的主导带隙可低于平行路径26的主导带隙。在一个实施例中，使平行路径26的最小长度长于铁电材料19的最小厚度。作为一个实例，当铁电材料及平行路径的主导带隙大致相同时，可在平行路径中的状态的密度等于或大于铁电材料中的状态的密度时使用此长度关系。作为另一实例，当铁电材料的主导带隙小于平行路径的主导带隙时，可在平行路径中的状态的密度等于或大于铁电材料中的状态的密度时使用此长度关系。
在一个实施例中且如图2中所展示，材料34及借此平行路径26直接抵靠铁电材料19。在本发明中，当所陈述的材料或结构相对于彼此存在至少某一物理触摸接触时，材料或结构“直接抵靠”另一材料或结构。相比来说，前面未加“直接”的“上方”、“上”及“抵靠”涵盖“直接抵靠”以及其中介入材料或结构导致所陈述的材料或结构相对于彼此的非物理触摸接触的构造。如果两个所陈述的材料并非直接彼此抵靠，那么具有不同组合物的材料介于其之间。如本文所使用，举例来说，如果此类材料是非均质的，那么“不同组合物”仅需要可直接彼此抵靠的两个所陈述材料的部分在化学上及/或物理上是不同的。如果两个所陈述的材料并非直接彼此抵靠，那么“不同组合物”仅需要：如果此类材料是非均质的，那么彼此最接近的两个所陈述材料的部分在化学上及/或物理上是不同的。图3描绘替代实施例存储器单元10a，其中平行路径26并非直接抵靠铁电材料19a。在适当处，已使用来自上述实施例的相同元件符号，其中使用后缀“a”或使用不同元件符号来指示一些构造差异。电容器14a被展示为包括间隔于材料34与19a之间的某一材料21(例如电介质材料，例如二氧化硅及/或氮化硅)，借此平行路径26并非直接抵靠铁电材料19a。可使用如上文所描述的任何其它属性或构造。
图4展示另一实例实施例存储器单元10b。在适当处，已使用来自上述实施例的相同元件符号，其中使用后缀“b”或不同元件符号来指示一些构造差异。存储器单元10b中的材料34b(及借此平行路径26b)本质上被展示为穿过铁电材料19b，借此构成电容器构造14b的内部部分且具有两个横向侧35(即，在至少一个直线横截面中)，两个横向侧35中的每一者直接抵靠铁电材料19b。可使用如上文所描述的任何其它属性或构造。
平行电流泄漏路径可具有等于、大于或小于两个电容器电极之间的铁电材料的最小厚度的最小长度。在一个实施例中，平行路径具有两个电容器电极之间的铁电材料的最小厚度的5％内的最小长度。图2到4本质上将平行路径26展示为具有基本上等于铁电材料19/19a/19b的最小厚度的最小长度。举例来说，即使在图2及图3实施例中，穿过材料34的最短路径(例如最小长度)是从电容器电极18的材料的最右下角到电极20的材料的最右上角，但为清楚起见，图2及3中将平行路径26示意性地展示为穿过材料34的宽拱形路径。在一些实施例中，平行路径可具有大于两个电容器电极之间的铁电材料的最小厚度的最小长度，在一个实施例中，其在两个电容器电极之间的铁电材料的最小厚度的30％内，且在一个实施例中，其是两个电容器电极之间的铁电材料的最小厚度的至少两倍。
图5及6中展示另一实例实施例存储器单元10c。在适当处，已使用来自上述实施例的相同元件符号，其中使用后缀“c”或使用不同元件符号来指示一些构造差异。电容器14c包括第一导电电容器电极20c，其具有基底40及从基底40延伸的横向间隔(即，在至少一个直线横截面中)壁42。横向间隔壁42具有对向侧表面43。第二导电电容器电极18c横向地介于第一电容器电极20c的壁42之间。铁电材料19c横向地介于第一电容器电极20c的壁42之间，且横向地介于第二电容器电极18c与第一电容器电极20c之间。在一个实施例中，铁电材料19c包括具有侧表面44的横向间隔壁45(图5)。电容器14c包括从第一电容器电极20c及第二电容器电极18c中的一者穿过铁电材料19c而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径22。
平行电流泄漏路径26c介于第二电容器电极18c与第一电容器电极20c的基底40的表面41之间。平行路径26电路平行于本征路径22且具有比本征路径22低的总电阻。在一个实施例中，平行路径26c在具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的材料34c内且穿过材料34c，且在一个实施例中，其带隙小于铁电材料19c的带隙。图5展示实例实施例，其中平行路径26c的最小长度比铁电材料19c的最小厚度大两倍。在一个实施例中，材料34c直接抵靠第一电容器电极42的基底40的表面41。在一个实施例中，材料34c直接抵靠铁电材料19c的横向间隔壁45的侧表面44。选择装置12(未展示)将与电容器14c串联电耦合，具体来说，与第一电容器电极20c或第二电容器电极18c中的一者串联电耦合。在一个实施例中且如所展示，材料34c并非直接抵靠第一电容器电极20c的横向间隔壁42的侧表面43。在一个实施例中且如所展示，第一电容器电极20c包括环形物48，且在一个实施例中，铁电材料19c包括环形物50。可使用如上文所描述的任何其它属性或构造。
任何适合技术均可用于制造图5及6构造。作为实例，可形成第一电容器电极20c及铁电材料19c作为电介质材料(未展示)中的开口内的相应衬层。接着，可使铁电材料19c各向异性地蚀刻穿过第一电容器电极20c的基底以产生如图5中所展示的材料19c构造。接着，材料34c可经沉积且经回蚀以产生如图5中所展示的其构造，接着沉积且回抛或回蚀材料18c。
