CN117794250A - 铁电存储阵列及其制备方法、存储器、电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种铁电存储阵列及其制备方法、存储器、电子设备，涉及半导体技术领域，旨在提高存储器的使用寿命、持久性。该铁电存储阵列可以为二维结构，还可以为三维结构，铁电存储阵列包括阵列式排布的多个存储单元，每个存储单元包括铁电电容器和晶体管，铁电电容器包括相对设置的第一电极和第二电极、铁电层和保护层，其中，铁电层设置于第一电极与第二电极之间。至少一个保护层设置于铁电层与第一电极之间，和/或铁电层与第二电极之间。保护层的材料包括金属氧化物，且保护层的厚度小于0.1nm。该铁电存储阵列可应用于存储器中，以实现对数据的读取和写入。

Description

铁电存储阵列及其制备方法、存储器、电子设备

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种铁电存储阵列及其制备方法、存储器、电子设备。

背景技术

目前，铁电随机存取存储器(Ferroelectric Random Access Memory，英文简称：FeRAM，中文简称：铁电存储器)凭借其低功耗、存储数据非易失性、存取速率快等特点，得到了广泛的应用。

通常，铁电存储器具有多个存储单元，每个存储单元包括铁电电容器，该铁电电容器包括相对设置的两个电极，以及设置于两个电极之间的铁电薄膜，即，该铁电电容器具有金属-铁电薄膜-金属(Metal Ferroelectric Metal，MFM)结构。铁电薄膜具有铁电效应，可通过两个电极在铁电薄膜上施加电场来改变其极化方向，铁电存储器即利用铁电薄膜的铁电效应实现数据的存储。

然而，随着电场的循环变化，铁电薄膜中氧元素会向电极中扩散，铁电薄膜中因缺氧而形成氧空位，氧空位逐渐累积会形成导电细丝，使铁电电容器中的漏电流增加，容易导致铁电电容器击穿，进而导致铁电存储器的使用寿命降低、持久性降低。

发明内容

本申请实施例提供一种铁电存储阵列及其制备方法、存储器、电子设备，可提高铁电存储器的使用寿命、持久性。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种铁电存储阵列，该铁电存储阵列可以为二维结构，还可以为三维结构。并且，该铁电存储阵列可应用于铁电存储器、铁电场效应晶体管存储器、或铁电隧道结存储器，以实现对数据的读取和写入。

铁电存储阵列包括阵列式排布的多个存储单元，每个存储单元包括铁电电容器和晶体管，铁电电容器包括相对设置的第一电极和第二电极、铁电层和保护层，其中，铁电层设置于第一电极与第二电极之间。至少一个保护层设置于铁电层与第一电极之间，和/或铁电层与第二电极之间。保护层的材料包括金属氧化物，且保护层的厚度小于0.1nm。

本申请的上述实施例所提供的铁电电容器，在第一电极与铁电层之间设置保护层，或在第二电极与铁电层之间设置保护层，或在第一电极与铁电层之间，及第二电极与铁电层之间均设置保护层，使第一电极和第二电极中的至少一者不与铁电层直接接触。

并且，保护层的材料选取致密的金属氧化物，例如氧化铝和氧化镁，使保护层可抑制铁电层中的氧离子向电极(第一电极和/或第二电极)中扩散，可减弱电极与氧离子的氧化反应，避免电极中靠近铁电层的一侧、及铁电层中靠近电极的一侧形成非铁电相晶体的“死层”，从而可提高铁电层中铁电相晶体的占比，提高应用该铁电电容器的铁电存储器读写数据的准确性。

通过保护层抑制铁电层中的氧离子向电极中扩散，还可减少铁电层中因氧离子移动而形成的氧空位，避免在铁电层中氧空位形成导电细丝，从而可降低铁电电容器中的漏电流，避免铁电电容器击穿，以提高铁电存储器的使用寿命、持久性。由于铁电层中的氧空位减少，还可改善因氧空位所带来的极化疲劳，从而提高铁电存储器读写数据的准确性。

此外，保护层的厚度小于0.1nm，保护层较薄，电阻较小，可减弱保护层的分压作用，降低施加在保护层上的电压占比，提高施加在铁电层上的电压占比，根据铁电层的电滞回线图可知，施加在铁电层上的电压越大，铁电层的极化强度越大，可提高铁电层的正负极化状态的区分度，从而提高铁电存储器读写数据的准确性。

在一些实施例中，保护层的材料包括氧化铝和氧化镁中的至少一种。

上述实施例中，氧化铝和氧化镁均为致密的金属氧化物，使保护层可抑制铁电层中的氧离子向电极中扩散。

在一些实施例中，保护层的厚度小于第一电极的厚度，和/或，保护层的厚度小于第二电极的厚度。

上述实施例中，通过设置保护层的厚度小于第一电极和第二电极的厚度，使保护层较薄、电阻较小，可减弱保护层的分压作用，提高铁电层的正负极化状态的区分度，从而提高铁电存储器读写数据的准确性。

在一些实施例中，保护层的厚度小于铁电层的厚度。

上述实施例中，通过设置保护层的厚度小于铁电层的厚度，使保护层较薄、电阻较小，可减弱保护层的分压作用，提高铁电层的正负极化状态的区分度，从而提高铁电存储器读写数据的准确性。

在一些实施例中，第一电极和/或第二电极的材料包括TiN和TaN中的至少一种，且还包括氧化铝和氧化镁中的至少一种。

上述实施例中，第一电极和第二电极中掺杂有铝或镁元素，铝、镁元素易氧化形成致密的氧化铝和氧化镁，可抑制铁电层中的氧离子向电极中扩散，并抑制氧离子在电极中的扩散，减弱TiN和TaN与氧离子的氧化反应，避免电极中靠近铁电层的一侧形成非铁电相晶体的“死层”，从而可提高铁电存储器读写数据的准确性。

