DE60315295T2 - Ferroelektrischer speicher mit in reihe geschalteten speicherzellen - Google Patents

Ferroelektrischer speicher mit in reihe geschalteten speicherzellen Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft integrierte Schaltungen (ICs). Die Erfindung betrifft insbesondere Speicher-ICs, beispielsweise ferroelektrische Speicher-ICs, mit Reihenarchitektur.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Ferroelektrische Metalloxidkeramikmaterialien wie etwa Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) sind im Hinblick auf die Verwendung in ferroelektrischen Halbleiterspeicherbauelementen untersucht worden. Es können auch andere ferroelektrische Materialien wie etwa beispielsweise Strontium-Bismut-Tantalat (SET) verwendet werden. 1 zeigt eine herkömmliche ferroelektrische Speicherzelle 105 mit einem Transistor 130 und einem ferroelektrischen Kondensator 140. Eine Kondensatorelektrode 142 ist an eine Plattenleitung 170 gekoppelt, und eine andere Kondensatorelektrode 141 ist an den Transistor 130 gekoppelt, der den Kondensator je nach dem Zustand (aktiv oder inaktiv) einer an das Transistorgate gekoppelten Wortleitung 150 selektiv an eine Bitleitung 160 koppelt oder von dieser entkoppelt.
  • Der ferroelektrische Speicher speichert Informationen in dem Kondensator als remanente Polarisation. Der in der Speicherzelle gespeicherte Logikwert hängt von der Polarisation des ferroelektrischen Kondensators ab. Zur Änderung der Polarisation des Kondensators muß eine Spannung, die größer ist als die Schaltspannung (Koerzitivspannung) an seine Elektroden angelegt werden. Ein Vorteil des ferroelektrischen Kondensators besteht darin, daß er seinen Polarisationszustand nach dem Abschalten des Stroms beibehält, was zu einer nichtflüchtigen Speicherzelle führt.
  • 2 zeigt mehrere in einer Kette 202 konfigurierte ferroelektrische Speicherzellen. Eine derartige Speicherarchitektur ist beispielsweise in Takashima et al., Symposium an VLSI Circuits (1997) beschrieben. Die Speicherzellen 205 der Kette, die jeweils einen parallel an einen Kondensator 240 gekoppelten Transistor 230 umfassen, sind in Reihe gekoppelt. Gates 233 der Zelltransistoren beispielsweise sind Gateleiter, die als Wortleitungen dienen oder an diese gekoppelt sind. Ein Ende 208 der Kette ist an eine Bitleitung gekoppelt, während das andere Ende 209 an eine Plattenleitung gekoppelt ist. Mehrere Ketten sind durch Wortleitungen miteinander verbunden, um einen Speicherblock oder ein Speicherarray zu bilden.
  • 3 zeigt einen herkömmlichen Querschnitt einer Speicherkette 302. Wie gezeigt sind die Transistoren 330 der Speicherzellen 305 auf einem Substrat 310 ausgebildet. Benachbarte zelltransistoren teilen sich ein gemeinsames Diffusionsgebiet. Die Kondensatoren 340 der Speicherkette sind paarweise gruppiert. Die untere Elektrode 341 dient als eine gemeinsame Elektrode für benachbarte Kondensatoren. Die obere Elektrode 342 eines Kondensators aus einem Kondensatorpaar ist an die obere Elektrode eines Kondensators eines benachbarten Paars gekoppelt, wodurch eine Prioritätskette entsteht. Die oberen Kondensatorelektroden sind über obere Elektrodenplugs 386 des aktiven Bereichs an die Zelltransistoren gekoppelt.
  • Während Standby oder wenn die Speicherkette nicht für einen Speicherzugriff ausgewählt ist, sind die Wortleitungen der Kette aktiv, um die Zelltransistoren der Kette leitend zu ma chen. Die Kondensatoren der Kette werden kurzgeschlossen, wenn Transistoren leitend werden. Um aus einer Speicherzelle der Kette Informationen abzurufen oder zu lesen, wird an die Plattenleitung ein Impuls (z.B. 2,5 V) angelegt. Die der Zeilenadresse des Speicherzugriffs entsprechende Wortleitung wird deaktiviert, was bewirkt, daß der Transistor der ausgewählten Zelle nicht leitend wird. Infolgedessen produziert der Impuls ein elektrisches Feld an dem Kondensator der ausgewählten Zelle.
