JP7420822B2 - 一方向のプレートライン及びビットライン並びにピラーキャパシタを有する高密度低電圧nvm - Google Patents

一方向のプレートライン及びビットライン並びにピラーキャパシタを有する高密度低電圧nvm Download PDF

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この出願は、“High-Density Low Voltage Non-Volatile Memory with Unidirectional Plate-Line and Bit-Line and Pillar Capacitor”と題されて2019年2月27日に出願された米国特許出願第16/287,953号に対する優先権を主張するものであり、それを、あらゆる目的のためにその全体にてここに援用する。
プロセッサ内で使用される標準的なメモリは、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)若しくはダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)及びその派生物である。これらのメモリは揮発性メモリである。例えば、メモリへの電源がオフにされると、これらのメモリは記憶したデータが失う。今日、不揮発性メモリも、磁気ハードディスクを置き換えるべくコンピューティングプラットフォームで一般的に使用されている。不揮発性メモリは、それらのメモリへの電力がオフにされたときであっても、それらの記憶データを長期間(例えば、月、年、又は永久)にわたって保持する。不揮発性メモリの例は、磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)や、NAND又はNORフラッシュメモリである。これらのメモリは、高い書き込みエネルギー、低い密度、及び高い電力消費に悩まされるので、低電力で小型のコンピューティング装置には適さないことがある。
ここで提供される背景説明は、開示の文脈をおおまかに提示するためのものである。ここで別段の断りがない限り、このセクションに記載される材料は、この出願の請求項に対する先行技術であるというわけではないし、このセクションに含まれることによって先行技術であると認められるものでもない。
開示の実施形態は、以下に与えられる詳細な説明から、及び開示の様々な実施形態の添付の図面から、より完全に理解されることになるが、これらは、開示を特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきでなく、単に説明及び理解のためのものである。
一部の実施形態に従った、強誘電体材料と電極として導電性酸化物とを有するピラーキャパシタを有し、導電性酸化物電極のうちの一方がピラーキャパシタに巻き付いた、1T-1C(1つのプレーナトランジスタと1つのキャパシタ)メモリビットセルの三次元(3D)図を示している。 一部の実施形態に従った、図1Aに対応する断面図を示している。 一部の実施形態に従った、FE材料を有するピラーキャパシタがプレートライン(PL)とビットライン(BL)との間に形成された1T-1Cメモリビットセルの断面図を示している。 一部の実施形態に従った、FE材料を有する2つのピラーキャパシタがプレートライン(PL)とビットライン(BL)との間に形成された1T-1Cメモリビットセルの断面図を示している。 一部の実施形態に従った、図1の1T-1Cビットセルの高密度レイアウトを示している。 図3A-3Bは、一部の実施形態に従った、側壁バリアシールを有するピラーキャパシタの3D図をそれぞれ示している。 図3A-3Bは、一部の実施形態に従った、側壁バリアシールを有するピラーキャパシタの3D図をそれぞれ示している。 一部の実施形態に従った、強誘電体構造の上の第1の電極としての巻き付き導電性酸化物と、第2の電極としてのピラー内部の屈折金属間化合物とを有するピラーキャパシタの3D図を示している。 一部の実施形態に従った、強誘電体構造の上の第1の電極としての巻き付き導電性酸化物と、第2の電極としてのピラー内部の屈折金属間化合物のスタックとを有し、該スタックが金属コーティングを有するピラーキャパシタの3D図を示している。 一部の実施形態に従った、強誘電体材料と電極として導電性酸化物とを有するピラーキャパシタを有し、導電性酸化物電極のうちの一方がピラーキャパシタに巻き付いた、1T-1C(1つのfinFETと1つのキャパシタ)メモリビットセルの3D図を示している。 一部の実施形態に従った、図5Aに対応する断面図を示している。 一部の実施形態に従った、図5Aの1T-1Cビットセルの高密度レイアウトを示している。 一部の実施形態に従った、強誘電体材料と電極として導電性酸化物とを有するピラーキャパシタを有し、導電性酸化物電極のうちの一方がピラーキャパシタに巻き付いた、1T-1C(1つのバックエンドfinFETと1つのキャパシタ)メモリビットセルの3D図を示している。 一部の実施形態に従った、1T-1Cビットセルを形成するためのフローチャートを示している。 一部の実施形態に従った、1T-1Cビットセルのピラーキャパシタを形成するためのフローチャートを示している。 一部の実施形態に従った、1T-1Cビットセルのアレイとロジックとを有するメモリチップを示している。
一部の実施形態は、強誘電体材料と電極としての導電性酸化物とを持つピラー構造をキャパシタが有する1T-1C(1つのトランジスタと1つのキャパシタ)メモリビットセルを記載する。様々な実施形態において、導電性酸化物電極の1つの層が、ピラーキャパシタに巻き付いて、ピラーキャパシタの外側電極を形成する。ピラーキャパシタのコアは、様々な形態をとることができる。
一部の実施形態において、ピラーキャパシタのコアは、強誘電体(FE)材料が外側導電性酸化物層(又は電極)と内側導電性酸化物層(又は電極)との間にあるように、導電性酸化物の別の層を含む。一部の実施形態において、トランジスタに結合するピラーキャパシタの部分は、屈折金属間化合物(refractive inter-metallic)材料(例えば、Ti-Al、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Al又はCo)で形成されるバリア構造を有する。一部の実施形態において、バリア層は、第1の材料と第2の材料との超格子であり、第1の材料は、Ti及びAl(例えば、TiAl)を含み、第2の材料は、Ta、W及びCoを含む(例えば、Ta、W及びCoの層を共に)。様々な実施形態において、バリア層の格子パラメータは、導電性酸化物及び/又はFE材料の格子パラメータと整合される。一部の実施形態において、外側導電性酸化物層は、側壁バリアシール(例えば、Ti-Al-O又はMgO)で部分的に又は完全に覆われる。様々な実施形態において、側壁バリアシールの格子パラメータは、外側導電性酸化物の格子パラメータと整合される。
FE材料は、低い電圧(例えば、100mV)によってFE材料がその状態を切り替えることを可能にする任意の好適な低電圧FE材料とすることができる。一部の実施形態において、FE材料は、ABO型のペロブスカイトを有し、ここで、“A”及び“B”は、異なる大きさの2つのカチオンであり、“O”は、両方のカチオンに結合するアニオンである酸素である。一般に、Aの原子の大きさは、B原子の大きさより大きい。一部の実施形態において、ペロブスカイトは(例えば、La又はランタニドによって)ドープされることができる。様々な実施形態において、FE材料がペロブスカイトである場合、導電性酸化物はAA’BB’O型のものである。A’は原子サイトAに対するドーパントであり、ランタニド系列からの元素とすることができる。B’は原子サイトBに対するドーパントであり、遷移金属元素、特にSc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Znからの元素とすることができる。A’は、異なる強誘電体分極率で、サイトAと同じ原子価を持ち得る。
一部の実施形態において、FE材料は、h-RMnO型の六方晶系強誘電体を有し、ここで、Rは希土類元素、すなわち、セリウム(Ce)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、ホルミウム(Ho)、ランタン(La)、ルテチウム(Lu)、ネオジム(Nd)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、スカンジウム(Sc)、テルビウム(Tb)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、及びイットリウム(Y)である。強誘電相は、層状MnO5多面体の座屈を特徴とし、正味の電気分極につながるものであるYイオンの変位を伴う。一部の実施形態において、六方晶系FEは、YMnO3又はLuFeO3のうちの一方を含む。様々な実施形態において、FE材料が六方晶系強誘電体を有する場合、導電性酸化物は、A2O3(例えば、In2O3、Fe2O3)及びABO3型のものであり、ここで、‘A’は希土類元素であり、BはMnである。
一部の実施形態において、FE材料はインプロパーFE材料を有する。インプロパー強誘電体は、一次秩序パラメータが例えば原子秩序の歪み又は座屈などの秩序機構である強誘電体である。インプロパーFE材料の例は、LuFeO3クラスの材料、及び強誘電体材料と常誘電体材料との超格子、それぞれ、PbTiO3(PTO)及びSnTiO3(STO)、並びにそれぞれLaAlO3(LAO)及びSTOである。例えば、[PTO/STO]n又は[LAO/STO]nの超格子であり、‘n’は1から100の間である。ここでの様々な実施形態は、電荷状態を記憶することに関して強誘電体材料を参照して説明されるが、実施形態は常誘電体材料にも適用可能である。例えば、様々な実施形態のピラーキャパシタは、強誘電体材料の代わりに常誘電体材料を用いて形成されてもよい。