并且，还可减少铁电层中因氧离子移动而形成的氧空位，提高铁电存储器的使用寿命、持久性、及读写数据的准确性。

在一些实施例中，第一电极和/或第二电极的材料包括TiN，且还掺杂有Si、La、Ce、Y、Sc、Sr中的至少一种。

上述实施例中，通过在第一电极和第二电极中掺杂Si、La、Ce、Y、Sc、Sr中的一种或多种，掺杂元素可扩散至晶粒之间的晶界处，降低晶界处的无序程度，并减弱晶界处的能量及晶界流动性，以抑制铁电层中的氧离子沿晶界扩散，减弱TiN与氧离子的氧化反应，避免电极中靠近铁电层的一侧形成非铁电相晶体的“死层”，从而可提高铁电存储器读写数据的准确性。

并且，还可减少铁电层中因氧离子移动而形成的氧空位，提高铁电存储器的使用寿命、持久性、及读写数据的准确性。

在一些实施例中，第一电极和/或第二电极的材料包括TiN、TaN、TiAl、TiC、TiSiC中的至少一种，且还掺杂有元素，该元素的价态大于或等于5。

上述实施例中，通过在第一电极和第二电极中掺杂价态大于或等于5的元素，即掺杂较高价态的元素，可增加第一电极和第二电极中电子的数量，降低电极中阴离子空位的浓度，可抑制铁电层中的氧离子向电极中扩散，并抑制氧离子在电极中的扩散，减弱TiN、TaN、TiAl、TiC、TiSiC与氧离子的氧化反应，避免电极中靠近铁电层的一侧形成非铁电相晶体的“死层”，从而可提高铁电存储器读写数据的准确性。

并且，还可减少铁电层中因氧离子移动而形成的氧空位，提高铁电存储器的使用寿命、持久性、及读写数据的准确性。

在一些实施例中，第一电极和/或第二电极中掺杂的较高价态元素包括W、Mo、Nb中的至少一种。

在一些实施例中，铁电电容器还包括至少一个第三电极，设置于第二电极的远离铁电层的一侧，和/或第一电极的远离铁电层的一侧。第三电极的热膨胀系数，与第一电极和/或第二电极的热膨胀系数不同。

可以理解的是，在制备铁电电容器的过程中，需要在高温环境下进行，由于第三电极的热膨胀系数与第一电极和/或第二电极的热膨胀系数不同，使得第三电极的体积膨胀率与第一电极和/或第二电极的体积膨胀率不同，铁电电容器中产生应力，该应力作用到铁电层上，会使铁电层中非铁电相的晶体产生晶格畸变而具有极化强度，从而可提高铁电膜的正负极化状态的区分度，提高铁电存储器读写数据的准确率。

在一些实施例中，铁电层的材料包括HZO、La掺杂HZO、Y掺杂HZO、Sr掺杂HZO、Gd掺杂HZO、Gd和La共掺杂HZO、Si掺杂HfO₂、Al掺杂HfO₂、La掺杂HfO₂、Y掺杂HfO₂、Gd掺杂HfO₂、Sr掺杂HfO₂中的至少一种。

在一些实施例中，第一电极和第二电极均为面状电极，第一电极、铁电层、保护层和第二电极层叠设置。即铁电电容器的结构为二维平面结构，该结构简单，易于制备。

在一些实施例中，第一电极为面状电极，第二电极为柱状电极，第二电极贯穿第一电极，铁电层和保护层围绕第二电极设置。

上述实施例中，铁电电容器采用三维立式的结构设计，可减小其在平面内的占用面积，从而可提高平面内单位面积的铁电电容器的设置数量，以提高单位面积的存储单元的设置数量，有利于提高存储器的存储密度。

在一些实施例中，第一电极和第二电极均为面状电极，第一电极和第二电极中的一者与晶体管电连接，以形成存储单元。或，第一电极为面状电极，第二电极为柱状电极，第二电极与晶体管电连接，以形成存储单元。

第二方面，提供了一种铁电存储阵列的制备方法，该制备方法包括：依次形成第一电极、铁电层和第二电极。其中，该制备方法还包括：形成至少一个保护层，至少一个保护层设置于铁电层与第一电极之间，和/或铁电层与第二电极之间。保护层的材料包括金属氧化物，且保护层的厚度小于0.1nm。

在一些实施例中，在形成第一电极的过程中，掺杂金属元素。第一电极中的金属元素经氧化反应形成金属氧化物，得到位于铁电层与第一电极之间的保护层。

在一些实施例中，在形成第二电极的过程中，掺杂金属元素。第二电极中的金属元素经氧化反应形成金属氧化物，得到位于铁电层与第二电极之间的保护层。

本申请的上述实施例所提供的制备方法，依次形成第一电极、铁电层和第二电极，且在形成第一电极和第二电极的过程中，掺杂易氧化的金属元素，金属元素经氧化反应生成致密的金属氧化物，从而可得到位于铁电层与第一电极之间的保护层，及位于铁电层与第二电极之间的保护层。

保护层可抑制铁电层中的氧离子向电极中扩散，减弱电极与氧离子的氧化反应，减少铁电层中因氧离子移动而形成的氧空位，以提高铁电存储器的使用寿命、持久性、读写数据的准确性。

并且，上述制备方法中，采用原子层沉积工艺、物理气相沉积工艺或化学气相沉积工艺，膜层的化学成分及厚度精确可控，工艺兼容性较好，并且不会对铁电层造成损伤(例如，物理损伤、腐蚀等)，从而有利于制备得到性能较好、持久性较高的铁电存储器。

在一些实施例中，第一电极和/或第二电极的材料包括Al掺杂TiN，形成第一电极，和/或，形成第二电极，包括：沉积TiN，并在TiN中原位掺杂AlN，其中，Al与Ti的原子数量比小于3/7。

在一些实施例中，依次形成第一电极、铁电层和第二电极，包括：形成层叠设置的第一电极、铁电层和第二电极，以形成二维平面结构的铁电电容器。

在一些实施例中，依次形成第一电极、铁电层和第二电极，包括：形成第一电极；形成贯穿第一电极的过孔；在过孔的侧壁上形成铁电层；在铁电层的内侧形成第二电极，以形成三维立式结构的铁电电容器。