  • Wegen der gemeinsamen Benutzung von Diffusionsgebieten zwischen benachbarten Zelltransistoren und der gemeinsamen Benutzung der oberen und unteren Elektroden von benachbarten Zellkondensatoren wird das elektrische Feld für benachbarte Zellen in unterschiedlichen Richtungen verlaufen. Wie angedeutet werden geradzahlige adressierte Speicherzellen ein in einer ersten Richtung angelegtes elektrisches Feld aufweisen, während ungeradzahlige adressierte Speicherzellen ein elektrisches Feld in einer zweiten oder entgegengesetzten Richtung aufweisen werden. Abwechselnde Richtungen für das externe elektrische Feld über Kondensatoren für ungeradzahlige und geradzahlige Adressen führen zu einer asymmetrisch gestalteten Hysteresekurve für ungeradzahlige und geradzahlige Adressen. Infolgedessen wird das Lesesignal für ungeradzahlige und geradzahlige Adreßstellen verschieden sein. Dies führt zu einer Verbreiterung von Lesesignalverteilungen, wie in 4 gezeigt, was das Erfassungsfenster unerwünschterweise reduziert.
  • Aufgrund der vorausgegangenen Erörterung ist es wünschenswert, eine verbesserte verkettete Architektur bereitzustellen, die asymmetrische Hysteresekurven für ungeradzahlige und geradzahlige Adreßstellen vermeidet.
  • Aus US 2001/048624 ist eine integrierte Schaltung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und dem Oberbegriff von Anspruch 2 bekannt.
  • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft Speicher-ICs. Die Speicherzellen sind in einem Kettenspeicher mit x Speicherzellen angeordnet. Ein Speicher umfaßt einen Transistor mit einem ersten und zweiten Diffusionsgebiet und einen Kondensator mit einer dielektrischen Schicht zwischen der ersten und zweiten Elektrode. Eine der Elektroden ist eine untere Elektrode, und die andere ist eine obere Elektrode. Die erste Elektrode ist an das erste Diffusionsgebiet gekoppelt, und die zweite Elektrode ist an das zweite Diffusionsgebiet gekoppelt.
  • Bei einer Ausführungsform sind die Speicherzellen ferroelektrische Speicherzellen, bei denen die ferroelektrischen Kondensatoren jeweils eine ferroelektrische Schicht zwischen den ersten und zweiten Elektroden umfassen. Die Zelltransistoren sind beispielsweise n-FETs.
  • Bei einer Ausführungsform sind die Speicherzellen zusammengeschaltet, indem die zweite Elektrode der k-ten Speicherzelle der Kette an die erste Elektrode der (k+1)-ten Speicherzelle der Kette gekoppelt ist. Indem die Speicherzellen der Kette auf diese Weise zusammengeschaltet werden, verlaufen die an einen beliebigen der Kondensatoren der Kette durch einen Plattenleitungsimpuls angelegten elektrischen Felder in der gleichen Richtung. Als Ergebnis erzeugen die Speicherzellen der Kette symmetrischere Hysteresekurven, wodurch das Erfassungsfenster verbessert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine herkömmliche ferroelektrische Speicherzelle;
  • 2 zeigt eine herkömmliche Speicherkette;
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Speicherkette;
  • 4 zeigt die Lesesignalverteilung einer herkömmlichen verketteten Speicherarchitektur;
  • 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung zum Reduzieren asymmetrischer Hysteresekurven für ungeradzahlige und geradzahlige Adreßstellen;
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Speicherkette gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
  • 710 zeigen einen Prozeß zum Ausbilden einer Speicherkette gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 5 zeigt eine Speicherkette 502 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie gezeigt umfaßt die Kette mehrere Speicherzellen 5051 505x mit jeweils einem Transistor 530 und einem Kondensator 540. Bei einer Ausführungsform umfaßt die Kette acht Speicherzellen (z.B. x = 8). Das Bereitstellen von Speicherketten anderer Größen eignet sich ebenfalls. Bevorzugt ist die Anzahl der Speicherzellen in der Kette gleich 2y, wobei y eine ganze Zahl ist (z.B. x = 2y). Ein Transistor umfaßt ein erstes und zweites Diffusionsgebiet 531 und 532, und ein Kondensator umfaßt eine erste Platte 541 und eine zweite Platte 542. Die erste Platte beispielsweise ist die untere Elektrode, und die zweite Platte ist die obere Elektrode. Die Transistoren sind beispielsweise n-FETs. Es können auch andere Arten von Transistoren wie etwa p-FETs oder eine Kombination aus n- und p-FETs verwendet werden. Das Diffusionsgebiet des ersten Transistors ist an die Platte des ersten Kondensators gekoppelt, während das Diffusionsgebiet des zweiten Transistors an die zweite Kondensatorplatte gekoppelt ist.