图7描绘由图5及6展示的存储器单元的替代实施例存储器单元10d。在适当处，已使用来自上述实施例的相同元件符号，其中使用后缀“d”或使用不同元件符号来指示一些构造差异。铁电材料19d具有横向间隔壁45从其延伸的基底54。材料34d延伸穿过铁电材料19d的基底54。在一个实施例中且如所展示，材料34d并非直接抵靠铁电材料19d的横向间隔壁45的横向侧表面44。选择装置12(未展示)将与电容器14d串联电耦合，具体来说，电耦合到电容器电极18d或20c中的一者。当然，任何适合技术可用于制造图7构造。举例来说，可形成第一电容器电极20c及铁电材料19d作为电介质材料(未展示)中的开口内的相应衬层。接着，可首先形成材料18d作为剩余开口内的衬层，其具有铁电材料19d作为其侧壁且留下具有等于材料34d的横向宽度的横向宽度的空隙空间。接着，可使材料18d衬层各向异性地蚀刻穿过铁电材料19d的基底。此接着蚀刻穿过铁电材料19d的基底而到材料20c以产生图7中所展示的材料19d的最终构造。接着，材料34d可经沉积且经回蚀以产生其最终构造，接着沉积且回抛或回蚀剩余材料18d。可使用如上文所描述的任何其它属性或构造。
图8中展示另一实施例存储器单元10e。在适当处，已使用来自上述实施例的相同元件符号，其中使用后缀“e”或使用不同元件符号来指示一些构造差异。不论是否具有基底40，第一电容器电极20c具有横向间隔壁42。材料34e内的平行电流泄漏路径26e介于第二电容器电极18c与第一电容器电极20c的横向间隔壁42的表面60之间。在一个实施例中且如所展示，表面60包括第一电容器电极20c的横向间隔壁42的横向侧表面。无论如何，在一个实施例中且如所展示，材料34e直接抵靠第一电容器电极20c的壁42的表面60。在其中第一电容器电极20c具有基底40(横向间隔壁42从其延伸)的一个实施例中，材料34e可直接抵靠第一电容器电极20c的基底40的表面61。选择装置12(未展示)将与电容器14e串联电耦合，具体来说，电耦合到电容器电极18c或20c中的一者。当然，任何适合技术可用于制造图8构造。举例来说，可形成第一电容器电极20c作为电介质材料(未展示)中的开口内的衬层。接着，材料34e可经沉积且经回蚀以产生其构造，如图8中所展示。此可接着沉积铁电材料19e作为剩余开口内的衬层且随后使其各向异性地蚀刻穿过材料19e的基底。接着，可沉积材料18c且将其回抛或回蚀成其所描绘的最终构造。可使用如上文所描述的任何其它属性或构造。
图9及10中展示另一实施例存储器单元10f。在适当处，已使用来自上述实施例的相同元件符号，其中使用后缀“f”或使用不同元件符号来指示一些构造差异。存储器单元10f与存储器单元10e的相近类似点在于：平行电流泄漏路径26f介于第二电容器电极18f与第一电容器电极20c的横向间隔壁42的表面之间。然而，在存储器单元10f中，此表面包括第一电容器电极20c的横向间隔壁42的立向最外表面65。此外，在一个实施例中且如所展示，材料34f直接抵靠铁电材料19f的立向最外表面66。此外，在一个实施例中且如所展示，材料34f包括环状物70。当然，任何适合技术可用于制造图9及10构造。举例来说，可形成第一电容器电极20c及铁电材料19f作为电介质材料(未展示)中的开口内的相应衬层。接着，材料18f可经沉积以填充具有铁电材料19f作为其侧壁的剩余开口。接着，可将材料20c、19f及18f共同回蚀或回抛到表面65及66的高度。接着，可沉积材料34f作为剩余开口内的衬层且随后使材料34f各向异性地蚀刻穿过其基底以产生如图9及10中所展示的其最终构造。接着，可沉积剩余材料18f且将回抛或回蚀成其所描绘的最终构造。可使用如上文所描述的任何其它属性或构造。
在一个实施例中，存储器单元(例如10e或10f)具有包括环形物48的第一电容器电极20c。第二电容器电极18c/18f径向地位于第一电容器电极20c的环形物48内。铁电材料19e/19f径向地位于第一电容器电极20c的环形物48内。电容器14e/14f包括从第一及第二电容器电极中的一者穿过铁电材料19e/19f而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径22。平行电流泄漏路径26e/26f介于第二电容器电极18c/18f与第一电容器电极20c的环形物48的表面之间。平行路径26e/26f电路平行于本征路径22且具有比本征路径22低的总电阻。
在一个实施例中，材料34f包括环形物70。在一个实施例中，材料34f直接抵靠环形物48的立向最外表面65。在一个实施例中，铁电材料19f包括环形物50f，且材料34f直接抵靠环形物50f的立向最外表面66。可使用如上文所描述的任何其它属性或构造。
总结
在一些实施例中，一种存储器单元包括选择装置及与所述选择装置串联电耦合的电容器。所述电容器包括两个导电电容器电极，其具有介于其之间的铁电材料。所述电容器包括从所述电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径。存在从所述电容器电极到所述另一电容器电极的平行电流泄漏路径。所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征路径且具有比所述本征路径低的总电阻。
