CN117255564A - 一种自发极化存储单元及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自发极化存储单元及其制造方法，存储单元包括自发极化电容和晶体管，自发极化电容结构包括第一电极、第二电极和位于第一电极和第二电极之间的自发极化材料层；所述自发极化材料层包括一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属氧化物。本发明可以降低自发极化电容的矫顽电场和剩余极化翻转所需的电场，有效降低操作电压，芯片电路中应用的操作电压显著降低，不但省略了复杂的提升耐压的电路，而且也省略了复杂的电荷泵，进而使芯片的制造难度显著降低，也大幅度节约了成本。由于所用的操作电压显著降低到低于击穿电压的40％，因而存储单元不容易发生击穿，有效提升了存储单元的耐久度。

Description

一种自发极化存储单元及其制造方法

技术领域

本发明属于存储器制备领域，具体涉及到一种自发极化存储单元及其制造方法。

背景技术

日新月异的半导体应用正在不断改变和改善我们的生活，比如新的智能手机、可穿戴医疗设备、工厂自动化、人工智能等。这一切尖端技术的实现，依靠的正是在后台工作的存储芯片。自冯诺依曼提出的计算机体系结构诞生以来，存储器就是现代计算机系统设计中不可或缺的组成部分，现如今形形色色的计算机系统，如手机、平板电脑、笔记本电脑等，都离不开存储器的参与。随着现代工艺制程及计算机架构的不断发展，对更高集成度、更高存储密度、更高可靠性的存储器的需求也在不断上涨。国内外市场对于作为关键器件的存储器的性能也有了更高的要求。

存储器芯片通过对存储介质进行电子或电荷的充放电标记不同的存储状态实现数据存储，根据断电后存储的信息是否留存分为易失性存储器(断电后信息即消失的存储器)与非易失性存储器(断电后仍能保存信息的存储器)。易失性存储器例如静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)的读写快(纳秒级)，但缺点是在断电情况下信息容易丢失(即插即用)，不能长时间保存数据，并且占用面积较大，成本较高。而闪存存储器(FLASH)等非易失性存储器虽然可以长时间保存数据，成本低、存储密度高，但写入速度慢(毫秒级)，可擦写次数少，无法满足实时处理系统中高速、高可靠性写入和无限次数擦写的要求。以上几种传统存储器的功耗也较高，无法满足未来物联网应用的低功耗需求。

各国研究机构在改进传统存储器性能的同时，也进行了各种新型存储器的探索。新型存储器有着如下特点：1.非易失；2.读写速度快(可达到纳秒级)；3.低功耗；4.高耐久；5.寻址精确。随着未来移动端(手机、PAD、智能手表、穿戴、仪表等等)的需求不断增加，对新型存储器的需求也会不断增加。

超稳态存储器(HsRAM)是一种各方面性能极具优势的新型存储器，是在逻辑芯片基础上，使用High-K(高介电材料)自发极化材料作为电容介质实现存储功能。现有应用高介电极化材料制造存储单元的，如超稳态存储器以及铁电存储器等，其自发极化材料所需要的矫顽电场(coercive field)一般较强，而用来实现剩余极化(remnantpolarization)翻转所需的电场也较强，往往超过击穿电场强度的60％，因而需要较高的操作电压。这使得电路制造难度增加，且存储单元容易被击穿导致读写耐久度不高。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

本发明的目的在于提供一种适合三维结构的自发极化存储单元及其制造方法，通过将自发极化材料进行一种独特的掺杂方式，使自发极化材料的晶相发生改变，实现更为稳定的四方相(tetragonal)或斜方六面体晶相(rhombohedral)，从而降低所需矫顽电场和剩余极化翻转所需的电场，进而解决高操作电压带来的制造难度大和容易被击穿的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种适合三维结构的自发极化电容，包括第一电极、第二电极和位于第一电极和第二电极之间的自发极化材料层；所述自发极化材料层包括一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属氧化物；所述自发极化材料层中包括掺杂层，所述掺杂层遍布在所述自发极化材料层的整层，或者在所述自发极化材料层与所述第一电极或第二电极相邻的边缘部分，或者在所述自发极化材料层的中间部分；所述掺杂层中的掺杂物包括第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物。