第三方面，提供了一种存储器，该存储器包括上述任一实施例所述的铁电存储阵列，以及与铁电存储阵列电连接的控制器。

第四方面，提供了一种电子设备，该电子设备例如为消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品、通信电子产品。该电子设备包括处理器，以及上述实施例所述的存储器，该存储器与处理器电连接。

可以理解地，本申请的上述实施例所提供的存储器和电子设备，其所能达到的有益效果可参考上文中铁电存储阵列的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对本申请一些实施例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申请的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本申请实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。

图1为根据一些实施例的电子设备的架构图；

图2为根据一些实施例的电子设备的爆炸图；

图3为根据一些实施例的铁电存储器的架构图；

图4为根据一些实施例的存储单元的电路图；

图5为相关技术中的铁电电容器的结构图；

图6为铁电电容器的铁电层中产生氧空位的示意图；

图7为铁电电容器的铁电层的电滞回线图；

图8为铁电电容器的铁电层中氧空位产生导电通路的示意图；

图9～图11为根据一些实施例的多种铁电电容器的结构图；

图12～图14为根据一些实施例的多种铁电电容器的结构图；

图15A～图15D为根据一些实施例的制备铁电电容器的各步骤图；

图16为根据一些实施例的铁电电容器的一种三维立式结构图；

图17A～图17E为根据一些实施例的制备铁电电容器的各步骤图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例性地”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本申请的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在描述一些实施例时，可能使用了“连接”及其衍伸的表达。例如，描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。这里所申请的实施例并不必然限制于本文内容。

“A、B和C中的至少一种”与“A、B或C中的至少一种”具有相同含义，均包括以下A、B和C的组合：仅A，仅B，仅C，A和B的组合，A和C的组合，B和C的组合，及A、B和C的组合。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

在本申请的内容中，“在……上”、“上方”、和“之上”的含义应当以最宽泛的方式解释，使得“在…上”不仅意味着“直接在某物上”，而且还包括其间具有中间特征或层的“在某物上”的含义，并且“上方”或“之上”不仅意味着在某物“上方”或“之上”，还包括其间没有中间特征或层的在某物“上方”或“之上”的含义(即，直接在某物上)。

本文参照作为理想化示例性附图的剖视图和/或平面图描述了示例性实施方式。在附图中，为了清楚，放大了层和区域的厚度。因此，可设想到由于例如制造技术和/或公差引起的相对于附图的形状的变动。因此，示例性实施方式不应解释为局限于本文示出的区域的形状，而是包括因例如制造而引起的形状偏差。例如，示为矩形的蚀刻区域通常将具有弯曲的特征。因此，附图中所示的区域本质上是示意性的，且它们的形状并非旨在示出设备的区域的实际形状，并且并非旨在限制示例性实施方式的范围。

本申请的一些实施例所涉及的技术术语，具体如下：

晶粒：晶粒是组成多晶体的外形不规则的小晶体。

晶界：晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界。

晶体：由大量微观物质单位(原子、离子、分子等)按一定规则有序排列的结构。

晶格：晶体内部的原子是按一定的几何规律排列，该原子排列规律的空间格架叫做晶格。

晶胞：构成晶体的最基本的几何单元，其形状、大小与空间格子的平行六面体单位相同，保留了整个晶格的所有特征。

铁电相晶体：晶胞的结构使正负电荷中心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化，且电偶极矩方向可以因外电场而改变，呈现出类似于铁磁体的特点。

铁电材料：其可通过施加电场排列内部电偶极矩而保持自发极化，即使撤去外部施加电场时亦然。换句话说，铁电体是如下的材料：其中极化强度(极化)值(或电场)半永久地保留在其中，即使在施加恒定的电压并且使电压恢复到零伏之后亦然。

阴离子空位：氧化物缺陷的一种类型。氧化物的点阵结构由金属阳离子和氧阴离子按其化学计量式之比交互排列构成，如果氧化物中金属与氧的原子数目比大于其化学计量式之比，则可能在本应由氧离子占据的阵点上出现阴离子空位。其浓度增大可导致氧迁移通过氧化物膜的速度加快，金属氧化速度增大。

本申请的一些实施例提供了一种电子设备，该电子设备例如可以为手机、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、电视、智能穿戴产品(例如，智能手表、智能手环)、虚拟现实(Virtual Reality，VR)终端设备、增强现实(Augmented Reality，AR)终端设备、充电家用小型电器(例如豆浆机、扫地机器人)、无人机、雷达、航空航天设备和车载设备等不同类型的用户设备或者终端设备；该电子设备还可以为基站等网络设备。本申请的实施例对电子设备的具体形式不作特殊限制。

图1为根据一些实施例的电子设备的架构图。

如图1所示，电子设备1包括：存储装置11、处理器12、输入设备13、输出设备14等部件。本领域技术人员可以理解到，图1中示出的电子设备1的架构并不构成对该电子设备1的限定，该电子设备1可以包括比如图1所示的部件更多或更少的部件，或者可以组合如图1所示的部件中的某些部件，或者可以与如图1所示的部件布置不同。

其中，存储装置11用于存储软件程序以及模块。存储装置11主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储和备份操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子设备1的使用所创建的数据(比如音频数据、图像数据、电话本等)等。此外，存储装置11包括外存储器111和内存储器112。外存储器111和内存储器112存储的数据可以相互传输。

外存储器111例如可以包括硬盘、U盘、软盘等。内存储器112例如可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、阻变式存储器(Resistance Random Access Memory，RRAM)等，其中，RAM例如可以包括动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)、静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory，SRAM)。ROM例如可以包括NAND闪存(NAND Flash)。

处理器12是该电子设备1的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备1的各个部分，通过运行或执行存储在存储装置11内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储装置11内的数据，执行电子设备1的各种功能和处理数据，从而对电子设备1进行整体监控。可选的，处理器12可以包括一个或多个处理单元。例如，处理器12可以包括应用处理器(Application Processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(Graphics ProcessingUnit，GPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。例如，处理器12可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器12中。上述的应用处理器例如可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。图1中以处理器12为CPU为例，CPU可以包括运算器121和控制器122。运算器121获取内存储器112存储的数据，并对内存储器112存储的数据进行处理，处理后的结果通常送回内存储器112。控制器122可以控制运算器121对数据进行处理，控制器122还可以控制外存储器置111和内存储器112读取或写入数据。