在一些实施例中，一种存储器单元包括选择装置及与所述选择装置串联电耦合的电容器。所述电容器包括两个导电电容器电极，其具有介于其之间的铁电材料。所述电容器包括从所述电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径。存在从所述电容器电极到所述另一电容器电极的平行电流泄漏路径。所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征路径且具有0.4eV到5.0eV的主导带隙。
在一些实施例中，一种存储器单元包括选择装置及与所述选择装置串联电耦合的电容器。所述电容器包括具有基底及从所述基底延伸的横向间隔壁的第一导电电容器电极。第二导电电容器电极横向地介于所述第一电容器电极的所述壁之间。铁电材料横向地介于所述第一电容器电极的所述壁之间且横向地介于所述第二电容器电极与所述第一电容器电极之间。所述电容器包括从所述第一电容器电极及所述第二电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径。在所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述基底的表面之间存在平行电流泄漏路径。所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征路径且具有比所述本征路径低的总电阻。
在一些实施例中，一种存储器单元包括选择装置及与所述选择装置串联电耦合的电容器。所述电容器包括具有横向间隔壁的第一导电电容器电极。第二导电电容器电极横向地介于所述第一电容器电极的所述壁之间。铁电材料横向地介于第一电容器电极的所述壁之间且横向地介于所述第二电容器电极与所述第一电容器电极之间。所述电容器包括从所述第一电容器电极及所述第二电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径。在所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述横向间隔壁的表面之间存在平行电流泄漏路径。所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征路径且具有比所述本征路径低的总电阻。
在一些实施例中，一种存储器单元包括选择装置及与所述选择装置串联电耦合的电容器。所述电容器包括第一导电电容器电极，其包括环形物。第二导电电容器电极径向地位于所述第一电容器电极的所述环形物内。铁电材料径向地位于所述第二电容器电极与所述第一电容器电极之间的所述第一电容器电极的所述环形物内。所述电容器包括从所述第一电容器电极及所述第二电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径。在所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述环状物的表面之间存在平行电流泄漏路径。所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征路径且具有比所述本征路径低的总电阻。
在遵守法规的情况下，已用或多或少专针对结构及方法特征的语言描述本文所揭示的标的物。然而，应了解，权利要求书不受限于所展示及所描述的特定特征，这是因为本文所揭示的构件包括实例实施例。因此，权利要求书应被给予如字面措词的全范围且应根据等效物的教义来适当地加以解释。

Claims (37)

1.一种存储器单元，其包括：
选择装置；
电容器，其与所述选择装置串联电耦合，所述电容器包括两个导电电容器电极，所述两个导电电容器电极具有介于其之间的铁电材料，所述电容器包括从所述电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径；及
平行电流泄漏路径，其从所述一个电容器电极到所述另一电容器电极，所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征路径且具有比所述本征路径低的总电阻。
2.根据权利要求1所述的存储器单元，其中在操作中，当所述存储器单元闲置时，所述选择装置展现电流泄漏，所述平行路径经配置使得所述存储器单元闲置时通过所述平行路径的电流大于或等于所述存储器单元闲置时的所述选择装置的所述电流泄漏。
3.根据权利要求2所述的存储器单元，其中所述平行路径经配置使得所述存储器单元闲置时通过所述平行路径的电流不多于1毫微安。
4.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述平行路径具有0.4eV到5.0eV的主导带隙，且所述主导带隙小于所述铁电材料的主导带隙。
5.根据权利要求1所述的存储器单元，其中在操作中，闲置时横跨所述电容器的任何电压差使得所述铁电材料中的任何电场比所述铁电场材料的本征矫顽场低至少20倍。
6.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述平行路径直接抵靠所述铁电材料。
7.根据权利要求6所述的存储器单元，其中所述平行路径具有两个横向侧，其中每一者直接抵靠所述铁电材料。