  • Die Speicherzellen sind in Reihe gekoppelt, um die Kette zu bilden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die gleiche Seite jedes Zelltransistors (z.B. erstes oder zweites Diffusionsgebiet 531 oder 532) an die gleiche Art von Kondensatorelektrode (erste oder zweite Elektrode 541 oder 542) gekoppelt. Beispielsweise ist die Sourceelektrode (z.B. erstes Diffusionsgebiet 531) jedes Zelltransistors an die untere Kondensatorelektrode BE gekoppelt, und die Drainelektrode (z.B. zweites Diffusionsgebiet 532) jedes Zelltransistors ist an die obere Kondensatorelektrode TE gekoppelt. Alternativ ist die Sourceelektrode jedes Zelltransistors an die obere Kondensatorelektrode gekoppelt, während die Drainelektrode an die untere Kondensatorelektrode gekoppelt ist.
  • Um eine Zelle mit der anderen zusammenzuschalten, ist eine Art von Kondensatorelektrode einer Zelle mit einer anderen Art von Elektrode einer benachbarten Zelle gekoppelt. Wenn beispielsweise die BE an das erste Diffusionsgebiet gekoppelt ist und die TE an das zweite Diffusionsgebiet in jeder Zelle gekoppelt ist, ist die obere Elektrode des Kondensators in der ersten Zelle 5051 der Kette an die BE des Kondensators der zweiten Zelle 5052 gekoppelt. Alternativ ist die erste Kondensatorelektrode die obere Elektrode und die zweite Kondensatorelektrode die untere Elektrode.
  • Gateelektroden 533 der Zelltransistoren können Gateleiter sein, die als Wortleitungen dienen oder an diese gekoppelt sind. Ein erstes Ende 508 der Kette ist an eine Bitleitung 560 gekoppelt. Bei einer Ausführungsform ist ein Auswahltransistor 504 zwischen das erste Ende der Kette und die Bitleitung 560 gekoppelt. Der Auswahltransistor wird von einem Blockauswahlsignal gesteuert, um die Kette selektiv mit der Bitleitung zu koppeln oder von dieser zu entkoppeln. Ein zweites Ende 509 der Kette ist an eine Plattenleitung 570 gekoppelt. Für Ketten mit einer geradzahligen Anzahl an Speicherzellen sind die ersten Diffusionsgebiete der Zelltransistoren am Ende der Kette je nach welchem Ende der Kette entweder an die Bitleitung oder Plattenleitung gekoppelt. Mehrere Ketten sind durch Wortleitungen zusammengeschaltet, um einen Speicherblock oder ein Speicherarray auszubilden.
  • Indem die Speicherzellen gemäß der Erfindung in Reihe gekoppelt werden, liegt das an einen beliebigen Kondensator der Kette während einer Leseoperation angelegte elektrische Feld unabhängig von der Adreßstelle in der gleichen Richtung. Infolgedessen sind die Hystereseschleifen der Speicherzellen der Kette im wesentlichen symmetrisch. Dies reduziert oder vermeidet verschiedene Lesesignale für ungeradzahlige und geradzahlige Adreßstellen, wodurch der Lesesignalspielraum vergrößert wird.