输入设备13用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。示例的，输入设备13可以包括触摸屏以及其他输入设备。触摸屏，也称为触摸面板，可收集用户在触摸屏上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触摸屏上或在触摸屏附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。上述处理器12中的控制器122还可以控制输入设备13接收输入的信号或不接收输入的信号。此外，输入设备13接收到的输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入可以存储在内存储器112中。

输出设备14用于输出输入设备13的输入，并存储在内存储器112中的数据对应的信号。例如，输出设备14输出声音信号或视频信号。上述处理器12中的控制器122还可以控制输出设备14输出信号或不输出信号。

需要说明的是，图1中的粗箭头用于表示数据的传输，粗箭头的方向表示数据传输的方向。例如，输入设备13和内存储器112之间的单箭头表示输入设备13接收到的数据向内存储器112传输。又例如，运算器121和内存储器112之间的双箭头表示内存储器112存储的数据可以向运算器121传输，且运算器121处理后的数据可以向内存储器112传输。图1中的细箭头表示控制器122可以控制的部件。示例性地，控制器122可以对外存储器置111、内存储器112、运算器121、输入设备13和输出设备14等进行控制。

为了方便进一步对电子设备1的结构进行说明，以下以电子设备1为手机为例进行示例性介绍。

图2为根据一些实施例的电子设备的爆炸图。

参见图2，电子设备1还可以包括中框15、后壳16以及显示屏17。后壳16和显示屏17分别位于中框15的相对两侧，且中框15和显示屏17设置于后壳16内。中框15包括用于承载显示屏17的承载板150，以及绕承载板150一周的边框151。

继续参见图2，电子设备1还可以包括电路板18，该电路板18设置于承载板150的靠近后壳16的一侧，电子设备1中的内存储器112可以设置于电路板18上，内存储器112与电路板18电连接。

目前，铁电存储器作为新型存储器，凭借其存储数据非易失性、存取速率快、读写电压低、功耗低、器件尺寸小、循环性能好和抗辐照等特点，广泛应用于内存储器中。本申请涉及的内存储器112可以是铁电存储器，其也可以是铁电场效应晶体管(FerroelectricFiled-Effect-Transistor，FeFET)存储器，还可以是铁电隧道结(Ferroelectric TunnelJunction，FTJ)存储器。

以下实施例以内存储器112为铁电存储器为例进行介绍，图3为根据一些实施例的铁电存储器的架构图。

参见图3，内存储器112包括铁电存储阵列210、译码器220、驱动器230、控制器(时序控制器)240、缓存器250和输入输出接口260。铁电存储阵列210包括阵列式排布的多个存储单元200。

图4为根据一些实施例的存储单元的电路图。

参见图4，存储单元200包括基于铁电电容器的电路架构，该存储单元200具有1T1C(1-Transistor-1-Capacitor)结构，即存储单元200包括一个晶体管T和一个铁电电容器C，晶体管T的源极与位线(Bit Line，BL)电连接，漏极与铁电电容器C的一个电极电连接，栅极与字线(Word Line，WL)电连接，铁电电容器C的另一个电极与板线(Plate Line，PL)电连接，本申请的实施例中的存储单元200的电路架构不限于此。

基于此，上述译码器220可根据接收到的地址进行译码，以确定需要访问的铁电存储阵列210中的存储单元200。驱动器230用于根据译码器220输出的译码结果生成控制信号，该控制信号通过字线WL传输至存储单元200中晶体管T的栅极，以控制晶体管T导通或截止，从而实现对指定存储单元200的访问。缓存器250通过板线PL接收存储单元200输出的数据信号，用于将数据信号进行缓存，例如可以采用先入先出(First-In First-Out，FIFO)来进行缓存。时序控制器240用于控制缓存器250的时序，以及控制驱动器230驱动铁电存储阵列210。输入输出接口260用于传输数据信号，例如接收数据信号或发送数据信号。

上述铁电存储阵列210、译码器220、驱动器230、时序控制器240、缓存器250和输入输出接口260可以集成于一个芯片中，也可以分别集成于多个芯片中。

下面结合铁电电容器的结构，对铁电存储器的工作原理进行介绍。

图5为相关技术中的铁电电容器的结构图；图6为铁电电容器的铁电层中产生氧空位的示意图；图7为铁电电容器的铁电层的电滞回线图；图8为铁电电容器的铁电层中氧空位产生导电通路的示意图。

参见图5，该铁电电容器C′包括相对设置的第一电极01′和第二电极02′，以及设置于第一电极01′和第二电极02′之间的铁电膜03′，该铁电电容器C′具有MFM结构。铁电膜03′包括铁电材料，铁电材料具有自发极化特性。

具体地，铁电材料中具有铁电相晶体，在第一电极01′和第二电极02′接收电压信号并产生电场的情况下，该电场施加在铁电膜03′上，铁电材料中正交相的晶胞的中心原子顺着电场移动并停在低能量状态，该状态例如可以为“0”存储状态。

需要说明的是，大量中心原子在晶胞中移动耦合形成铁电畴，铁电畴在电场作用下会形成极化电荷。

在第一电极01′和第二电极02′所产生的电场反转的情况下，中心原子顺着电场的方向在晶胞里移动并停在另一低能量状态，该状态例如可以为“1”存储状态，即铁电畴在反转电场的作用下定向翻转。

需要说明的是，铁电畴在电场反转前后所形成的极化电荷能量高低不同，这种正负极化状态会使得铁电电容器C′发生充放电，进而能够被外部的感测放大器所识别，来判别存储单元200处于“0”或“1”的存储状态，进而实现铁电存储器对数据的读取或写入。