作为本发明所述自发极化电容的一种优选方案，其中：所述第III族金属元素包括钪、钇、镧系、铝、镓、铟、铊。

作为本发明所述自发极化电容的一种优选方案，其中：所述第IV族金属元素包括钛、锆、铪、锗、锡、铅。

作为本发明所述自发极化电容的一种优选方案，其中：所述第V族金属元素包括钒、铌、钽、锑、铋。

作为本发明所述自发极化电容的一种优选方案，其中：所述第一电极和第二电极的材料为以下材料中的一种或多种：钛(Ti)、氮化钛(TiN)、氮化钛硅(TiSiNx)、氮化钛铝(TiAlNx)、碳氮化钛(TiCNx)、氮化钽(TaNx)、氮化钽硅(TaSiNx)、氮化钽铝(TaAlNx)、氮化钨(WNx)、硅化钨(WSix)、碳氮化钨(WCNx)、钌(Ru)、氧化钌(RuOx)、铱(Ir)、掺杂多晶硅、透明导电氧化物(TCO)或氧化铱(IrOx)。

作为本发明所述自发极化电容的一种优选方案，其中：所述自发极化材料层包括一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属的氧化物组成的自发极化材料，所述具有自发极化特性的非放射性金属包括钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、镍(Ni)、铁(Fe)、铅(Pb)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。

作为本发明所述自发极化电容的一种优选方案，其中：所述自发极化电容为平面电容。

作为本发明所述自发极化电容的一种优选方案，其中：所述自发极化电容为三维立体电容，所述三维立体电容的内层为第一电极，中间层为自发极化材料层，最外层为第二电极。

作为本发明所述存储单元的一种优选方案，其中：所述存储单元包括晶体管和与所述晶体管的任意一级相连接的自发极化电容，其中所述自发极化电容采用前述任意一项所述的自发极化电容。

为达成前述目的，本发明提供一种三维立体电容的制备方法：所述自发极化材料层是通过化学气相沉积(CVD)或原子沉积(ALD)工艺将一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属的氧化物沉积于所述三维立体电容器的第一电极之上形成；所述掺杂层是通过化学气相沉积(CVD)或原子沉积(ALD)工艺将第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物沉积在所述自发极化材料层中形成。

本发明提供另一种三维立体电容的制备方法：所述自发极化材料层是通过化学气相沉积(CVD)或原子沉积(ALD)工艺将一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属的氧化物沉积于所述三维立体电容器的第一电极之上形成；所述掺杂层是通过离子化物理气相沉积(Ionized-PVD)工艺将第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物沉积在所述自发极化材料层中形成。

本发明提供另一种三维立体电容的制备方法：所述自发极化材料层是通过离子化物理气相沉积(Ionized-PVD)工艺将一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属的氧化物沉积于所述三维立体电容器的第一电极之上形成；所述掺杂层是通过离子化物理气相沉积(Ionized-PVD)工艺将第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物沉积在所述自发极化材料层中形成。

本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种自发极化存储单元的制备方法：包括，在半导体衬底上形成所述晶体管，其包括源极、栅极和漏极；在晶体管上方形成所述自发极化电容；所述自发极化电容的一个电极与所述晶体管的源极、栅极或漏极的其中一极相连接；其中，在形成自发极化电容时，通过ALD或其它方式沉积所述自发极化材料层；所述掺杂层是通过ALD或其它方式将第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物沉积在所述自发极化材料层中形成。