  • 6 zeigt einen Querschnitt einer Speicherkette 602 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Speicherkette umfaßt mehrere auf einem Substrat 610 ausgebildete Speicherzellen 6051 605x . Zur Veranschaulichung umfaßt die Kette vier Speicherzellen (z.B. x = 4). Die Speicherzellen umfassen jeweils einen Zelltransistor 630 und einen Kondensator 640. Die Transistoren des Speichers sind in einer Ausführungsform n-FETs. Jeder Zelltransistor enthält ein erstes und zweites Diffusionsgebiet 631 und 632. Bei einer Ausführungsform teilen sich benachbarte Transistoren ein gemeinsames Diffusionsgebiet 632/631. Die gemeinsame Verwendung von Diffusionsgebieten zwischen benachbarten Transistoren reduziert vorteilhafterweise die Zellgröße. An einem ersten Ende der Kette befindet sich ein Auswahltransistor 604 mit einem an eine Bitleitung gekoppelten ersten Diffusionsgebiet. Das andere Diffusionsgebiet ist ein gemeinsames Diffusionsgebiet mit dem ersten Zelltransistor. Eine Plattenleitung ist an ein zweites Ende 609 der Kette gekoppelt.
  • Bei einer Ausführungsform ist der Kondensator einer Speicherzelle ein ferroelektrischer Kondensator. Der ferroelektrische Kondensator enthält eine ferroelektrische Schicht 643 zwischen der ersten und zweiten Elektrode 641 und 642. Leitendes Material wie etwa Edelmetall kann zum Ausbilden der Elektroden verwendet werden. Andere Arten leitender Materialien wie etwa SRO oder IrO sind ebenfalls geeignet. Es ist nicht notwendig, daß die ersten und zweiten Elektroden aus der gleichen Art von Material ausgebildet werden. Das ferroelektrische Material besteht bei einer Ausführungsform aus PZT. Es können auch SBT oder andere Arten ferroelektrischen Materials verwendet werden. Wie gezeigt ist die erste Elektrode die untere Elektrode und die zweite Elektrode die obere Elektrode. Die untere und obere Elektrode sind jeweils an ein erstes und zweites Diffusionsgebiet eines Zelltransistors gekoppelt, wodurch eine parallele Kopplung zwischen Transistor und Konden sator einer Speicherzelle entsteht. Eine Verkapselungsschicht kann die Kondensatoren bedecken, um als Barriere gegen Verunreinigungen wie etwa Wasserstoff zu dienen. Die Verkapselungsschicht kann beispielsweise aus Aluminiumoxid ausgebildet sein. Es können auch andere Arten von Verkapselungsschicht verwendet werden.
  • Bei einer Ausführungsform ist die obere Kondensatorelektrode einer Speicherzelle an die untere Kondensatorelektrode von einer benachbarten Speicherzelle gekoppelt. Zur Veranschaulichung ist die obere Kondensatorelektrode der Speicherzelle 605k an die untere Kondensatorelektrode der Speicherzelle 605k+1 gekoppelt, wobei k zwischen 1 und x-1 liegt. Für die letzte Speicherzelle 605x der Kette ist die obere Elektrode nur an das zweite Transistordiffusionsgebiet gekoppelt.
  • Die untere Elektrode ist an das erste Diffusionsgebiet eines Zelltransistors oder ein gemeinsames Diffusionsgebiet benachbarter Transistoren über einen unteren Kondensatorplug 688 gekoppelt. Der untere Kondensatorplug beispielsweise umfaßt ein leitendes Material wie etwa Wolfram (W). Es eignen sich auch andere Arten leitender Materialien wie etwa beispielsweise Polysilizium oder Aluminium. Eine Barrierenschicht wie etwa Iridium kann vorgesehen werden, um die Diffusion von Sauerstoff zu blockieren, um die Oxidation des Plugs zu reduzieren oder zu verhindern. Eine nicht gezeigte Haftungsschicht kann ebenfalls zwischen der Barriere und dem Plug vorgesehen sein, um die Haftung zwischen der Barriere und einer Zwischenebenendielektrikums-(ILD – Interlevel Dielectric)-Schicht 683 zu fördern.