然而，如图6所示，铁电层03′的材料中包含氧元素，在较高温度下，铁电层03′中的氧离子会发生移动，并向第一电极01′和第二电极02′中扩散，即铁电层03′作为氧离子施体，第一电极01′和第二电极02′作为氧离子受体，使得在铁电层03′内部产生带正电的氧空位。

在铁电层03′中，氧空位会对铁电畴的畴壁造成钉扎而产生极化疲劳(fatigue)。“极化疲劳”是指铁电畴在多次定向翻转之后，极化强度降低的现象。具体地，铁电存储器在读写数据时会进行大量的编辑/擦除操作，铁电层03′中的铁电畴不断地翻转，循环多次后，铁电层03′中铁电畴的剩余极化强度降低，矫顽场增大，“0”或“1”两态越来越接近，导致铁电层03′的正负极化状态的区分度降低，最后变得难以区分，增加了铁电存储器读写数据的错误率。

图7示出了铁电电容器C′的铁电层03′的电滞回线图，其中，横坐标表示对铁电层03′施加的电场强度E；纵坐标表示铁电层03′的极化强度P；曲线“1”为未产生氧空位的铁电层03′的电滞回线；曲线“2”为产生氧空位的铁电层03′的电滞回线。

可见，在电场强度E相同的情况下，未产生氧空位的铁电层03′的极化强度P较大，产生氧空位的铁电层03′的极化强度P较小，即，氧空位的产生导致铁电层03′出现极化疲劳现象。

如图8所示，随着电场的循环变化，在铁电层03′中，氧空位逐渐累积也会形成导电细丝，使铁电电容C′中的漏电流增加，容易导致铁电电容C′击穿，进而导致铁电存储器的使用寿命降低、持久性降低。

为解决上述问题，本申请的一些实施例提供了一种铁电电容器，图9～图11为根据一些实施例的多种铁电电容器的结构图。

参见图9～图11，铁电电容器C包括相对设置的第一电极01和第二电极02，以及位于第一电极01与第二电极02之间的铁电层03和保护层04。

示例性地，铁电层03的材料可包括HZO(Hafnium Zirconium Oxide，铪锆氧)、La掺杂HZO、Y掺杂HZO、Sr掺杂HZO、Gd掺杂HZO、Gd和La共掺杂HZO、Si掺杂HfO₂、Al掺杂HfO₂、La掺杂HfO₂、Y掺杂HfO₂、Gd掺杂HfO₂、Sr掺杂HfO₂中的至少一种。

参见图9，至少一个保护层04设置于铁电层03与第一电极01之间，相当于，在铁电层03与第一电极01之间插入保护层04。

示例性地，铁电层03与第一电极01之间设置有一个保护层04。

如图10所示，至少一个保护层04设置于铁电层03与第二电极02之间，相当于，在铁电层03与第二电极02之间插入保护层04。

示例性地，铁电层03与第二电极02之间设置有一个保护层04。

如图11所示，至少一个保护层04设置于铁电层03与第一电极01之间，且至少一个保护层04设置于铁电层03与第二电极02之间。相当于，在铁电层03与第一电极01之间插入保护层04，且在铁电层03与第二电极02之间插入保护层04。

示例性地，铁电层03与第一电极01之间设置有一个保护层04，且铁电层03与第二电极02之间设置有一个保护层04。

上述保护层04的材料包括金属氧化物，例如，保护层04的材料可包括氧化铝，或者氧化镁，或者二者均包括。

并且，保护层04的厚度小于0.1nm，例如，保护层04的厚度可以为0.09nm、0.07nm、0.05nm、0.03nm或0.01nm。

本申请的上述实施例所提供的铁电电容器C，在第一电极01与铁电层03之间设置保护层04，或在第二电极02与铁电层03之间设置保护层04，或在第一电极01与铁电层03之间，及第二电极02与铁电层03之间均设置保护层04，使第一电极01和第二电极02中的至少一者不与铁电层03直接接触。

并且，保护层04的材料选取致密的金属氧化物，例如氧化铝和氧化镁，使保护层04可抑制铁电层03中的氧离子向电极(第一电极01和/或第二电极02)中扩散，可减弱电极与氧离子的氧化反应，避免电极中靠近铁电层03的一侧、及铁电层03中靠近电极的一侧形成非铁电相晶体的“死层”，从而可提高铁电层03中铁电相晶体的占比，提高应用该铁电电容器C的铁电存储器读写数据的准确性。

通过保护层04抑制铁电层03中的氧离子向电极中扩散，还可减少铁电层03中因氧离子移动而形成的氧空位，避免在铁电层03中氧空位形成导电细丝，从而可降低铁电电容器C中的漏电流，避免铁电电容器C击穿，以提高铁电存储器的使用寿命、持久性。由于铁电层03中的氧空位减少，还可改善因氧空位所带来的极化疲劳，从而提高铁电存储器读写数据的准确性。

此外，保护层04的厚度小于0.1nm，保护层04较薄、电阻较小，可减弱保护层04的分压作用，降低施加在保护层04上的电压占比，提高施加在铁电层03上的电压占比，参考图7，可提高铁电层03的极化强度，提高铁电层03的正负极化状态的区分度，从而提高铁电存储器读写数据的准确性。

在一些实施例中，参见图9～图11，保护层04的厚度小于第一电极01的厚度，或者，保护层04的厚度小于第二电极02的厚度，又或者，保护层04的厚度既小于第一电极01厚度，又小于第二电极02的厚度。

示例性地，第一电极01的厚度范围为1nm～100nm，第二电极02的厚度范围为1nm～100nm，且保护层04的厚度小于0.1nm，保护层04的厚度小于第一电极01和第二电极02的厚度。

上述实施例中，通过设置保护层04的厚度小于第一电极01和第二电极02的厚度，使保护层04较薄、电阻较小，可减弱保护层04的分压作用，提高铁电层03的正负极化状态的区分度，从而提高铁电存储器读写数据的准确性。