本发明有益效果：

本发明通过对自发极化材料进行一种独特的掺杂方式，使自发极化材料的晶相发生改变，实现更为稳定的四方相(tetragonal)或斜方六面体晶相(rhombohedral)，从而降低所需矫顽电场和剩余极化翻转所需的电场，有效降低了操作电压；芯片电路中应用的操作电压显著降低，可以使用耐压要求较小的晶体管，不但省略了复杂的提升耐压的电路，而且也省略了复杂的电荷泵，进而使芯片的制造难度显著降低，也大幅度节约了成本；而且，由于所用的操作电压显著降低到可低于击穿电压的40％，因而存储单元不容易发生击穿，有效提升了存储单元的耐久度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明实施例1中所述的三维自发极化电容的一种示意图，其中，自发极化材料层(300)中不包括掺杂层(301)。

图2为本发明实施例1中所述的三维自发极化电容的一种示意图，其中，自发极化材料层(300)中包括遍布整层的掺杂层(301)。

图3为本发明实施例2中所述的自发极化电容膜层结构的一种示意图，其中自发极化材料层(300)与第一电极(100)或第二电极(200)相邻的边缘部分为掺杂层(301)。

图4为本发明实施例3中所述的自发极化电容膜层结构的一种示意图，其中，自发极化材料层(300)的中间部分为掺杂层(301)。

图5为本发明实施例4中所述的自发极化存储单元的一种示意图，其中，自发极化电容为平面电容且与晶体管(500)的栅极(502)相连接。

图6为本发明实施例5中所述的自发极化存储单元的一种示意图，其中，自发极化电容(400)为三维立体电容且与晶体管(500)的漏极(503)相连接。

图7为本发明实施例6中所述的一种自发极化电容(400)制备方法的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1与图2，为本发明的一个实施例，提供了一种三维结构的自发极化电容400，包括金属阻挡层101、第一电极100、自发极化材料层300、掺杂层301、第二电极200、填充导体201。

第一电极100位于金属阻挡层101的内表面，自发极化材料层300位于第二电极200和第一电极100之间；其中，金属阻挡层101用来阻挡自发极化电容400下方可能产生的金属扩散，填充导体201用来填充自发极化电容400内部并与第二电极200接触导电。

所述自发极化材料层300包括一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属氧化物；

图2所示，所述自发极化材料层300中包括掺杂层301，所述掺杂层301遍布在所述自发极化材料层300的整层；

更进一步的，所述掺杂层301中的掺杂物包括第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物。

更进一步的，所述第III族金属元素包括钪、钇、镧系、铝、镓、铟、铊。

更进一步的，所述第IV族金属元素包括钛、锆、铪、锗、锡、铅。

更进一步的，所述第V族金属元素包括钒、铌、钽、锑、铋。

更进一步的，所述第一电极100和第二电极200的材料为以下材料中的一种或多种：钛(Ti)、氮化钛(TiN)、氮化钛硅(TiSiNx)、氮化钛铝(TiAlNx)、碳氮化钛(TiCNx)、氮化钽(TaNx)、氮化钽硅(TaSiNx)、氮化钽铝(TaAlNx)、氮化钨(WNx)、硅化钨(WSix)、碳氮化钨(WCNx)、钌(Ru)、氧化钌(RuOx)、铱(Ir)、掺杂多晶硅、透明导电氧化物(TCO)或氧化铱(IrOx)。

更进一步的，所述自发极化材料层300包括一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属的氧化物组成的自发极化材料，所述具有自发极化特性的非放射性金属包括钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、镍(Ni)、铁(Fe)、铅(Pb)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。

应说明的是，所述自发极化材料层300是可以通过化学气相沉积(CVD)或原子沉积(ALD)工艺将具有自发极化特性的非放射性金属的氧化物沉积于所述三维立体电容器的第一电极之上；化学气相沉积(CVD)或原子沉积(ALD)工艺有非常好的阶梯覆盖率，尤其是原子沉积，可以实现逐层原子地将所沉积的薄膜覆盖于复杂的具有高深宽比三维结构之内。