様々な実施形態の数多くの技術的効果が存在する。例えば、当該ピラーキャパシタを用いて形成されたメモリビットセルは、FEピラーキャパシタにおけるFE状態の非常に低電圧(例えば、100mV)でのスイッチングを可能にする。FEピラーキャパシタは、任意のタイプのトランジスタと共に使用され得る。例えば、様々な実施形態のFEピラーキャパシタは、プレーナトランジスタと共に使用されてもよいし、非プレーナトランジスタと共に使用されてもよい。トランジスタは、フロントエンドにて形成されてもよいし、バックエンドにて形成されてもよい。当該ピラーキャパシタを用いて形成されたメモリビットセルは、伝統的なDRAMビットセルと比較して、より高くて、より狭いビットセルをもたらす。従って、より多くのビットセルをダイに詰め込むことができ、需要の高い不揮発性挙動を提供しながら、伝統的なDRAMよりも低い電圧で動作することができるいっそう高密度のメモリをもたらす。一部の実施形態において、当該メモリビットセルは、ダイ当たりのメモリの密度を更に高めるために、フロントエンド及びバックエンドに形成される。他の技術的効果が、様々な実施形態及び図から明らかになる。
以下の説明では、本開示の実施形態のより完全な説明を提供するために、数多くの詳細が説明される。しかしながら、当業者に明らかになることには、本開示の実施形態は、これらの具体的詳細なしに実施されることができる。また、本開示の実施形態を不明瞭にしてしまうことを回避するために、周知の構造及びデバイスは、詳細にではなくブロック図の形態で示される。
なお、実施形態の対応する図面において、信号は線で表される。一部の線は、より多くの構成信号経路を指し示すために、より太くされることがあり、及び/又は主な情報流れ方向を指し示すために、1つ以上の端部に矢印を持つことがある。このように指し示すことは、限定することを意図するものではない。むしろ、それらの線は、回路又は論理ユニットのいっそう容易な理解を支援するために、1つ以上の例示的な実施形態との関連で使用される。設計上の必要性又は嗜好によって規定されるような、表される如何なる信号も、実際には、いずれかの方向に進み得る1つ以上の信号を有することができるとともに、任意の好適タイプの信号方式で実装されることができる。
用語“デバイス”は、一般に、その用語の使用の文脈に従った装置を指し得る。例えば、デバイスは、複数の層又は構造のスタック、単一の構造又は層、能動素子及び/又は受動素子を有する様々な構造の接続などを指し得る。一般に、デバイスは、x-y-zデカルト座標系のx-y方向に沿った平面及びz方向に沿った高さを持つ三次元構造である。デバイスの平面はまた、そのデバイスを有する装置の平面であってもよい。
明細書及び特許請求の範囲の全体を通して、用語“接続される”は、如何なる中間デバイスもない、接続される物の間の例えば電気的、機械的又は磁気的な接続などの直接的な接続を意味する。
用語“結合される”は、例えば、接続される物の間の直接的な電気的、機械的、若しくは磁気的な接続、又は1つ以上の受動若しくは能動中間デバイスを介した間接的な接続などの、直接的又は間接的な接続を意味する。
ここでの用語“隣接する”は、一般に、ある物の位置が別の物の隣にある(例えば、すぐ隣にある、又はそれらの間に1つ以上の物を有して近くにある)又は接している(例えば、境を接している)ことを指す。
用語“回路”又は“モジュール”は、互いに協働して所望の機能を提供するように構成された1つ以上の受動及び/又は能動コンポーネントを指し得る。
用語“信号”は、少なくとも1つの電流信号、電圧信号、磁気信号、又はデータ/クロック信号を指し得る。“a”、“an”、及び“the”の意味は複数参照を含む。“in”の意味は“in”及び“on”を含む。
用語“スケーリング”は、一般に、設計(図解及びレイアウト)をあるプロセステクノロジから別のプロセステクノロジへと転換し、その後にレイアウト面積において縮小されることを指す。用語“スケーリング”はまた、一般に、同一テクノロジノードの中でレイアウト及びデバイスを小型化することも指す。用語“スケーリング”はまた、例えば、電源レベルといった別のパラメータに対する信号周波数の調整(例えば、低速化又は高速化であり、すなわち、それぞれスケールダウン又はスケールアップである)を指すこともある。
用語“実質的に”、“近い”、“おおよそ”、“略”、及び“ほぼ”は、一般に、目標値の±10%以内であることを指す。例えば、それらの使用の明示的な文脈において別段の断りがない限り、用語“実質的に等しい”、“ほぼ等しい”、及び“おおよそ等しい”は、そのように記載されるものの間に、単に偶発的なバラつきしかないことを意味する。当技術分野において、そのようなバラつきは、典型的に、所定の目標値の高々±10%である。
別段の断りがない限り、共通の対象を記述するための序数形容詞“第1の”、“第2の”、及び“第3の”などの使用は、単に、同様の対象の異なるインスタンスが参照されていることを示すものであり、そのように記述される対象が、時間的に、空間的に、ランク的に、又は何らかの他の様態で、所与の順序になければならないことを意味する意図はない。
本開示の目的では、フレーズ“A及び/又はB”及び“A又はB”は、(A)、(B)、又は(A及びB)を意味する。本開示の目的では、フレーズ“A、B及び/又はC”は、(A)、(B)、(C)、(A及びB)、(A及びC)、(B及びC)、又は(A、B及びC)を意味する。
説明中の及び請求項中に用語“左”、“右”、“前”、“後ろ”、“頂部”、“底部”、“上”、“下”、及びこれらに類するものが存在する場合、それらは、記述の目的で使用されており、必ずしも永久的な相対位置を記述するために使用されているわけではない。例えば、ここで使用される用語“の上”、“の下”、“前側”、“後ろ側”、“頂部”、“底部”、“の上”、“の下”、及び“上”は、そのような物理的関係を特筆すべき場合に、デバイス内での、あるコンポーネント、構造、又は材料の、参照されている他のコンポーネント、構造、又は材料に対する相対位置に言及するものである。これらの用語はここでは、単に記述目的で主にデバイスz軸の文脈の中で使用されており、故に、デバイスの向きに対して相対的なものであるとし得る。従って、ここで提供される図の文脈において第1の材料が第2の材料“の上(over)”にあることは、提供される図の文脈に対してデバイスがひっくり返される場合に、第2の材料“の下(below)”にあることにもなり得る。材料の文脈において、ある材料が別の材料の上又は下に配置されるとは、直に接触するのであることもあるし、1つ以上の介在する材料を有するのであることもある。さらに、ある材料が2つの材料の間に配置されるとは、2つの層と直に接触するのであることもあるし、1つ以上の介在層を有するのであることもある。対照的に、第1の材料が第2の材料“上(on)”にあるとは、第2の材料と直に接触しているということである。同様の区別が、コンポーネントアセンブリの文脈で為されるべきである。
用語“の間”は、デバイスのz軸、x軸、又はy軸の文脈において使用され得る。2つの他の材料の間にある材料は、それらの材料の一方又は両方と接触しているのであることもあるし、1つ以上の介在材料によって他の2つの材料の両方から隔てられているのであることもある。従って、2つの他の材料“の間”の材料は、他の2つの材料のいずれかと接触していてもよいし、介在材料を介して他の2つの材料に結合されていてもよい。2つの他のデバイスの間にあるデバイスは、それらのデバイスの一方又は両方に直接接続されていてもよいし、1つ以上の介在デバイスによって他の2つのデバイスの両方から隔てられていてもよい。
ここでは、複数の非シリコンの半導体材料層が単一のフィン構造内で積層され得る。それら複数の非シリコン半導体材料層は、P型トランジスタに適した(例えば、シリコンよりも高い正孔移動度を提供する)1つ以上の“P型”層を含み得る。それら複数の非シリコン半導体材料層は更に、N型トランジスタに適した(例えば、シリコンよりも高い電子移動度を提供する)1つ以上の“N型”層を含み得る。それら複数の非シリコン半導体材料層は更に、N型層をP型層から隔てる1つ以上の介在層を含んでもよい。介在層は、少なくとも部分的に犠牲的であってもよく、例えば、ゲート、ソース、又はドレインのうちの1つ以上が、N型トランジスタ及びP型トランジスタのうちの一方以上のチャネル領域の周りに完全に巻きつくことを可能にし得る。複数の非シリコン半導体材料層は、積層CMOSデバイスが単一のFET(電界効果トランジスタ)のフットプリントで高移動度N型及びP型トランジスタの両方を含み得るように、少なくとも部分的にセルフアライン技術を用いて製造され得る。
ここでは、用語“バックエンド”は、一般に、ダイのうち、“フロントエンド”とは反対であって、IC(集積回路)パッケージがICダイバンプに結合するところのセクションを指す。例えば、ダイパッケージに近い方の高階層メタル層(例えば、10メタルスタックダイのメタル層6及びそれより上)及び対応するビアは、そのダイのバックエンドの部分と考えられる。逆に、用語“フロントエンド”は、一般に、ダイのうち、活性領域(例えば、トランジスタが製造されるところ)並びに活性領域に近い方の低階層メタル層及び対応するビア(例えば、10メタルスタックダイの例でのメタル層5及びそれより下)を含むセクションを指す。
指摘しておくことには、いずれか他の図の要素と同じ参照符号(又は名称)を持つ図面の要素は、そのように限定されるものではないが、記載されたものと同様にして動作又は機能することができる。
図1A-1Bは、一部の実施形態に従った、強誘電体材料と電極として導電性酸化物とを有するピラーキャパシタを有し、導電性酸化物電極のうちの一方がピラーキャパシタに巻き付いた、1T-1C(1つのプレーナトランジスタと1つのキャパシタ)メモリビットセルの、それぞれ、3D図100及び対応する断面図120を示している。図1A-1Bのメモリビットセルはプレーナトランジスタを含んでおり、該プレーナトランジスタは、基板101と、ソース102と、ドレイン103と、チャネル領域104と、ゲート誘電体105、ゲートスペーサ106a、106b、及びゲートメタル107を有するゲートと、ソースコンタクト108aと、ドレインコンタクト108bとを有している。
基板101は、例えば単結晶シリコン、多結晶シリコン及びシリコン・オン・インシュレータ(SOI)などの好適な半導体材料を含む。一実施形態において、基板101は、例えばSi、Ge、SiGe、又は好適なIII-V族化合物若しくはIII族-N化合物などの他の半導体材料を含む。基板101はまた、半導体材料、金属、ドーパント、及び半導体基板に一般的に見られる他の材料を含んでもよい。