在一些实施例中，参见图9～图11，保护层04的厚度小于铁电层03的厚度。

示例性地，铁电层03的厚度范围为1nm～100nm，且保护层04的厚度小于0.1nm，保护层04的厚度小于铁电层03的厚度。

上述实施例中，通过设置保护层04的厚度小于铁电层03的厚度，使保护层04较薄、电阻较小，可减弱保护层04的分压作用，提高铁电层03的正负极化状态的区分度，从而提高铁电存储器读写数据的准确性。

在一些实施例中，参见图9～图11，第一电极01的材料包括TiN和TaN中的至少一种，且还包括氧化铝和氧化镁中的至少一种。

示例性地，第一电极01的材料可包括TiN和氧化铝、TiN和氧化镁、TiN和氧化铝和氧化镁、TaN和氧化铝、TaN和氧化镁、TaN和氧化铝和氧化镁这几种组合。

继续参见图9～图11，第二电极02的材料包括TiN和TaN中的至少一种，且还包括氧化铝和氧化镁中的至少一种。

同理，第二电极02的材料也可包括TiN和氧化铝、TiN和氧化镁、TiN和氧化铝和氧化镁、TaN和氧化铝、TaN和氧化镁、TaN和氧化铝和氧化镁这几种组合。

上述实施例中，第一电极01和第二电极02中掺杂有铝或镁元素，铝、镁元素易氧化形成致密的氧化铝和氧化镁，可抑制铁电层03中的氧离子向电极中扩散，并抑制氧离子在电极中的扩散，减弱TiN和TaN与氧离子的氧化反应，避免电极中靠近铁电层03的一侧形成非铁电相晶体的“死层”，从而可提高铁电存储器读写数据的准确性。

并且，还可减少铁电层03中因氧离子移动而形成的氧空位，提高铁电存储器的使用寿命、持久性、及读写数据的准确性。

在一些实施例中，参见图9～图11，第一电极01的材料包括TiN，且还掺杂有Si、La、Ce、Y、Sc、Sr中的至少一种。

可以理解的是，第一电极01的材料可包括Si掺杂TiN、La掺杂TiN、Ce掺杂TiN、Y掺杂TiN、Sc掺杂TiN、Sr掺杂TiN等。或者，第一电极01的材料可包括Si、La、Ce、Y、Sc、Sr中的多种元素共同掺杂TiN。

继续参见图9～图11，第二电极02的材料包括TiN，且还掺杂有Si、La、Ce、Y、Sc、Sr中的至少一种。

可以理解的是，第二电极02的材料可包括Si掺杂TiN、La掺杂TiN、Ce掺杂TiN、Y掺杂TiN、Sc掺杂TiN、Sr掺杂TiN等。或者，第二电极02的材料可包括Si、La、Ce、Y、Sc、Sr中的多种元素共同掺杂TiN。

上述实施例中，通过在第一电极01和第二电极02中掺杂Si、La、Ce、Y、Sc、Sr中的一种或多种，掺杂元素可扩散至晶粒之间的晶界处，降低晶界处的无序程度，并减弱晶界处的能量及晶界流动性，以抑制铁电层03中的氧离子沿晶界扩散，减弱TiN与氧离子的氧化反应，避免电极中靠近铁电层03的一侧形成非铁电相晶体的“死层”，从而可提高铁电存储器读写数据的准确性。

并且，还可减少铁电层03中因氧离子移动而形成的氧空位，提高铁电存储器的使用寿命、持久性、及读写数据的准确性。

在一些实施例中，参见图9～图11，第一电极01的材料包括TiN、TaN、TiAl、TiC、TiSiC中的至少一种，且还掺杂有元素，掺杂元素的价态大于或等于5。

示例性地，第一电极01中掺杂的元素包括W、Mo、Nb中的一种或多种。

例如，第一电极01的材料可包括W掺杂TiN、Mo掺杂TiN、Nb掺杂TiN、W掺杂TaN、Mo掺杂TaN、Nb掺杂TaN、W掺杂TiAl、Mo掺杂TiAl、Nb掺杂TiAl、W掺杂TiC、Mo掺杂TiC、Nb掺杂TiC、W掺杂TiSiC、Mo掺杂TiSiC、Nb掺杂TiSiC等。

继续参见图9～图11，第二电极02的材料包括TiN、TaN、TiAl、TiC、TiSiC中的至少一种，且还掺杂有元素，掺杂元素的价态大于或等于5。

示例性地，第二电极02中掺杂的元素包括W、Mo、Nb中的一种或多种。

例如，第二电极02的材料可包括W掺杂TiN、Mo掺杂TiN、Nb掺杂TiN、W掺杂TaN、Mo掺杂TaN、Nb掺杂TaN、W掺杂TiAl、Mo掺杂TiAl、Nb掺杂TiAl、W掺杂TiC、Mo掺杂TiC、Nb掺杂TiC、W掺杂TiSiC、Mo掺杂TiSiC、Nb掺杂TiSiC等。

上述实施例中，通过在第一电极01和第二电极02中掺杂价态大于或等于5的元素，即掺杂较高价态的元素，可增加第一电极01和第二电极02中电子的数量，降低电极中阴离子空位的浓度，可抑制铁电层03中的氧离子向电极中扩散，并抑制氧离子在电极中的扩散，减弱TiN、TaN、TiAl、TiC、TiSiC与氧离子的氧化反应，避免电极中靠近铁电层03的一侧形成非铁电相晶体的“死层”，从而可提高铁电存储器读写数据的准确性。

并且，还可减少铁电层03中因氧离子移动而形成的氧空位，提高铁电存储器的使用寿命、持久性、及读写数据的准确性。

图12～图14为根据一些实施例的多种铁电电容器的结构图。

参见图12，铁电电容器C还包括第三电极05，第三电极05设置于第二电极02的远离铁电层03的一侧，第三电极05与第二电极02串联形成铁电电容器C的“顶电极”。

参见图13，第三电极05设置于第一电极01的远离铁电层03的一侧，第三电极05与第一电极01串联形成铁电电容器C的“底电极”。

参见图14，一个第三电极05设置于第二电极02的远离铁电层03的一侧，另一个第三电极05设置于第一电极01的远离铁电层03的一侧。

其中，第三电极05的热膨胀系数与第一电极01的热膨胀系数不同。或者，第三电极05的热膨胀系数与第二电极02的热膨胀系数不同。又或者，第三电极05的热膨胀系数与第一电极01和第二电极02的热膨胀系数均不同。