所述掺杂层301也可以通过化学气相沉积(CVD)或原子沉积(ALD)工艺将所述的掺杂金属或其氮化物沉积在所述自发极化材料层300，此掺杂方法本身非常适用于复杂的具有高深宽比三维结构。而离子化物理气相沉积(Ionized-PVD)是另外一种适合高深宽比三维结构的沉积工艺，也可以被用来进行所述自发极化材料层300和所述掺杂层301的加工制造。

所述自发极化材料层300通过这样一种独特的掺杂方式，将使自发极化材料的晶相发生改变，实现更为稳定的四方相(tetragonal)或斜方六面体晶相(rhombohedral)，从而显著降低所需矫顽电场和剩余极化翻转所需的电场。当矫顽电场和剩余极化翻转所需的电场显著降低之后，芯片电路中应用的操作电压相应显著降低，可以使用耐压要求较小的晶体管，不但省略了复杂的提升耐压的电路，而且也省略了复杂的电荷泵，进而使芯片的制造难度显著降低，也大幅度节约了成本。而且，由于所用的操作电压显著降低，可低于击穿电压的40％，因而存储单元不容易发生击穿，有效提升了存储单元的耐久度。

实施例2

参照图3，为本发明的一个实施例，提供了一种适合三维结构的自发极化电容400，包括第一电极100、第二电极200和位于第一电极100和第二电极200之间的自发极化材料层300；其中自发极化材料层300与第一电极100或第二电极200相邻的边缘部分为掺杂层301。

应说明的是，与上下电极相邻的界面层一旦处理不当，自发极化材料在制造过程中会发生被过度氧化乃至表面受损的情况，容易影响存储器的性能，经常导致初始极化强度低，容易产生印记等多种问题。

本发明提供的掺杂方案具有一定的抗氧化性，将掺杂层301设置于自发极化材料层300与第一电极100或第二电极200相邻的边缘部分，有利于保护自发极化材料层300不被过度氧化，从而防止存储单元出现初始极化强度低，容易产生印记等问题。

实施例3

参照图4，为本发明的一个实施例，提供了一种适合三维结构的自发极化电容400，包括第一电极100、第二电极200和位于第一电极100和第二电极200之间的自发极化材料层300；其中自发极化材料层300的中间部分为掺杂层301。

应说明的是，在反复翻转剩余极化(remnantpolarization)方向的过程中，自发极化材料层300的中间部分往往受到的压力最大，对于某些自发极化材料来说，有必要适当提升其中的掺杂浓度。但是其他区域则不宜提升掺杂浓度，否则可能导致器件性能有所下降。这种情况下，可以选择性地将掺杂层301设置于自发极化材料层300的中间部分，这样既能提升存储单元的耐久度，又不至于降低其极化强度等其它器件性能。

实施例4

参照图5，为本发明的一个实施例，提供了一种适合三维结构的自发极化存储单元。所述存储单元包括晶体管500和自发极化电容400，其中自发极化电容400为平面电容且与晶体管500的栅极502相连接。

应说明的是，作为一种优选方案，本实施例提供的存储单元可作为铁电场效应晶体管(FeFET)来使用。而且也可以堆叠成多层结构形成类似于3D闪存(3D NAND)的高密度存储架构。通过本发明提供的掺杂方式，可以使所述自发极化材料层300的性能大幅度提升，尤其是显著降低其矫顽场强度，和剩余极化翻转电场强度，可以使制造难度大幅度降低，并且不易发生击穿，显著提升其耐久度。

实施例5

参照图6，为本发明的一个实施例，提供了一种适合三维结构的自发极化存储单元。所述存储单元包括晶体管500和自发极化电容400，其中自发极化电容400为三维立体电容且通过若干金属层(402a、402b)和触点(401a、401b)与晶体管500的漏极503相连接。其中金属层(402a、402b)和触点(401a、401b)的层数大等于1，具体层数可根据芯片的金属互联的实际需要来决定。