一部の実施形態において、ソース領域102及びドレイン領域103は、トランジスタのゲートスタックに隣接して基板101内に形成される。ソース領域102及びドレイン領域103は、一般に、エッチング/堆積プロセス又は注入/拡散プロセスのいずれかを用いて形成される。
エッチング/堆積プロセスでは、先ず、ソース領域102及びドレイン領域103の位置にリセスを形成するよう、基板101がエッチングされ得る。次いで、ソース領域102及びドレイン領域103を製造するのに使用される材料でリセスを充填するよう、エピタキシャル堆積プロセスが実行され得る。注入/拡散プロセスでは、ソース領域102及びドレイン領域103を形成するために、例えばボロン、アルミニウム、アンチモン、リン、又はヒ素などのドーパントが基板にイオン注入され得る。ドーパントを活性化するとともにそれらを基板101内に更に拡散させるアニールプロセスが、典型的に、イオン注入プロセスに続く。
一部の実施形態において、ソース領域102及びドレイン領域103を形成するために、金属及び/又は金属合金の1つ以上の層が使用される。一部の実施形態において、ソース領域102及びドレイン領域103は、例えばゲルマニウム又は好適なIII-V族化合物などの1つ以上の代わりの半導体材料を用いて形成される。一部の実施形態において、ソース領域102及びドレイン領域103は、例えばシリコンゲルマニウム又は炭化シリコンなどのシリコン合金を用いて製造される。一部の実施形態において、エピタキシャル堆積されるシリコン合金が、例えばボロン、ヒ素又はリンなどのドーパントでその場(インサイチュ)ドープされる。
チャネル領域104のための半導体材料は、一部の実施形態によれば、基板101と同じ材料を有し得る。一部の実施形態において、チャネル領域104は、Si、SiGe、Ge、及びGaAsのうちの1つを含む。
ゲート誘電体層105は、1つの層又は複数の層のスタックを含み得る。それら1つ以上の層は、high-k誘電体材料、酸化シリコン、及び/又は二酸化シリコン(SiO)を含み得る。high-k誘電体材料は、例えば亜鉛、ニオブ、スカンジウム、低含有イットリウム、ハフニウム、シリコン、ストロンチウム、酸素、バリウム、チタン、ジルコニウム、タンタル、アルミニウム、及びランタンなどの元素を含み得る。ゲート誘電体層に使用され得るhigh-k材料の例は、亜鉛ニオブ酸鉛、酸化ハフニウム、酸化鉛スカンジウムタンタル、酸化ハフニウムシリコン、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化バリウムストロンチウムチタン、酸化ランタンアルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、及び酸化ジルコニウムシリコンを含む。一部の実施形態において、high-k材料が使用される場合、その品質を向上させるためにゲート誘電体層105に対するアニールプロセスが用いられる。
一部の実施形態において、ゲートスタックの両側の側面上に、ゲートスタックを挟む一対のスペーサ層(側壁スペーサ)106a/bが形成される。一対のスペーサ層106a/bは、例えば酸窒化シリコン、窒化シリコン、炭素ドープされた窒化シリコン、又は炭化シリコンなどの材料から形成される。側壁スペーサを形成するためのプロセスは、当技術分野において周知であり、一般に、堆積及びエッチングプロセス処理を含む。一部の実施形態において、複数のスペーサ対が使用されてもよい。例えば、二対、三対、又は四対の側壁スペーサが、ゲートスタックの両側の側面に形成され得る。
ゲートメタル層107は、そのトランジスタがp型トランジスタであるのかn型トランジスタであるのかに応じて、少なくとも1つのP型仕事関数金属又はN型仕事関数金属を有し得る。ゲートメタル層107は、2つ以上の金属層のスタックを有してもよく、1つ以上の金属層は仕事機能金属層であり、且つ少なくとも1つの金属層は導電充填層である。
n型トランジスタでは、ゲートメタル層107に使用され得る金属は、炭化アルミニウム、炭化タンタル、炭化ジルコニウム、及び炭化ハフニウムを含む。一部の実施形態において、n型トランジスタのゲートメタル層107向けの金属は、アルミニウム、ハフニウム、ジルコニウム、チタン、タンタル及びそれらの合金を含む。n型メタル層は、約3.9eVと約4.2eVとの間の仕事関数を持つn型ゲートメタル層207の形成を可能にすることになる。一部の実施形態において、層107の金属は、TiN、TiSiN、TaN、Cu、Al、Au、W、TiSiN、又はCoのうちの1つを含む。一部の実施形態において、層107の金属は、Ti、N、Si、Ta、Cu、Al、Au、W、又はCoのうちの1つ以上を含む。
p型トランジスタでは、ゲートメタル層107に使用される金属は、以下に限られないが、ルテニウム、パラジウム、白金、コバルト、ニッケル、及び導電性金属酸化物を含む。導電性酸化物の例は酸化ルテニウムを含む。p型メタル層は、約4.9eVと約5.2eVとの間の仕事関数を持つp型ゲートメタル層107の形成を可能にすることになる。
ドレインコンタクト108bは、金属層110に結合されるものであるビア109bに結合される。金属層110はビットラインであり、x軸に沿って延在する。ソースコンタクト108aは、ビア109aを介して、屈折金属間化合物(refractive inter-metallic)111aに結合される。導電性酸化物112cが屈折金属間化合物111bに結合される。ドレイン及びソースコンタクト108a/b及びビア109には、任意の好適材料を使用することができる。例えば、Ti、N、Si、Ta、Cu、Al、Au、W、又はCoのうちの1つ以上を、ドレイン及びソースコンタクト108a/b及びビア109a/bに使用することができる。
屈折金属間化合物111a/bは、ピラーキャパシタのFE特性を維持する導電性の材料である。屈折金属間化合物111が存在しない場合、ピラーキャパシタの強誘電体材料又は常誘電体材料がその効能を失ってしまい得る。一部の実施形態において、屈折金属間化合物111a/bは、Ti及びAl(例えば、TiAl化合物)を有する。一部の実施形態において、屈折金属間化合物111a/bは、Ta、W、及び/又はCoのうちの1つ以上を有する。例えば、屈折金属間化合物111a/bは、Ta、W、及びCoの格子を含む。一部の実施形態において、屈折金属間化合物111a/bは、例えばTi3Al、TiAl、TiAl3などのTi-Al、例えばNi3Al、NiAl3、NiAlなどのNi-Al、Ni-Ti、Ni-Ga、Ni2MnGa、FeGa、Fe3Ga、ホウ化物、炭化物、又は窒化物のうちの1つを含む。一部の実施形態において、TiAl材料は、Ti-(45-48)Al-(1-10)M(@X微量%)を有し、Mは、V、Cr、Mn、Nb、Ta、W、及びMoからの少なくとも1つの元素であり、0.1-5%という微量のSi、B、及び/又はMgを有する。一部の実施形態において、TiAlは、単相合金γ(TiAl)である。一部の実施形態において、TiAlは、二相合金γ(TiAl)+α2(Ti3Al)である。単相γ合金は、強固にすることを促進するとともに耐酸化性を更に高める例えばNb又はTaなどの第3の合金化元素を含有する。二相合金における第3の合金化元素の役割は、延性(V、Cr、Mn)、耐酸化性(Nb、Ta)、又は複合特性を高めることである。例えばSi、B、及びMgなどの添加は、他の特性を顕著に高めることができる。一部の実施形態において、屈折金属間化合物111a/bは、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Al、又はCoのうちの1つ以上を含む。
様々な実施形態において、ピラーキャパシタは、屈折金属間化合物111a/bに隣接する。ピラーキャパシタは、セクション112a、112b、及び112cを持つ第1の導電性酸化物112と、FE又は常誘電体(PE)材料113と、FE材料113間の第2の導電性酸化物114とを有する。導電性酸化物の頂部セクション(例えば、112c)は、金属間化合物111bを介してプレートライン又はパルスライン115に結合される。一部の実施形態において、導電性酸化物112cとPL115との間に、例えば屈折金属間化合物層などのバリア層(図示せず)がある。
セクション112a及び112bは互いに平行であり、セクション112cはセクション112a及び112bに直交する。様々な実施形態において、プレートライン又はパルスライン(PL)は、x方向に沿って、BL110に平行に延在する。互いに平行なBL及びPLを持つことにより、BL及びPLが互いに直交する場合と比較してメモリビットセルのフットプリントが小さくなるので、メモリの密度が更に改善する。ゲートメタル107は、メタルライン117に結合されるものであるゲートコンタクト116に結合される。メタルライン117はワードライン(WL)として使用され、BL110及びPL115に直交するように延在する。BL110、PL115、及びWL117には、任意の好適金属を使用することができる。例えば、Al、Cu、Co、Au、又はAgを、BL110、PL115、及びWL117に使用することができる。
一部の実施形態において、FE材料113はペロブスカイトであり、該ペロブスカイトは、La、Sr、Co、Sr、Ru、Y、Ba、Cu、Bi、Ca、及びNiのうちの1つ以上を含む。例えば、(La,Sr)CoO、SrRuO、(La,Sr)MnO、YBaCu、BiSrCaCu、LaNiOなどの金属ペロブスカイトが、FE材料113に使用され得る。ペロブスカイトは、0.3-2%の範囲の自発的歪みを達成するように適切にドープされることができる。例えば、TiサイトのZr、TiサイトのLa、Nbなどの化学的に置換されたチタン酸鉛では、これらの置換基の濃度が、0.3-2%の範囲の自発的歪みを達成するようなものにされる。化学的に置換されたBiFeO、BrCrO、BuCoOクラスの材料では、BiサイトへのLa又は希土類元素置換によって自発的歪みを調整することができる。