  • Die untere Elektrode erstreckt sich über den oberen Abschnitt des Kondensators hinaus (z.B. ferroelektrische und obere E lektrodenschicht), um einen Kontaktbereich zum Koppeln an die obere Elektrode eines benachbarten Kondensators bereitzustellen. Als Veranschaulichung erstreckt sich die untere Elektrode zumindest auf einer Seite von dem Plug aus, wodurch der obere Abschnitt des Kondensators von dem Plug versetzt sein kann. Der Kondensator beispielsweise ist über der Gateelektrode des Zelltransistors ausgebildet. Alternativ ist der obere Abschnitt des Kondensators über dem Plug ausgebildet, während der Kontaktbereich zu der oberen Elektrode eines benachbarten Kondensators von dem Plug versetzt ist. Es eignen sich auch andere Layouts zum Bereitstellen des Kontaktbereichs zu der oberen Elektrode eines benachbarten Kondensators.
  • Die obere Elektrode eines Kondensators ist bei einer Ausführungsform über einen oberen Kondensatorplug 648, einen oberen Abschnitt des unteren Kondensatorplugs 689 und eine Leitung 662 an die untere Kondensatorelektrode einer benachbarten Speicherzelle gekoppelt. Es eignen sich auch alternative Techniken zum Koppeln der oberen Elektrode eines Kondensators an eine untere Elektrode eines benachbarten Kondensators. Zu solchen Techniken zählen beispielsweise Kontaktbrückentechniken und eine einzelne Metallschicht für Kontakt und Leitung.
  • Während eines Lesens wird ein Impuls über die Plattenleitung an die Kette angelegt, wodurch an dem Kondensator der ausgewählten Speicherzelle ein elektrisches Feld erzeugt wird. Das elektrische Feld wird ungeachtet der Adreßstelle in der Richtung der unteren Kondensatorplatte zu der oberen Kondensatorplatte angelegt, wie durch die Pfeile angedeutet.
  • Alternativ kann ein elektrisches Feld in der entgegengesetzten Richtung an den Kondensator der ausgewählten Zelle angelegt werden, indem das erste Transistordiffusionsgebiet an die obere Kondensatorelektrode und das zweite Transistordiffusionsgebiet an die untere Kondensatorelektrode gekoppelt ist. Dies würde auch bedeuten, daß die untere Kondensatorelektrode der Speicherzelle k an die obere Kondensatorelektrode der Speicherzelle k+1 gekoppelt ist.
  • Die 710 zeigen einen Prozeß zum Ausbilden einer Speicherkette gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Unter Bezugnahme auf 7 wird ein Halbleitersubstrat 610 bereitgestellt. Das Substrat wird mit Zelltransistoren der Speicherkette vorbereitet. Andere Komponenten für den IC (nicht gezeigt) können ebenfalls auf dem Substrat vorbereitet werden. Die Zelltransistoren teilen sich bei einer Ausführungsform ein gemeinsames Diffusionsgebiet mit benachbarten Zelltransistoren. Die Zelltransistoren sind beispielsweise n-FETs. Ein nicht gezeigter Auswahltransistor kann ebenfalls auf dem Substrat vorgesehen sein. Der Auswahltransistor teilt sich ein gemeinsames Diffusionsgebiet mit dem ersten Zelltransistor.
  • Eine ILD-Schicht 721 wird über dem Substrat bereitgestellt. Das ILD umfaßt beispielsweise Siliziumoxid. Es eignen sich auch andere Arten dielektrischer Materialien wie etwa Siliziumnitrid, dotiertes oder undotiertes Silikatglas oder Aufschleuderglas. Verschiedene Techniken können zum Ausbilden des ILD verwendet werden, wie etwa chemische Dampfabscheidung (CVD).