可以理解的是，在制备铁电电容器C的过程中，需要在高温环境下进行，由于第三电极05的热膨胀系数与第一电极01和/或第二电极02的热膨胀系数不同，使得第三电极05的体积膨胀率与第一电极01和/或第二电极02的体积膨胀率不同，铁电电容器C中产生应力，该应力作用到铁电层03上，会使铁电层03中非铁电相的晶体产生晶格畸变而具有极化强度，从而可提高铁电膜的正负极化状态的区分度，提高铁电存储器读写数据的准确率。

本申请的实施例所提供的铁电电容器C，其结构可以是二维平面结构，例如，参见图9～图14，第一电极01和第二电极02均为面状电极，第一电极01、铁电层03、保护层04和第二电极02层叠设置，该铁电电容器C的结构简单，易于制备。

示例性地，存储单元200包括一个铁电电容器C和一个晶体管T，铁电电容器C的第一电极01和第二电极02均为面状电极，在此情况下，第一电极01和第二电极02中的一者与晶体管T电连接，以形成存储单元200。

本申请的一些实施例提供了图12示出的铁电电容器C的制备方法，图15A～图15D为根据一些实施例的制备铁电电容器的各步骤图。

如图15A所示，形成第一电极01。

示例性地，在形成第一电极01的过程中，掺杂金属元素，该金属元素易氧化形成致密的金属氧化物。

例如，第一电极01的材料包括Al掺杂TiN，在此情况下，可采用原子层沉积(AtomicLayer Deposition，ALD)工艺，交替沉积TiN和AlN，以在TiN中原位掺杂AlN，形成Al掺杂TiN(TiAlN)薄膜。

其中，原子层沉积工艺的温度为400℃，沉积速率为第一电极01中Al与Ti的原子数量比小于3/7。

如图15B所示，形成铁电层03。

示例性地，可采用原子层沉积工艺，形成铁电层03。

可以理解的是，在形成铁电层03的过程中，会引入氧元素，第一电极01中的金属元素与氧元素反应形成金属氧化物，得到位于铁电层03与第一电极01之间的保护层04，且该保护层04很薄，例如其厚度小于0.1nm。

如图15C所示，形成第二电极02。

示例性地，在形成第二电极02的过程中，掺杂金属元素，该金属元素易氧化形成致密的金属氧化物。

例如，第二电极02的材料包括Al掺杂TiN，在此情况下，可采用原子层沉积工艺，交替沉积TiN和AlN，以在TiN中原位掺杂AlN，形成Al掺杂TiN(TiAlN)薄膜。

其中，原子层沉积工艺的温度为400℃，沉积速率为第二电极02中Al与Ti的原子数量比小于3/7。

可以理解的是，在形成第二电极02的过程中，会引入氧元素，第二电极02中的金属元素与氧元素反应形成金属氧化物，得到位于铁电层03与第二电极02之间的保护层04，且该保护层04很薄，例如其厚度小于0.1nm。

如图15D所示，采用原子层沉积工艺、物理气相沉积工艺或化学气相沉积工艺，形成第三电极05，第三电极05位于第二电极02的远离铁电层03的一侧。

本申请的上述实施例所提供的制备方法，依次形成第一电极01、铁电层03和第二电极02，且在形成第一电极01和第二电极02的过程中，掺杂易氧化的金属元素，金属元素经氧化反应生成致密的金属氧化物，从而可得到位于铁电层03与第一电极01之间的保护层04，及位于铁电层03与第二电极02之间的保护层04。

保护层04可抑制铁电层03中的氧离子向电极中扩散，减弱电极与氧离子的氧化反应，减少铁电层03中因氧离子移动而形成的氧空位，以提高铁电存储器的使用寿命、持久性、读写数据的准确性。

并且，上述制备方法中，采用原子层沉积工艺、物理气相沉积工艺或化学气相沉积工艺，膜层的化学成分及厚度精确可控，工艺兼容性较好，并且不会对铁电层03造成损伤(例如，物理损伤、腐蚀等)，从而有利于制备得到性能较好、持久性较高的铁电存储器。

本申请的实施例所提供的铁电电容器C，其结构还可以是三维立式结构，图16为根据一些实施例的铁电电容器的一种三维立式结构图。

参见图16，铁电电容器C的第一电极01为面状电极，第二电极02为柱状电极(柱状电极的内部中空)，第二电极02贯穿第一电极01，铁电层03和保护层04围绕第二电极02设置，以将第一电极01与第二电极02隔开。

示例性地，铁电电容器C还包括第三电极05，第三电极05位于第二电极02内侧。

铁电电容器C采用上述三维立式的结构设计，可减小其在X-Y平面内的占用面积，从而可提高X-Y平面内单位面积的铁电电容器C的设置数量，以提高单位面积的存储单元200的设置数量，有利于提高铁电存储器的存储密度。

示例性地，存储单元200包括一个铁电电容器C和一个晶体管T，铁电电容器C的第一电极01为面状电极，第二电极02为柱状电极，在此情况下，第二电极02与晶体管T电连接，即铁电电容器C的柱状电极与晶体管T电连接，以形成存储单元200。

本申请的一些实施例提供了图16示出的铁电电容器C的制备方法，图17A～图17E为根据一些实施例的制备铁电电容器的各步骤图。

如图17A所示，形成堆叠层D，该堆叠层D包括交替设置的第一电极01(面状电极)和介质层06，介质层06可将沿方向Z相邻的两个第一电极01隔开，以使相邻两个第一电极01之间绝缘。