应说明的是，作为一种优选方案，本实施例提供的存储单元可作为超稳态存储器(HsRAM)的存储单元来使用。其中的自发极化材料层300及掺杂层301是可以通过原子沉积(ALD)工艺沉积于图6所示的三维立体电容器的第一电极之上；原子沉积(ALD)工艺有非常好的阶梯覆盖率，可以实现逐层原子地将所沉积的薄膜覆盖于图6所示的高深宽比三维结构之内。通过本发明提供的掺杂方式，可以使所述自发极化材料层300的性能大幅度提升，尤其是显著降低其矫顽场强度，和剩余极化翻转电场强度，可以使制造难度大幅度降低，并且不易发生击穿，显著提升其耐久度。

实施例6

参照图7，为本发明的一个实施例，提供了一种适合三维结构的自发极化电容400的制造方法。包括如下步骤：

首先，是步骤S101：通过CVD或ALD等工艺沉积第一电极100。不同的半导体器件提供的用于承接自发极化电容400的材料是不同的，所制备而成的半导体器件可以是超稳态存储器或者铁电场效应晶体管，当然也可以是其他任意一种需要搭配自发极化电容400的半导体器件。在一些实施方式下，承接自发极化电容400的材料是铜，则需要在沉积第一电极100之前先沉积好金属阻挡层101。

在沉积第一电极100之前一般要先进行清洗以去除接触面的表面氧化层以及其它杂质，在清洗完成并干燥之后，通过CVD或ALD等工艺沉积第一电极100。

其次，是步骤S102：通过CVD或ALD等工艺在电极上沉积自发极化材料层的过程中同时沉积掺杂层。此步骤可以在形成自发极化材料层300的同时，形成遍布所述自发极化材料层300整层的掺杂层301。化学气相沉积(CVD)或原子沉积(ALD)工艺有非常好的阶梯覆盖率，尤其是原子沉积，可以实现逐层原子地将所沉积的薄膜覆盖于复杂的具有高深宽比三维结构之内。所述掺杂层301也可以通过化学气相沉积(CVD)或原子沉积(ALD)工艺将所述的掺杂金属或其氮化物沉积在所述自发极化材料层300中，此掺杂方法本身也非常适用于复杂的具有高深宽比三维结构。在一些涉及三维沟槽结构的实施方式下，进行沉积自发极化材料层300之前要先通过干法刻蚀(Dry Etch)或化学机械抛光(CMP)工艺去除表面的金属阻挡层101和第一电极100等材料，使这些材料只留在沟槽内部。

最后，是步骤S103：通过CVD或ALD等工艺沉积第二电极200。在一些实施方式下，需要在完成此步工艺之后，再进行填充导体201的沉积。填充导体201用来填充自发极化电容400内部增强机械强度，防止其它材料掉入三维结构，并与第二电极200接触导电以连接顶部触点。前诉工艺完成后，一些实施方式需要再在400℃～600℃的温度下执行热退火工艺，使自发极化材料层300具有足够结晶状态，并且在外加电场下可以引发足够极化强度的自发极化。至此，一种适合三维结构的自发极化电容400制造完毕。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的范围当中。

Claims (14)

1.一种自发极化电容，其特征在于：包括，

第一电极(100)；

第二电极(200)；以及，

自发极化材料层(300)，其位于第一电极(100)和第二电极(200)之间；

所述自发极化材料层(300)包括掺杂层(301)；

其中，所述掺杂层(301)的掺杂物包括第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物。

2.如权利要求1所述的自发极化电容，其特征在于：所述掺杂层(301)遍布在所述自发极化材料层(300)的整层，所述自发极化材料层(300)包括一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属氧化物。

3.如权利要求1所述的自发极化电容，其特征在于：所述掺杂层(301)设置在所述自发极化材料层(300)与所述第一电极(100)或第二电极(200)相邻的边缘部分。