  • Untere Kondensatorelektrodenplugs 688 werden in der ILD-Schicht ausgebildet. Die unteren Kondensatorelektrodenplugs sind an jeweilige Diffusionsgebiete der Zelltransistoren gekoppelt. Die Plugs umfassen beispielsweise ein leitendes Ma terial wie etwa Poly-Si. Es können auch andere Arten leitenden Materials wie etwa Wolfram (W) verwendet werden.
  • Die Plugs werden unter Verwendung herkömmlicher Techniken ausgebildet. Beispielsweise wird eine Lackschicht auf der ILD-Schicht abgeschieden und strukturiert, um Öffnungen auszubilden, die Durchkontakten entsprechen, in denen Plugs ausgebildet werden. Eine anisotrope Ätzung wie etwa reaktive Ionenätzung (RIE) wird dann vorgenommen. Die RIE beseitigt von der Lackmaske freigelegte Abschnitte der ILD-Schicht, wodurch Durchkontakte hergestellt werden. Dann wird ein leitendes Material auf dem Substrat abgeschieden, wodurch die Durchkontakte gefüllt werden. Überschüssiges leitendes Material über dem ILD wird dann beispielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren entfernt. Das CMP erzeugt eine planare Oberfläche zwischen den Plugs und dem ILD.
  • Eine Linerschicht kann auf dem Substrat abgeschieden werden, um die Durchkontaktwände vor dem Füllen der Durchkontakte auszukleiden. Die Linerschicht dient der Erleichterung des Füllprozesses. Zur Auskleidung der Durchkontaktwände kann auch eine Barriere vorgesehen werden. Die Barrierenschicht blockiert die Diffusion von Sauerstoff und/oder Wasserstoff, um eine Plugoxidation zu verhindern. Verschiedene Materialien wie etwa Ti und TiN können ebenfalls verwendet werden, um als die Liner- und Barrierenschicht zu dienen. Je nach dem, ob die Liner- und/oder Barrierenschicht leitend sind oder nicht, kann der Boden des Durchkontakts entfernt werden, um das Diffusionsgebiet freizulegen.
  • Nach dem Ausbilden der Plugs wird eine leitende Schicht 747 über herkömmliche Techniken auf der ILD-Schicht abgeschieden. Die leitende Schicht dient als die untere Kondensatorelektro de. Die leitende Schicht besteht beispielsweise aus einem Edelmetall wie etwa Platin. Es eignen sich auch andere Arten von leitenden Metallen.
  • Bei einer Ausführungsform wird eine Barrierenschicht vor dem Abscheiden der leitenden Schicht ausgebildet. Die Barrierenschicht besteht beispielsweise aus Iridium. Es können auch andere Materialien verwendet werden, die die Diffusion von Sauerstoff blockieren können, wie etwa IrO. Zur Förderung der Haftung zwischen der Barrierenschicht und dem ILD kann eine Haftungsschicht unter der Barrierenschicht vorgesehen werden. Die Haftungsschicht besteht bei einer Ausführungsform aus Ti. Es können auch andere Arten von Haftungsförderungsmaterialien verwendet werden, um als die Haftungsschicht zu dienen. Zur Ausbildung der Barrieren- und Haftungsschicht können verschiedene Techniken verwendet werden, beispielsweise Sputtern.
  • Bei Anwendungen, wo der Plug Poly-Si umfaßt, wird eine Metallsilizidschicht vor den Kondensatorschichten über den ILD ausgebildet. Das Metallsilizid umfaßt beispielsweise Titan oder Kobalt. Es eignen sich auch andere Metallsilizide. Das Metallsilizid wird beispielsweise durch herkömmliche Techniken ausgebildet.