様々な実施形態において、金属ペロブスカイトがFE材料113a/bに使用される場合、導電性酸化物112及び114は、IrO、RuO、PdO、OsO、又はReOのうちの1つ以上を含むことができる。一部の実施形態において、ペロブスカイトは、La又はランタニドでドープされる。一部の実施形態において、低温での純粋なペロブスカイト強誘電体の成長のためのシード又はテンプレートを提供するために、非ペロブスカイト構造であるがいっそう高い導電率を持った、IrO、RuO、PdO、PtOの上に被覆された例えばSrRuOなどの、薄層(例えば、おおよそ10nm)のペロブスカイトテンプレート導体が、導電性酸化物112及び114として使用される。
一部の実施形態において、FE材料113は、AMnO3型の六方晶系強誘電体を有し、ここで、Aは希土類元素、すなわち、セリウム(Ce)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、ホルミウム(Ho)、ランタン(La)、ルテチウム(Lu)、ネオジム(Nd)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、スカンジウム(Sc)、テルビウム(Tb)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、イットリウム(Y)である。強誘電相は、層状MnO5多面体の座屈を特徴とし、正味の電気分極につながるものであるYイオンの変位を伴う。一部の実施形態において、六方晶系FEは、YMnO3又はLuFeO3のうちの一方を含む。様々な実施形態において、FE材料が六方晶系強誘電体を有する場合、導電性酸化物は、A2O3(例えば、In2O3、Fe2O3)及びABO3型のものであり、ここで、‘A’は希土類元素であり、BはMnである。導電性酸化物112及び114として使用される六方晶系金属の例は、PtCoO2、PdCoO2、及び例えばAlドープZnOなどのその他のデラフォスサイト構造の六方晶系金属酸化物のうちの1つ以上を含む。
一部の実施形態において、FE材料113はインプロパーFE材料を有する。インプロパーFE材料の例は、LuFeO3クラスの材料、及び強誘電体材料と常誘電体材料との超格子、それぞれ、PbTiO3(PTO)及びSnTiO3(STO)、並びにそれぞれLaAlO3(LAO)及びSTOである。例えば、[PTO/STO]n又は[LAO/STO]nの超格子であり、‘n’は1から100の間である。一部の実施形態において、導電性酸化物は、Ir、Ru、Pd、Ps、又はReのうちの1つ以上の酸化物を含む。導電性酸化物の他の例は、例えばFe3O4、LiV2O4などのスピネル、及び例えばITO(インジウム錫酸化物)、SnドープIn2O3などの立方晶系金属酸化物を含む。
ここでの様々な実施形態は、電荷状態を記憶することに関して強誘電体材料を参照して説明されるが、実施形態は常誘電体材料にも適用可能である。例えば、様々な実施形態のピラーキャパシタは、強誘電体材料の代わりに常誘電体材料を用いて形成されてもよい。様々な実施形態において、ピラーキャパシタ内の導電性酸化物及び金属間化合物材料は、強誘電体材料の両側にある。
図1Cは、一部の実施形態に従った、FE材料を有するピラーキャパシタがPLとBLとの間に形成された1T-1Cメモリビットセルの断面図130を示している。BLよりも上にピラーキャパシタを形成することにより、BL110とPL115との間のメタル層空間を自由に有効に使用して、ピラーキャパシタについて広範囲のキャパシタンス値を達成することができる。ピラーキャパシタを位置付けるこの構成は、1T-1Cビットセルのピッチが実質的にトランジスタMNのピッチであることを可能にする。従って、高密度メモリが達成される。
図1Dは、一部の実施形態に従った、FE材料を有する2つのピラーキャパシタがPL115とBL110との間に形成された1T-1Cメモリビットセルの断面図140を示している。ここでは、導電性酸化物セクション112dによって離隔された、FE材料113a及び113bを有する2つのピラーキャパシタが形成されている。厚さt112は、10nm-150nmの範囲内である。2つのピラーキャパシタは、様々な実施形態によれば、同じバリア層111a/b、及び同じ導電性酸化物セクション112cを共有する。2つのピラーキャパシタを示しているが、3つ以上のピラーキャパシタをBL110とPL115との間の空間に形成してもよい。ピラーキャパシタのこの構成も、1T-1Cビットセルのピッチが実質的にトランジスタMNのピッチであることを可能にする。従って、高密度メモリが、より高いキャパシタンスで達成される。
図2は、一部の実施形態に従った、図1の1T-1Cビットセルの高密度レイアウト200を示している。当該ビットセルレイアウトのピッチは、おおよそ、トランジスタ領域のピッチである。ここでは、ピッチはビットセルのx寸法及びy寸法を指す。この小さいピッチのため、多数のビットセルをアレイ的に詰め込むことができ、高密度メモリアレイにつながる。
様々な実施形態の容量ピラーを矩形構造として示すが、それは他の形状を持つこともできる。例えば、様々な実施形態の容量ピラーは、矩形の容量ピラーを参照して記載されるものと同様の寸法を有する円筒形状を持つことができる。
図3A-3Bは、一部の実施形態に従った、側壁バリアシールを有するピラーキャパシタ300及び320の3D図をそれぞれ示している。図3A-3Bの実施形態は、ここに記載される実施形態のいずれかにも使用されることができる。キャパシタ300は、出力導電性酸化物層112に側壁バリア(絶縁性又は絶縁用)シール301が適用されていることを除いて、図1Aのキャパシタと同様である。このケースでは、側壁バリアシール301は、2つのセクション112a及び112bにそれぞれ301a及び301bとして適用されている。ピラーキャパシタ300において、側壁バリアシール301a及び301bは、z軸に沿って延在してバリア構造111a/bの側壁を覆っている。一部の実施形態において、頂部セクション112cも、側壁バリアシール301で封止される。一部の実施形態において、側壁バリアシール301は、Ti、Al、O、又はMgのうちの1つ以上を含む。例えば、TiAlO、MgO、又はTiOを側壁バリアシールとして使用することができる。側壁バリアシール301は、キャパシタ材料を、その中への元素の拡散から保護する。側壁バリアシール301は、低い導電率の材料であるとともに、低いキャパシタンスを持つ。
一部の実施形態において、バリア構造(111a/bについて)の厚さt111は、0.5nm(ナノメートル)から10nmの範囲内である。一部の実施形態において、導電性酸化物の厚さt112は、0.5nmから20nmの範囲内である。一部の実施形態において、FE材料の厚さt113は、0.5nmから100nmの範囲内である。一部の実施形態において、側壁バリアの厚さt301は、0.5nmから10nmの範囲内である。一部の実施形態において、ピラーの高さhpillarは、50nmから5000nmの範囲内である。
キャパシタ320は、側壁バリアシール301の適用を別にして、キャパシタ300と同様である。ここでは、側壁バリアは321としてラベル付けられているが、301を参照して説明したのと同じ材料を有する。一部の実施形態において、この側壁バリアは、321a/b/cとして、出力導電性酸化物112a/b/cの全ての面に沿って延在する。この例では、側壁バリアシール321a及び321bは、バリア111a/bまで延在していない。一部の実施形態において、厚さt321は厚さt301と同じである。
様々な実施形態において、バリア層111a/bの格子パラメータは、導電性酸化物及び/又はFE材料の格子パラメータと整合される。一部の実施形態において、外側導電性酸化物層112は、側壁バリアシール(例えば、Ti-Al-O又はMgO)で部分的に又は完全に覆われる。様々な実施形態において、側壁バリアシールの格子パラメータは、外側導電性酸化物の格子パラメータと整合される。
図4Aは、一部の実施形態に従った、強誘電体構造の上の第1の電極としての巻き付き導電性酸化物と、第2の電極としてのピラー内部の屈折金属間化合物とを有するピラーキャパシタ400の3D図を示している。一部の実施形態において、中心の又はコアの導電性酸化物層114が、例えばTi及びAlなどの屈折金属間化合物のスタックで置き換えられる。一部の実施形態において、屈折金属間化合物のスタックは、層401及び402を含む。一部の実施形態において、層401及び402はTiAlを含む。他の材料は、Ti3Al、TiAl3、Ni3Al、NiAl3、NiAl、Ni-Ti、Ni-Ga、Ni3MnGa、FeGa、Fe3Ga、ホウ化物、炭化物、及び窒化物を含む。一部の実施形態において、層401及び402の材料は相異なる材料である。一部の実施形態において、層401及び402の材料は同じ材料である。屈折金属間化合物のスタックは、3つの面で、FE材料セクション413a、413b、及び413c(材料113と同じ)によって巻かれている。FE材料の組成は、ここに記載されるFE材料のいずれかに従う。様々な実施形態において、導電性酸化物112a/bは、バリア構造111aに隣接するようにy軸に沿って延在する。バリア構造111aはまた、FE材料セクション413a、413b、並びに層401若しくは402のうちの一方とも隣接する。一部の実施形態において、図3A-3Bの側壁バリアシール301がピラーキャパシタ400にも使用され得る。一部の実施形態において、スタックの長さLstackは、5nmから200nmの範囲である。一部の実施形態において、層401の厚さt401は、10nmから60nmの範囲内である。一部の実施形態において、層402の厚さt402は、10nmから60nmの範囲内である。
図4Bは、一部の実施形態に従った、強誘電体構造の上の第1の電極としての巻き付き導電性酸化物と、第2の電極としてのピラー内部の屈折金属間化合物とを有し、該屈折金属間化合物が金属コーティングを有するピラーキャパシタ420の3D図を示している。