如图17B所示，形成贯穿堆叠层D的过孔H，该过孔H贯穿堆叠层D中的第一电极01和介质层06。

如图17C所示，在过孔H的侧壁上形成铁电层03。

如图17D所示，在铁电层03的内侧形成第二电极02。

示例性地，在形成第二电极02的过程中，掺杂金属元素，该金属元素易氧化形成致密的金属氧化物。

例如，第二电极02的材料包括Al掺杂TiN，在此情况下，可采用原子层沉积工艺，交替沉积TiN和AlN，以在TiN中原位掺杂AlN，形成Al掺杂TiN(TiAlN)薄膜。

其中，原子层沉积工艺的温度为400℃，沉积速率为第二电极02中Al与Ti的原子数量比小于3/7。

可以理解的是，在形成第二电极02的过程中，会引入氧元素，第二电极02中的金属元素与氧元素反应形成金属氧化物，得到位于铁电层03与第二电极02之间的保护层04。

如图17E所示，在第二电极02的内侧形成第三电极05。

本申请的上述制备方法，形成了三维立式结构的铁电电容器C。在形成第二电极02的过程中，掺杂易氧化的金属元素，从而可得到位于铁电层03与第二电极02之间的保护层04。保护层04可抑制铁电层03中的氧离子向电极中扩散，减弱电极与氧离子的氧化反应，减少铁电层03中因氧离子移动而形成的氧空位，以提高铁电存储器的使用寿命、持久性、读写数据的准确性。

并且，上述制备方法中，采用原子层沉积工艺、物理气相沉积工艺或化学气相沉积工艺，膜层的化学成分及厚度精确可控，工艺兼容性较好，并且不会对铁电层03造成损伤(例如，物理损伤、腐蚀等)，从而有利于制备得到性能较好、持久性较高的铁电存储器。

本申请的一些实施例所提供的存储器及电子设备，包括上述任一实施例所提供的铁电电容器，其所能达到的有益效果可参考上文中铁电电容器的有益效果，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种铁电存储阵列，其特征在于，包括阵列式排布的多个存储单元，所述存储单元包括铁电电容器和晶体管；

所述铁电电容器包括：

相对设置的第一电极和第二电极；

铁电层，设置于所述第一电极与所述第二电极之间；

至少一个保护层，设置于所述铁电层与所述第一电极之间，和/或所述铁电层与所述第二电极之间；所述保护层的材料包括金属氧化物，且所述保护层的厚度小于0.1nm。

2.根据权利要求1所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述保护层的材料包括氧化铝和氧化镁中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述保护层的厚度小于所述第一电极的厚度；和/或，

所述保护层的厚度小于所述第二电极的厚度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述保护层的厚度小于所述铁电层的厚度。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述第一电极和/或所述第二电极的材料包括TiN和TaN中的至少一种，且还包括氧化铝和氧化镁中的至少一种。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述第一电极和/或所述第二电极的材料包括TiN，且还掺杂有Si、La、Ce、Y、Sc、Sr中的至少一种。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述第一电极和/或所述第二电极的材料包括TiN、TaN、TiAI、TiC、TiSiC中的至少一种，且还掺杂有元素，所述元素的价态大于或等于5。

8.根据权利要求7所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述第一电极和/或所述第二电极中掺杂有W、Mo、Nb中的至少一种。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述铁电电容器还包括至少一个第三电极，设置于所述第二电极的远离所述铁电层的一侧，和/或所述第一电极的远离所述铁电层的一侧；

所述第三电极的热膨胀系数，与所述第一电极和/或所述第二电极的热膨胀系数不同。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述铁电层的材料包括HZO、La掺杂HZO、Y掺杂HZO、Sr掺杂HZO、Gd掺杂HZO、Gd和La共掺杂HZO、Si掺杂HfO₂、Al掺杂HfO₂、La掺杂HfO₂、Y掺杂HfO₂、Gd掺杂HfO₂、Sr掺杂HfO₂中的至少一种。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均为面状电极，所述第一电极、所述铁电层、所述保护层和所述第二电极层叠设置。

12.根据权利要求1～10中任一项所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述第一电极为面状电极，所述第二电极为柱状电极；

所述第二电极贯穿所述第一电极，所述铁电层和所述保护层围绕所述第二电极设置。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的铁电存储阵列，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均为面状电极，所述第一电极和所述第二电极中的一者与所述晶体管电连接；或，

所述第一电极为面状电极，所述第二电极为柱状电极，所述第二电极与所述晶体管电连接。

14.一种铁电存储阵列的制备方法，其特征在于，包括：

依次形成第一电极、铁电层和第二电极；

其中，所述制备方法还包括：形成至少一个保护层；所述至少一个保护层设置于所述铁电层与所述第一电极之间，和/或所述铁电层与所述第二电极之间；

所述保护层的材料包括金属氧化物，且所述保护层的厚度小于0.1nm。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，在形成所述第一电极的过程中，掺杂金属元素；

所述第一电极中的金属元素经氧化反应形成金属氧化物，得到位于所述铁电层与所述第一电极之间的保护层。

16.根据权利要求14或15所述的制备方法，其特征在于，在形成所述第二电极的过程中，掺杂金属元素；

所述第二电极中的金属元素经氧化反应形成金属氧化物，得到位于所述铁电层与所述第二电极之间的保护层。

17.根据权利要求14～16中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一电极和/或所述第二电极的材料包括Al掺杂TiN；

所述形成第一电极，和/或，所述形成第二电极，包括：

沉积TiN，并在TiN中原位掺杂AlN；

其中，Al与Ti的原子数量比小于3/7。

18.根据权利要求14～17中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述依次形成第一电极、铁电层和第二电极，包括：

形成层叠设置的所述第一电极、所述铁电层和所述第二电极。

19.根据权利要求14～17中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述依次形成第一电极、铁电层和第二电极，包括：

形成所述第一电极；

形成贯穿所述第一电极的过孔；

在所述过孔的侧壁上形成所述铁电层；

在所述铁电层的内侧形成所述第二电极。

20.一种存储器，其特征在于，包括：

如权利要求1～13中任一项所述的铁电存储阵列；

控制器，与所述铁电存储阵列电连接。

21.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；

如权利要求20所述的存储器，与所述处理器电连接。