  • Unter Bezugnahme auf 8 wird die leitende Schicht strukturiert, um untere Kondensatorelektroden 641 auszubilden. Das Strukturieren der leitenden Schicht wird beispielsweise unter Verwendung herkömmlicher Masken- und Ätztechniken erreicht. Die unteren Kondensatorelektroden werden an jeweilige untere Kondensatorelektrodenplugs gekoppelt. Bei einer Ausführungsform erstrecken sich die unteren Kondensatorelektroden auf einer Seite von den Plugs und über die Gateelektroden von Zelltransistoren. Es eignen sich auch andere Layouts. Die verschiedenen Schichten des oberen Abschnitts des Kondensators werden über dem Substrat abgeschieden, wodurch das ILD und die unteren Kondensatorelektroden bedeckt werden. Bei einer Ausführungsform beinhalten verschiedene Schichten ferroelektrische und obere Elektrodenschichten. Die ferroelektrische Schicht beispielsweise umfaßt PZT, während die obere Elektrodenschicht aus einem Edelmetall wie etwa Platin besteht. Es können auch andere Arten von ferroelektrischen und oberen Elektrodenschichten verwendet werden. Diese Schichten werden strukturiert, um den oberen Abschnitt der Kondensatoren 640 auszubilden. Zum Strukturieren der verschiedenen Schichten können verschiedene herkömmliche Techniken wie etwa Maskieren und Ätzen verwendet werden.
  • Eine dielektrische Schicht 823 wird über dem Substrat abgeschieden, wodurch die Kondensatoren bedeckt werden. Es können verschiedene Arten von dielektrischen Materialien verwendet werden. Bei einer Ausführungsform wird eine Verkapselungsschicht vor dem Abscheiden der dielektrischen Schicht über dem Kondensator ausgebildet. Materialien wie etwa Aluminiumoxid oder andere Arten von Materialien, die die Diffusion von Wasserstoff blockieren können, können ebenfalls verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 9 sind Plugs 689 und 674, die die unteren beziehungsweise oberen Elektroden kontaktieren, in der dielektrischen Schicht ausgebildet. Bei einer Ausführungsform bestehen die Plugs aus Wolfram. Es können auch andere Arten leitender Materialien wie etwa Aluminium verwendet werden. Die Plugs werden über herkömmliche Techniken ausgebildet. Zu solchen Techniken zählen beispielsweise, Durchkontakte in der dielektrischen Schicht auszubilden und sie mit leitendem Material zu füllen. Überschüssige leitende Materialien werden durch Polieren wie etwa CMP entfernt.
  • Wie in 10 gezeigt, wird eine leitende Schicht über der dielektrischen Schicht 823 abgeschieden, nachdem die Plugs 689 und 674 ausgebildet sind. Bei einer Ausführungsform besteht die leitende Schicht aus Aluminium. Es eignen sich auch andere Arten leitender Materialien wie etwa Cu. Die leitende Schicht wird dann strukturiert, um Leiter 962 auszubilden, die jeweils die obere Elektrode eines Kondensators an die untere Elektrode eines benachbarten Kondensators kuppeln. Bei einer alternativen Ausführungsform werden die Leiter unter Verwendung einer Damascene-Technik ausgebildet. Zu solchen Techniken zählen beispielsweise das Abscheiden einer dielektrischen Schicht über der dielektrischen Schicht 823, das Ausbilden von Gräben darin, das Füllen der Gräben mit leitendem Material und Entfernen überschüssigen leitenden Materials von der Oberfläche der dielektrischen Schicht durch CMP. Es eignet sich auch das Ausbilden der Durchkontakte und Leiter unter Verwendung von Dual-Damascene-Techniken.
  • Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen besonders gezeigt und beschrieben worden ist, versteht der Fachmann, daß an der vorliegenden Erfindung Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich davon abzuweichen. Der Schutzbereich der Erfindung sollte deshalb nicht unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche zusammen mit ihrem vollen Umfang an Äquivalenten.

Claims (11)

  1. Integrierte Schaltung, umfassend: eine Speicherkette (602) mit einer Anzahl von x Speicherzellen (605), wobei x eine ganze Zahl größer als 1 ist; wobei jede der Speicherzellen einen Transistor (630) mit einem ersten und zweiten Diffusionsgebiet und einer Gateelektrode und einem Kondensator (640) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator eine untere Elektrode (641), eine auf der unteren Elektrode ausgebildete dielektrische Schicht und eine auf der dielektrischen Schicht ausgebildete obere Elektrode (642) aufweist, wobei das erste Diffusionsgebiet des Transistors an die obere Elektrode des Kondensators gekoppelt ist und das zweite Diffusionsgebiet des Transistors an die untere Elektrode des Kondensators gekoppelt ist; und die Anzahl von x Speicherzellen zusammengeschaltet werden, indem die untere Elektrode der k-ten Zelle an die obere Elektrode der (k+1)-ten Speicherzelle gekoppelt ist, wobei k zwischen 1 und x-1 liegt.