一部の実施形態において、中心の又はコアの導電性酸化物層114が、材料421及び422のスタックで置き換えられ、421は、例えばCu、Co、Ru、Ta、又はW(又はこれらの組み合わせ)などの金属であり、422は、Cu、Co、Ru、Ta、W、TaN、WN、又はこれらの組み合わせのうちの1つ以上で形成されるビア層である。一部の実施形態において、層421及び422の材料のスタックは、メタルコーティング411a、411b、及び411cによって覆われる。一部の実施形態において、図3A-3Bの側壁バリアシール301がピラーキャパシタ420にも使用され得る。一部の実施形態において、スタックの長さLstackは、5nmから200nmの範囲である。一部の実施形態において、層421の厚さt421は、10nmから60nmの範囲内である。一部の実施形態において、層422の厚さt422は、10nmから60nmの範囲内である。図4A-4Bの実施形態は、ここに記載される実施形態のいずれにも使用されることができる。
図5A-5Bは、一部の実施形態に従った、強誘電体材料と電極として導電性酸化物とを有するピラーキャパシタを有し、導電性酸化物電極のうちの一方がピラーキャパシタに巻き付いた、1T-1C(1つのfinFETと1つのキャパシタ)メモリビットセルの、それぞれ、3D図500及び対応する断面図520を示している。図5Aのメモリビットセルは、非プレーナトランジスタについてのものであることを別にして、図1Aのメモリビットセルと同様である。finFETは非プレーナトランジスタの一例である。finFETは、ソース領域502及びドレイン領域503を含んだフィンを有する。ソース領域502とドレイン領域503との間にチャネルがある。トランジスタMNは、同一のゲートスタックに結合された、互いに平行な複数のフィンを持つことができる。それらのフィンがゲートスタックを通り抜け、ソース領域502及びドレイン領域503を形成する。
図6は、一部の実施形態に従った、図5Aの1T-1Cビットセルの高密度レイアウト600を示している。図2のメモリビットセルのピッチのように、ここでのビットセルレイアウトのピッチは、おおよそ、トランジスタ領域のピッチである。ここでは、ピッチはビットセルのx寸法及びy寸法を指す。この小さいピッチのため、多数のビットセルをアレイ的に詰め込むことができ、高密度メモリアレイにつながる。
図7は、一部の実施形態に従った、強誘電体材料と電極として導電性酸化物とを有するピラーキャパシタを有し、導電性酸化物電極のうちの一方がピラーキャパシタに巻き付いた、1T-1C(1つのバックエンドfinFETと1つのキャパシタ)メモリビットセルの3D図700を示している。この実施形態では、トランジスタをバックエンドトランジスタとすることができる。finFetを示しているが、キャパシタピラーに結合することができる任意のバックエンドトランジスタを使用することができる。
図8は、一部の実施形態に従った、1T-1Cビットセルを形成するためのフローチャート800を示している。フローチャート800のブロックを特定の順序で示しているが、この順序は決定的なものではない。例えば、一部のブロック又はプロセスを他のものより先に実行することができ、一部のものを並列に実行することができる。ブロック801にて、ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタMNが形成される。トランジスタは、プレーナであってもよいし非プレーナであってもよい。ブロック802にて、ワードライン117が、コンタクト117を介してゲート電極107に結合される。ブロック803にて、第1方向(例えば、x軸)に延在するビットライン110が形成される。ビットライン110は、ビア109を介してトランジスタMNのソース又はドレインに結合される。ビットライン110はワードライン117に直交して延在する。ブロック804にて、第1方向に沿って延在するパルスライン又はプレートライン(PL)115が形成される。PL115は、トランジスタMNのソース又はドレインに結合される。ブロック805にて、ソース領域又はドレイン領域に隣接して、且つPL115に結合されて、ピラーキャパシタ構造(例えば、図1A、図3-4)が形成される。
図9は、一部の実施形態に従った、1T-1Cビットセルのピラーキャパシタを形成するためのフローチャート900を示している。フローチャート900のブロックを特定の順序で示しているが、この順序は決定的なものではない。例えば、一部のブロック又はプロセスを他のものより先に実行することができ、一部のものを並列に実行することができる。ブロック901にて、第1の屈折金属間化合物(例えば、111)を有する第1構造が形成される。第1構造は、トランジスタMNのソース領域又はドレイン領域に隣接する。ブロック902にて、第1の導電性酸化物112を有する第2構造が形成される。第2構造は、第1セクション112a、第2セクション112b、及び第3セクション112cを有する。第1セクション112aは、第1方向(例えば、x軸に沿う)に直交する第2方向(例えば、z軸に沿う)に延在し、第2セクション112bは、第1セクション112aに平行である。第3セクション112cは、当該第3セクションが第1方向(例えば、x軸に沿う)に延在するようにして第1セクション及び第2セクションに隣接し、第1セクションの一部及び第2セクションの一部が第1構造111aに隣接する。セクション112cは、金属間化合物111bに隣接するように形成される。
ブロック903にて、強誘電体材料(例えば、ペロブスカイト、六方晶系強誘電体、インプロパー強誘電体)を有する第3構造113が形成される。第3構造は、第1、第2、及び第3セクション(z軸及びx軸に沿う113のセクション)を有し、該第1セクションは、第2構造の第1セクション(112a)に隣接し、該第2セクションは、第2構造の第2セクション(112b)に隣接し、該第3セクションは、第2構造の第3セクション(112c)に隣接し、第3構造の第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ第2方向に沿って延在する。
ブロック904にて、当該方法は、第2の導電性酸化物を有する第4構造を形成することを有し、第4構造は、第3構造の第1セクションと第2セクションとの間にあり、第4構造の一部が、第3構造の第3セクションの一部に隣接する。
ブロック904で、当該方法は、第2の導電性酸化物114を有する第4構造を形成することを有する。第2の導電性酸化物は、第3構造の第1セクション113と第2セクション113との間にある。フローチャート900を、図1A-1Dの容量ピラー構造を形成することに関して示しているが、図3-4の容量ピラー構造を形成することにも同じプロセスを使用することができる。
図10は、一部の実施形態に従った、1T-1Cビットセルのアレイとロジックとを有するメモリチップ1000を示している。チップ1000は、不揮発性強誘電体DRAM(FE-DRAM)アレイ1002を有したメモリモジュール1001を有しており、該アレイは、ここで様々な実施形態を参照して説明したもののようなビットセルを有する。メモリモジュール1001は更に、例えばデコーダ、マルチプレクサ、及びBL、WL、PLを駆動するドライバなどのCMOSロジック1003を有する。メモリモジュール1001は更に、例えば人工知能(AI)プロセッサ1005(例えば、専用AIプロセッサ、AIプロセッサとして構成されたグラフィックスプロセッサ)などの別のデバイスと通信するために使用される入力-出力(IO)インタフェース804を含む。
明細書における“ある実施形態”、“一実施形態”、“一部の実施形態”又は“他の実施形態”への言及は、その実施形態に関連して記載される特定の機構、構造又は特性が、必ずしも全ての実施形態というわけではなく、少なくとも一部の実施形態に含まれていることを意味する。“ある実施形態”、“一実施形態”又は“一部の実施形態”が様々に出現することは、必ずしも全てが同じ実施形態に言及しているわけではない。明細書が、コンポーネント、機構、構造、又は特性が含まれ“てもよい”、“るかもしれない”又は“得る”と述べる場合、その特定のコンポーネント、機構、構造、又は特性を含むことを必要とするものではない。明細書又は請求項が“a”又は“an”要素に言及する場合、その要素が1つだけ存在するということを意味するものではない。明細書又は請求項が“ある追加の”要素に言及する場合、その追加の要素が2つ以上あることを妨げるものではない。
また、複数の特定の機構、構造、機能、又は特性が、1つ以上の実施形態において好適なやり方で組み合わされ得る。例えば、それら2つの実施形態に関連する特定の機構、構造、機能、又は特性が相互に排他的でない場合に、第1の実施形態が第2の実施形態と組み合わされ得る。
本開示をその特定の実施形態に関して説明してきたが、以上の説明に照らして、当業者には、そのような実施形態の数多くの代替、変更、及び変形が明らかになる。本開示の実施形態は、添付の請求項の広い範囲に入る全てのそのような代替、変更、及び変形を包含することが意図される。
また、集積回路(IC)チップ及び他のコンポーネントへの周知の電源/グランド接続は、図示及び説明の単純さのため、及び開示を不明瞭にしないために、提示した図面に示されていたり示されなかったりすることがある。さらに、構成をブロック図形式で示することがあるが、これは、開示を不明瞭にしないためであり、また、そのようなブロック図構成の実装に関する詳細が、本開示が実装されることになるプラットフォームに高度に依存する(すなわち、そのような詳細は当業者の権限の範囲内にあるというべきである)という事実に鑑みてのことである。開示の実施形態例を説明するために具体的詳細(例えば、回路)が説明される場合、当業者に明らかなことには、本開示は、それらの具体的詳細を用いずに実施されてもよい、それらの変形を用いて実施されてもよい。この説明は、故に、限定ではなく例示としてみなされるべきである。
様々な実施形態を例示する以下の例が提供される。これらの例は、他の例と組み合わされることができる。従って、発明の範囲を変えることなく様々な実施形態が他の実施形態と組み合わされ得る。