8.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述平行路径包括介于所述两个电容器电极之间的非线性电阻器，所述非线性电阻器在较高电压处展现比较低电压处的电阻高的电阻。
9.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述平行路径具有大于所述两个电容器电极之间的所述铁电材料的最小厚度的最小长度。
10.根据权利要求9所述的存储器单元，其中所述平行路径的所述最小长度是所述铁电材料的所述最小厚度的至少两倍。
11.根据权利要求9所述的存储器单元，其中所述平行路径的所述最小长度在所述铁电材料的所述最小厚度的30％内。
12.根据权利要求9所述的存储器单元，其中所述铁电材料的所述主导带隙等于或小于所述平行路径的主导带隙。
13.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述平行路径具有在所述两个电容器电极之间的所述铁电材料的最小厚度的5％内的最小长度。
14.一种存储器单元，其包括：
选择装置；
电容器，其与所述选择装置串联电耦合，所述电容器包括两个导电电容器电极，所述两个导电电容器电极具有介于其之间的铁电材料，所述电容器包括从所述电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径；及
平行电流泄漏路径，其从所述一个电容器电极到所述另一电容器电极，所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征路径，所述平行电流泄漏路径具有0.4eV到5.0eV的主导带隙。
15.根据权利要求14所述的存储器单元，其中所述平行路径的所述主导带隙小于所述铁电材料的主导带隙。
16.根据权利要求14所述的存储器单元，其中所述平行路径主要包括非晶硅、多晶硅及锗中的一或多者。
17.根据权利要求14所述的存储器单元，其中所述平行路径主要包括一或多种硫属化物。
18.根据权利要求14所述的存储器单元，其中所述平行路径主要包括富硅氮化硅、富硅氧化硅，及掺杂有导电性增强掺杂物的本征电介质材料中的一或多者。
19.根据权利要求14所述的存储器单元，其中所述两个电容器电极之间的所述平行路径是均质的。
20.根据权利要求14所述的存储器单元，其中所述两个电容器电极之间的所述平行路径是非均质的。
21.一种存储器单元，其包括：
选择装置；
电容器，其与所述选择装置串联电耦合，所述电容器包括：
第一导电电容器电极，其具有基底及从所述基底延伸的横向间隔壁；
第二导电电容器电极，其横向地介于所述第一电容器电极的所述壁之间；及
铁电材料，其横向地介于所述第一电容器电极的所述壁之间且横向地介于所述第二电容器电极与所述第一电容器电极之间，所述电容器包括从所述第一及第二电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径；及
平行电流泄漏路径，其介于所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述基底的表面之间，所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征路径，且具有比所述本征路径低的总电阻。
22.根据权利要求21所述的存储器单元，其中所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述基底的所述表面之间的所述平行路径位于具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的材料内且穿过所述材料，具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的所述材料直接抵靠所述第一电容器电极的所述基底的所述表面。
23.根据权利要求22所述的存储器单元，其中所述铁电材料包括具有侧表面的横向间隔壁，所述材料具有0.4eV到5.0eV的主导带隙，其直接抵靠所述铁电材料的所述横向间隔壁的所述侧表面。
24.根据权利要求21所述的存储器单元，其中所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述基底的所述表面之间的所述平行路径位于具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的材料内且穿过所述材料，具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的所述材料不直接抵靠所述第一电容器电极的所述横向间隔壁的横向侧表面。
25.根据权利要求21所述的存储器单元，其中：
所述铁电材料具有基底及从所述基底延伸的横向间隔壁；且
所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述基底的所述表面之间的所述平行路径位于具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的材料内且穿过所述材料，具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的所述材料延伸穿过所述铁电材料的所述基底。