  2. Integrierte Schaltung, umfassend: eine Speicherkette (602) mit einer Anzahl von x Speicherzellen (605), wobei x eine ganze Zahl größer als 1 ist; wobei jede der Speicherzellen einen Transistor (630) mit einem ersten und zweiten Diffusionsgebiet und einer Gateelektrode und einem Kondensator (640) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator eine untere Elektrode (641), eine auf der unteren Elektrode ausgebildete dielektrische Schicht und eine auf der dielektrischen Schicht ausgebildete obere Elektrode (642) aufweist, wobei das erste Diffusionsgebiet des Transistors an die untere Elektrode des Kondensators gekoppelt ist und das zweite Diffusionsgebiet des Transistors an die obere Elektrode des Kondensators gekoppelt ist; und die Anzahl von x Speicherzellen zusammengeschaltet werden, indem die obere Elektrode der k-ten Zelle an die untere Elektrode der (k+1)-ten Speicherzelle gekoppelt ist, wobei k zwischen 1 und x-1 liegt.
  3. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Speicherzellen ferroelektrische Speicherzellen sind, bei denen die dielektrische Schicht des Kondensators der Speicherzellen ein ferroelektrisches Material umfaßt.
  4. Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, wobei x gleich 2y ist, wobei y gleich einer ganzen Zahl ≥ 1 ist.
  5. Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, wobei ein erstes Ende der Kette an eine Bitleitung gekoppelt ist und ein zweites Ende der Kette an eine Plattenleitung gekoppelt ist.
  6. Integrierte Schaltung nach Anspruch 5, wobei x gleich 2y ist, wobei y gleich einer ganzen Zahl ≥ 1 ist.
  7. Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, wobei ein erstes Ende der Kette an eine Bitleitung gekoppelt ist.
  8. Integrierte Schaltung nach Anspruch 7, wobei x gleich 2y ist, wobei y gleich einer ganzen Zahl ≥ 1 ist.
  9. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei x gleich 2y ist, wobei y gleich einer ganzen Zahl ≥ 1 ist.
  10. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Transistoren von benachbarten Speicherzellen ein gemeinsames Diffusionsgebiet teilen.
  11. Integrierte Schaltung nach Anspruch 10, wobei die Transistoren der Speicherzellen n-FETs sind.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4091577B2 (ja) * 2004-07-20 2008-05-28 株式会社東芝 強誘電体メモリ
DE102004041330B3 (de) * 2004-08-26 2006-03-16 Infineon Technologies Ag Speicherschaltung mit ein Widerstandsspeicherelement aufweisenden Speicherzellen
DE102004051152B4 (de) * 2004-10-20 2007-12-20 Qimonda Ag NOR-Speicheranordnung von resistiven Speicherelementen
JP4995834B2 (ja) * 2006-12-07 2012-08-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体記憶装置
JP2010080520A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Toshiba Corp 半導体記憶装置およびその製造方法
JP2010123673A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Toshiba Corp 半導体記憶装置
KR101929530B1 (ko) 2012-02-21 2019-03-15 삼성전자주식회사 가변 저항 메모리 장치 및 그것의 구동 방법
USD920803S1 (en) 2019-10-23 2021-06-01 S. C. Johnson & Son, Inc. Dispenser
USD980074S1 (en) 2021-07-13 2023-03-07 S. C. Johnson & Son, Inc. Container

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3766181B2 (ja) * 1996-06-10 2006-04-12 株式会社東芝 半導体記憶装置とそれを搭載したシステム
JP3828332B2 (ja) * 2000-03-27 2006-10-04 株式会社東芝 強誘電体メモリ
JP3856424B2 (ja) * 2000-12-25 2006-12-13 株式会社東芝 半導体記憶装置

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