例1:ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタと、前記ゲートに結合されたワードラインと、第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットラインと、前記第1方向に延在するプレートラインと、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方と前記プレートラインとに隣接する容量構造であり、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造、ペロブスカイトを有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造、及び第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を有する容量構造と、を有する装置。
例2:前記容量構造は、前記第2構造の前記第1セクションの側面に隣接する第5構造、及び前記第2構造の前記第2セクションの側面に隣接する第6の層、を有し、前記第6構造及び前記第7構造は絶縁材料を有する、例1の装置。
例3:前記絶縁材料は、Ti、Al、又はMgの酸化物のうちの1つ以上を含む、例2の装置。
例4:前記トランジスタは、プレーナトランジスタ又は非プレーナトランジスタのうちの一方である、例2の装置。
例5:前記ペロブスカイトは、La又はランタニドでドープされている、例2の装置。
例6:前記屈折金属間化合物は、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Al又はCoのうちの1つ以上を含む導電材料である、例2の装置。
例7:前記トランジスタはダイのバックエンドに位置し、又は前記トランジスタはダイのフロントエンドに位置する、例2の装置。
例8:前記第1の導電性酸化物又は前記第2の導電性酸化物は、Ir、Ru、Pd、Ps又はReのうちの1つ以上の酸化物を含む、例1の装置。
例9:前記ペロブスカイトは、LaCoO、SrCoO、SrRuO、LaMnO、SrMnO、YBaCu、BiSrCaCu、又はLaNiOのうちの1つを含む、例1の装置。
例10:前記ペロブスカイトは、La、Sr、Co、Ru、Mn、Y、Na、Cu、又はNiのうちの1つを含む、例1の装置。
例11:前記容量構造は、形状が円筒形である、例1の装置。
例12:前記ペロブスカイトは、前記第3構造を通るリークを制御するためにSc又はMnでドープされている、例1の装置。
例13:メモリビットセルを形成する方法であって、ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタを形成することと、前記ゲートに結合されたワードラインを形成することと、第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットライン、を形成することと、前記第1方向に延在するプレートラインを形成することと、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に隣接する容量構造を形成することであり、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造、を形成すること、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造、を形成すること、ペロブスカイトを有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造、を形成すること、第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を形成すること、を有する、容量構造を形成することと、を有する方法。
例14:前記容量構造を形成することは、前記第2構造の前記第1セクションの側面に隣接する第5構造を形成すること、及び前記第2構造の前記第2セクションの側面に隣接する第6の層を形成すること、を有し、前記第6構造及び前記第7構造はバリア材料を有する、例13の方法。
例15:前記バリア材料は、Ti、Al、又はMgの酸化物のうちの1つ以上を含み、前記トランジスタは、プレーナトランジスタ又は非プレーナトランジスタのうちの一方であり、前記ペロブスカイトは、La又はランタニドでドープされており、前記屈折金属間化合物は、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Al又はCoのうちの1つ以上を含み、且つ前記トランジスタはダイのバックエンドに位置し、又は前記トランジスタはダイのフロントエンドに位置する、例14の方法。
例16:前記第1の導電性酸化物又は前記第2の導電性酸化物は、Ir、Ru、Pd、Ps又はReのうちの1つ以上の酸化物を含む、例13乃至19のいずれか一項の方法。
例17:前記ペロブスカイトは、LaCoO、SrCoO、SrRuO、LaMnO、SrMnO、YBaCu、BiSrCaCu、又はLaNiOのうちの1つを含む、例13の方法。
例18:前記ペロブスカイトは、La、Sr、Co、Ru、Mn、Y、Na、Cu、又はNiのうちの1つを含む、例13の方法。
例19:前記容量構造は、形状が円筒形である、例13の方法。
例20:前記ペロブスカイトは、前記第3構造を通るリークを制御するためにSc又はMnでドープされている、例13の方法。
例21:人工知能(AI)プロセッサ、並びに前記AIプロセッサに結合された不揮発性メモリであり、当該不揮発性メモリは複数のビットセルを含み、前記ビットセルの1つは、ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタと、前記ゲートに結合されたワードラインと、第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットラインと、前記第1方向に延在するプレートラインと、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に隣接する容量構造であり、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造、ペロブスカイトを有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造、及び第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を有する容量構造と、を含む、不揮発性メモリ、を有するシステム。
例22:前記容量構造は、前記第2構造の前記第1セクションの側面に隣接する第5構造、及び前記第2構造の前記第2セクションの側面に隣接する第6の層、を有し、前記第6構造及び前記第7構造は絶縁材料を有する、例21のシステム。
例23:前記絶縁材料は、Ti、Al、又はMgの酸化物のうちの1つ以上を含み、前記トランジスタは、プレーナトランジスタ又は非プレーナトランジスタのうちの一方であり、前記ペロブスカイトは、La又はランタニドでドープされており、前記屈折金属間化合物は、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Al又はCoのうちの1つ以上を含み、且つ前記トランジスタはダイのバックエンドに位置し、又は前記トランジスタはダイのフロントエンドに位置する、例22のシステム。
例24:ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタと、前記ゲートに結合されたワードラインと、第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットラインと、前記第1方向に延在するプレートラインと、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に隣接する容量構造であり、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造、六方晶系強誘電体を有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造、及び第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を有する容量構造と、を有する装置。
例25:前記容量構造は、前記第2構造の前記第1セクションの側面に隣接する第5構造、及び前記第2構造の前記第2セクションの側面に隣接する第6の層、を有し、前記第6構造及び前記第7構造は絶縁バリア材料を有する、例24の装置。
例26:前記絶縁バリア材料は、Ti、Al、Hf、又はMgの酸化物のうちの1つ以上を含む、例25の装置。
例27:前記トランジスタは、プレーナトランジスタ又は非プレーナトランジスタのうちの一方である、例25の装置。
例28:前記屈折導電金属間化合物は、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Al又はCoのうちの1つ以上を含む、例25の装置。
例29:前記トランジスタはダイのバックエンドに位置し、又は前記トランジスタはダイのフロントエンドに位置する、例25の装置。
例30:前記第1の導電性酸化物又は前記第2の導電性酸化物は、Ir、Ru、Pd、Ps又はReのうちの1つ以上の酸化物を含む、例24の装置。
例31:前記第1の導電性酸化物又は前記第2の導電性酸化物は、In、Fe、Fe、PtCoO、PdCoO、AlドープZnO、又はSnドープInを含む、例24の装置。
例32:前記容量構造は、形状が円筒形である、例24の装置。
例33:前記六方晶系強誘電体は、YMnO又はLuFeOのうちの一方を含む、例24の装置。
例34:前記六方晶系強誘電体は、h-RMnO型のものであり、ここで、Rは、セリウム(Ce)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、ホルミウム(Ho)、ランタン(La)、ルテチウム(Lu)、ネオジム(Nd)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、スカンジウム(Sc)、テルビウム(Tb)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)又はイットリウム(Y)のうちの1つを含む希土類元素である、例24の装置。