26.根据权利要求25所述的存储器单元，其中具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的所述材料不直接抵靠所述铁电材料的所述横向间隔壁的横向侧表面。
27.一种存储器单元，其包括：
选择装置；
电容器，其与所述选择装置串联电耦合，所述电容器包括：
第一导电电容器电极，其具有横向间隔壁；
第二导电电容器电极，其横向地介于所述第一电容器电极的所述壁之间；及
铁电材料，其横向地介于所述第一电容器电极的所述壁之间且横向地介于所述第二电容器电极与所述第一电容器电极之间，所述电容器包括从所述第一及第二电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径；及
平行电流泄漏路径，其介于所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述横向间隔壁的表面之间，所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征路径，且具有比所述本征路径低的总电阻。
28.根据权利要求27所述的存储器单元，其中所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述横向间隔壁的所述表面之间的所述平行路径位于具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的材料内且穿过所述材料，具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的所述材料直接抵靠所述第一电容器电极的所述横向间隔壁的所述表面。
29.根据权利要求28所述的存储器单元，其中所述表面包括所述第一电容器电极的所述横向间隔壁的横向侧表面。
30.根据权利要求28所述的存储器单元，其中所述表面包括所述第一电容器电极的所述横向间隔壁的立面最外表面。
31.根据权利要求30所述的存储器单元，其中所述铁电材料包括立面最外表面，所述材料具有0.4eV到5.0eV的主导带隙，其直接抵靠所述铁电材料的所述立面最外表面。
32.根据权利要求28所述的存储器单元，其中所述第一电容器电极具有基底，所述横向间隔壁从所述基底延伸，所述材料具有0.4eV到5.0eV的主导带隙，其直接抵靠所述第一电容器电极的所述基底的表面。
33.根据权利要求27所述的存储器单元，其中所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述横向间隔壁的所述表面之间的所述平行路径位于具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的材料内且穿过所述材料，具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的所述材料包括环形物。
34.一种存储器单元，其包括：
选择装置；
电容器，其与所述选择装置串联电耦合，所述电容器包括：
第一导电电容器电极，其包括环形物；
第二导电电容器电极，其径向地位于所述第一电容器电极的所述环形物内；及
铁电材料，其径向地位于所述第二电容器电极与所述第一电容器电极之间的所述第一电容器电极的所述环形物内，所述电容器包括从所述第一及第二电容器电极中的一者穿过所述铁电材料而到另一电容器电极的本征电流泄漏路径；及
平行电流泄漏路径，其介于所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述环形物的表面之间，所述平行电流泄漏路径电路平行于所述本征电路，且具有比所述本征路径低的总电阻。
35.根据权利要求34所述的存储器单元，其中所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述环形物的所述表面之间的所述平行路径位于具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的材料内且穿过所述材料，具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的所述材料包括环形物。
36.根据权利要求34所述的存储器单元，其中：
所述环形物的所述表面是所述环形物的立向最外表面；及
所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述环形物的所述表面之间的所述平行路径位于具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的材料内且穿过所述材料，具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的所述材料直接抵靠所述环形物的所述立向最外表面。
37.根据权利要求34所述的存储器单元，其中：
所述铁电材料包括具有立向最外表面的环形物；及
所述第二电容器电极与所述第一电容器电极的所述环形物的所述表面之间的所述平行路径位于具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的材料内且穿过所述材料，具有0.4eV到5.0eV的主导带隙的所述材料直接抵靠所述铁电材料的所述立向最外表面。
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