4.如权利要求1所述的自发极化电容，其特征在于：所述掺杂层(301)设置在所述自发极化材料层(300)的中间部分。

5.如权利要求1～4中任一所述的自发极化电容，其特征在于：所述第III族金属元素包括钪、钇、镧系、铝、镓、铟、铊；所述第IV族金属元素包括钛、锆、铪、锗、锡、铅；所述第V族金属元素包括钒、铌、钽、锑、铋。

6.如权利要求1～4中任一所述的自发极化电容，其特征在于：所述第一电极(100)和第二电极(200)的材料为以下材料中的一种或多种：钛Ti、氮化钛TiN、氮化钛硅TiSiNx、氮化钛铝TiAlNx、碳氮化钛TiCNx、氮化钽TaNx、氮化钽硅TaSiNx、氮化钽铝TaAlNx、氮化钨WNx、硅化钨WSix、碳氮化钨WCNx、钌Ru、氧化钌RuOx、铱Ir、掺杂多晶硅、透明导电氧化物TCO和氧化铱IrOx。

7.如权利要求1～4中任一所述的自发极化电容，其特征在于：所述自发极化材料层(300)包括一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属的氧化物组成的自发极化材料，所述具有自发极化特性的非放射性金属包括钛Ti、锆Zr、铪Hf、镍Ni、铁Fe、铅Pb、铝Al、镓Ga、铟In、钙Ca、锶Sr、钡Ba、钪Sc、钇Y、镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb和镥Lu。

8.如权利要求1～4中任一所述的自发极化电容，其特征在于：所述自发极化电容为平面电容。

9.如权利要求1～4中任一所述的自发极化电容，其特征在于：所述自发极化电容为三维立体电容，所述三维立体电容的内层为第一电极(100)，中间层为自发极化材料层(300)，最外层为第二电极(200)，所述自发极化材料层(300)中包括掺杂层(301)。

10.权利要求9所述的三维立体电容的制备方法，其特征在于：包括，

将自发极化材料层(300)是通过化学气相沉积CVD或原子沉积ALD工艺将一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属的氧化物沉积于所述三维立体电容器的第一电极(100)之上；

所述掺杂层(301)是通过化学气相沉积CVD或原子沉积ALD工艺将第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物沉积在所述自发极化材料层(300)中形成。

11.权利要求9或10所述的三维立体电容的制备方法，其特征在于：包括，

将所述自发极化材料层(300)通过化学气相沉积CVD或原子沉积ALD工艺将一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属的氧化物沉积于所述三维立体电容器的第一电极之上；

将掺杂层(301)是通过离子化物理气相沉积Ionized-PVD工艺将第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物沉积在所述自发极化材料层300中形成。

12.权利要求9所述三维立体电容的制备方法，其特征在于：包括，

将自发极化材料层(300)是通过离子化物理气相沉积Ionized-PVD工艺将一种或多种具有自发极化特性的非放射性金属的氧化物沉积于所述三维立体电容器的第一电极之上形成；

所述掺杂层(301)是通过离子化物理气相沉积Ionized-PVD工艺将第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物沉积在所述自发极化材料层(300)中形成。

13.一种自发极化存储单元，其特征在于：所述存储单元包括晶体管(500)和与所述晶体管(500)的任意一级相连接的自发极化电容(400)，其中，所述自发极化电容(400)采用前述权利要求1～9中的任意一项所述的自发极化电容。

14.权利要求13中任一所述的自发极化存储单元的制备方法，其特征在于：包括，

在半导体衬底上形成所述晶体管(500)，其包括源极(501)、栅极(502)和漏极(503)；

在晶体管(500)上方形成所述自发极化电容(400)；

所述自发极化电容(400)的一个电极与所述晶体管(500)的源极(501)、栅极(502)或漏极(503)的其中一极相连接；

其中，在形成自发极化电容(400)时，通过ALD或其它方式沉积所述自发极化材料层(300)；

其中，所述掺杂层(301)是通过ALD或其它方式将第III、IV、V族金属元素中的至少一种金属或其氮化物沉积在所述自发极化材料层(300)中形成。