例35:差動強誘電体メモリを形成する方法であって、ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタを形成することと、前記ゲートに結合されたワードラインを形成することと、第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットライン、を形成することと、前記第1方向に延在するプレートラインを形成することと、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に隣接する容量構造を形成することであり、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造、を形成すること、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造、を形成すること、六方晶系強誘電体を有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造、を形成すること、及び第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を形成すること、を有する容量構造を形成することと、を有する方法。
例36:前記容量構造は、前記第2構造の前記第1セクションの側面に隣接する第5構造、及び前記第2構造の前記第2セクションの側面に隣接する第6の層、を有し、前記第6構造及び前記第7構造はバリア材料を有する、例35の方法。
例37:前記バリア材料は、Ti、Al、又はMgの酸化物のうちの1つ以上を含む、例36の方法。
例38:前記トランジスタを形成することは、プレーナトランジスタ又は非プレーナトランジスタのうちの一方を形成することを有する、例36の方法。
例39:前記屈折金属間化合物は、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Al又はCoのうちの1つ以上を含む、例36の方法。
例40:前記トランジスタを形成することは、前記トランジスタをダイのバックエンドに位置させることを有し、又は前記トランジスタを形成することは、前記トランジスタをダイのフロントエンドに位置させることを有する、例36の方法。
例41:前記第1の導電性酸化物又は前記第2の導電性酸化物は、Ir、Ru、Pd、Ps又はReのうちの1つ以上の酸化物を含む、例36の方法。
例42:前記第1の導電性酸化物又は前記第2の導電性酸化物は、In、Fe、Fe、PtCoO、PdCoO、AlドープZnO、又はSnドープInを含む、例36の方法。
例43:前記容量構造は、形状が円筒形である、例36の方法。
例44:前記六方晶系強誘電体は、YMnO又はLuFeOのうちの一方を含む、例36の方法。
例45:前記六方晶系強誘電体は、h-RMnO型のものであり、ここで、Rは、セリウム(Ce)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、ホルミウム(Ho)、ランタン(La)、ルテチウム(Lu)、ネオジム(Nd)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、スカンジウム(Sc)、テルビウム(Tb)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)又はイットリウム(Y)のうちの1つを含む希土類元素である、例36の方法。
例46:人工知能(AI)プロセッサ、並びに前記AIプロセッサに結合された不揮発性メモリであり、当該不揮発性メモリは複数のビットセルを含み、前記ビットセルの1つは、ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタと、前記ゲートに結合されたワードラインと、第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットラインと、前記第1方向に延在するプレートラインと、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に隣接する容量構造であり、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造、六方晶系強誘電体を有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造、及び第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を有する容量構造と、を含む、不揮発性メモリ、を有するシステム。
例47:前記六方晶系強誘電体は、YMnO又はLuFeOのうちの一方を含む、例46のシステム。
例48:前記六方晶系強誘電体は、h-RMnO型のものであり、ここで、Rは、セリウム(Ce)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、ホルミウム(Ho)、ランタン(La)、ルテチウム(Lu)、ネオジム(Nd)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、スカンジウム(Sc)、テルビウム(Tb)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)又はイットリウム(Y)のうちの1つを含む希土類元素である、例46のシステム。
例49:ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタと、前記ゲートに結合されたワードラインと、第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットラインと、前記第1方向に延在するプレートラインと、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に隣接する容量構造であり、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造、インプロパー強誘電体を有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造、及び第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を有する容量構造と、を有する装置。
例50:前記容量構造は、前記第2構造の前記第1セクションの側面に隣接する第5構造、及び前記第2構造の前記第2セクションの側面に隣接する第6の層、を有し、前記第6構造及び前記第7構造はバリア材料を有する、例49の装置。
例51:前記バリア材料は、Ti、Al、又はMgの酸化物のうちの1つ以上を含む、例50の装置。
例52:前記トランジスタは、プレーナトランジスタ又は非プレーナトランジスタのうちの一方である、例50の装置。
例53:前記屈折金属間化合物は、Ti、Al、Ta、W、又はCoのうちの1つ以上を含む、例50の装置。
例54:前記トランジスタはダイのバックエンドに位置し、又は前記トランジスタはダイのフロントエンドに位置する、例50の装置。
例55:前記第1の導電性酸化物又は前記第2の導電性酸化物は、Ir、Ru、Pd、Ps又はReのうちの1つ以上の酸化物を含む、例49の装置。
例56:前記容量構造は、形状が円筒形である、例49の装置。
例57:前記インプロパー強誘電体は、[PTO/STO]n又は[LAO/STO]nのうちの一方を含み、‘n’は1から100の間である、例49の装置。
例58:強誘電体メモリを形成する方法であって、ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタを形成することと、前記ゲートに結合されたワードラインを形成することと、第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットライン、を形成することと、前記第1方向に延在するプレートラインを形成することと、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に隣接する容量構造を形成することであり、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造、を形成すること、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造、を形成すること、インプロパー強誘電体を有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造、を形成すること、及び第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を形成すること、を有する容量構造を形成することと、を有する方法。
例59:前記容量構造を形成することは、前記第2構造の前記第1セクションの側面に隣接する第5構造を形成すること、及び前記第2構造の前記第2セクションの側面に隣接する第6の層を形成すること、を有し、前記第6構造及び前記第7構造はバリア材料を有する、例58の方法。
例60:前記バリア材料は、Ti、Al、又はMgの酸化物のうちの1つ以上を含む、例59の方法。
例61:前記トランジスタを形成することは、プレーナトランジスタ又は非プレーナトランジスタのうちの一方を形成することを有する、例59の方法。
例62:前記屈折金属間化合物は、Ti、Al、Ta、W、又はCoのうちの1つ以上を含む、例59の方法。
例63:前記トランジスタを形成することは、前記トランジスタをダイのバックエンドに位置させることを有し、又は前記トランジスタを形成することは、前記トランジスタをダイのフロントエンドに位置させることを有する、例59の方法。
例64:前記第1の導電性酸化物又は前記第2の導電性酸化物は、Ir、Ru、Pd、Ps又はReのうちの1つ以上の酸化物を含む、例59の方法。
例65:前記容量構造は、形状が円筒形である、例59の方法。
例66:前記インプロパー強誘電体は、[PTO/STO]n又は[LAO/STO]nのうちの一方を含み、‘n’は1から100の間である、例59の方法。
例67:人工知能(AI)プロセッサ、並びに前記AIプロセッサに結合された不揮発性メモリであり、当該不揮発性メモリは複数のビットセルを含み、前記ビットセルの1つは、ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタと、前記ゲートに結合されたワードラインと、第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットラインと、前記第1方向に延在するプレートラインと、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に隣接する容量構造であり、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造、インプロパー強誘電体を有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造、及び第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を有する容量構造と、を含む、不揮発性メモリ、を有するシステム。
例68:前記インプロパー強誘電体は、[PTO/STO]n又は[LAO/STO]nのうちの一方を含み、‘n’は1から100の間である、例67のシステム。
例69:屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造と、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造と、強誘電体材料を有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造と、を有する容量構造体。
例70:第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を有する例69の容量構造体。
例71:第4構造を有し、当該第4構造は、第1の材料の層と第2の材料の層とのスタックであり、前記第1の材料は、Cu、Co、Ru、Ta、又はWのうちの1つを含み、前記第2の材料は、Cu、Co、Ru、Ta、W、TaN、又はWNのうちの1つを含む、スタックと、前記スタックの3つのセクションの周囲の層であり、Ti及びAlを有する層と、を有し、前記第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にある、例69の容量構造体。
例72:前記屈折構造は第1の屈折構造であり、当該容量構造体は、第2の屈折金属間化合物を有する第5構造を有し、該第5構造は、プレートラインに隣接するとともに、前記第4構造に隣接する、例69の容量構造体。
例73:前記第2構造の前記第1セクションの側面に隣接する第6構造と、前記第2構造の前記第2セクションの側面に隣接する第7の層と、を有し、前記第6構造及び前記第7構造はバリア材料を有する、例69の容量構造体。
例74:前記強誘電体材料は、ペロブスカイト、六方晶系強誘電体、又はインプロパー強誘電体のうちの1つである、例73の容量構造体。
例75:前記強誘電体材料は以下のうちの1つを含む:前記ペロブスカイトは、LaCoO、SrCoO、SrRuO、LaMnO、SrMnO、YBaCu、BiSrCaCu、又はLaNiOのうちの1つを含み、前記六方晶系強誘電体は、YMnO又はLuFeOのうちの一方を含み、又は前記六方晶系強誘電体は、h-RMnO型のものであり、ここで、Rは、希土類元素、すなわち、セリウム(Ce)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、ホルミウム(Ho)、ランタン(La)、ルテチウム(Lu)、ネオジム(Nd)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、スカンジウム(Sc)、テルビウム(Tb)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、又はイットリウム(Y)であり、前記インプロパー強誘電体は、[PTO/STO]n又は[LAO/STO]nのうちの一方を含み、‘n’は1から100の間である、例74の容量構造体。
例76:前記バリア材料は、Ti、Al、又はMgの酸化物のうちの1つ以上を含む、例74の容量構造体。
例77:前記第1又は第2の屈折材料は、Ti、Al、Ta、W、又はCoのうちの1つ以上を含む、例74の容量構造体。
例78:前記第1及び第2の導電性酸化物は:前記強誘電体材料がペロブスカイトであるときにはIr、Ru、Pd、Ps、又はRe;前記強誘電体材料が六方晶系強誘電体であるときにはPtCo、PdCo、デラフォスサイト構造の六方晶系金属;Fe、LiV;又はInTi、のうちの1つの酸化物を含む、例74の容量構造体。
例79:前記強誘電体材料は、前記強誘電体材料を通るリークを制御するためにSc又はMnでドープされている、例74の容量構造体。
例80:容量構造体を形成する方法であって、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造、を形成することと、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造、を形成することと、強誘電体材料を有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造、を形成することと、を有する方法。
例81:第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造、を形成することを有する例80の方法。
例82:第4構造を形成することを有し、これは、第1の材料の層と第2の材料の層とのスタックであり、前記第1の材料は、Cu、Co、Ru、Ta、又はWのうちの1つを含み、前記第2の材料は、Cu、Co、Ru、Ta、W、TaN、又はWNのうちの1つを含む、スタック、を形成することと、前記スタックの3つのセクションの周囲の層であり、Ti及びAlを有する層を形成することと、を有し、前記第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にある、例81の方法。
例83:前記屈折構造は第1の屈折構造であり、当該方法は更に、第2の屈折金属間化合物を有する第5構造を形成すること有し、該第5構造は、プレートラインに隣接するとともに、前記第4構造に隣接する、例81の方法。
例84:前記第2構造の前記第1セクションの側面に隣接する第6構造を形成することと、前記第2構造の前記第2セクションの側面に隣接する第7の層を形成することと、を有し、前記第6構造及び前記第7構造はバリア材料を有する、例81の方法。
例85:前記強誘電体材料は、ペロブスカイト、六方晶系強誘電体、又はインプロパー強誘電体のうちの1つである、例84の方法。
例86:前記強誘電体材料は以下のうちの1つを含む:前記ペロブスカイトは、LaCoO、SrCoO、SrRuO、LaMnO、SrMnO、YBaCu、BiSrCaCu、又はLaNiOのうちの1つを含み、前記六方晶系強誘電体は、YMnO又はLuFeOのうちの一方を含み、又は前記六方晶系強誘電体は、h-RMnO型のものであり、ここで、Rは、希土類元素、すなわち、セリウム(Ce)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、ホルミウム(Ho)、ランタン(La)、ルテチウム(Lu)、ネオジム(Nd)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、スカンジウム(Sc)、テルビウム(Tb)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、又はイットリウム(Y)であり、前記インプロパー強誘電体は、[PTO/STO]n又は[LAO/STO]nのうちの一方を含み、‘n’は1から100の間である、例85の方法。
例87:前記バリア材料は、Ti、Al、又はMgの酸化物のうちの1つ以上を含む、例86の方法。
例88:前記第1又は第2の屈折材料は、Ti、Al、Ta、W、又はCoのうちの1つ以上を含む、例86の方法。
例89:前記第1及び第2の導電性酸化物は:前記強誘電体材料がペロブスカイトであるときにはIr、Ru、Pd、Ps、又はRe;前記強誘電体材料が六方晶系強誘電体であるときにはPtCo、PdCo、デラフォスサイト構造の六方晶系金属;Fe、LiV;又はInTi、のうちの1つの酸化物を含む、例86の方法。
例90:前記強誘電体材料は、前記強誘電体材料を通るリークを制御するためにSc又はMnでドープされている、例86の方法。
例91:容量構造体を有するメモリ、並びに前記メモリに結合された人工知能(AI)プロセッサ、を有し、前記容量構造体は、屈折金属間化合物を有する第1構造であり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインに隣接する第1構造と、第1の導電性酸化物を有する第2構造であり、当該第2構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第1方向に直交する第2方向に延在し、該第2セクションは、該第1セクションに平行であり、該第3セクションは、該第3セクションが前記第1方向に延在するようにして該第1セクション及び該第2セクションに隣接し、該第1セクションの一部及び該第2セクションの一部が、前記第1構造に隣接する、第2構造と、強誘電体材料を有する第3構造であり、当該第3構造は、第1、第2、及び第3セクションを有し、該第1セクションは、前記第2構造の前記第1セクションに隣接し、該第2セクションは、前記第2構造の前記第2セクションに隣接し、該第3セクションは、前記第2構造の前記第3セクションに隣接し、当該第3構造の該第1及び第2セクションは、互いに平行であり且つ前記第2方向に沿って延在する、第3構造と、第2の導電性酸化物を有する第4構造であり、当該第4構造は、前記第3構造の前記第1セクションと前記第2セクションとの間にあり、当該第4構造の一部が、前記第3構造の前記第3セクションの一部に隣接する、第4構造と、を有する、システム。
例92:前記強誘電体材料は、ペロブスカイト、六方晶系強誘電体、又はインプロパー強誘電体のうちの1つである、例91のシステム。
例93:前記強誘電体材料は以下のうちの1つを含む:前記ペロブスカイトは、LaCoO、SrCoO、SrRuO、LaMnO、SrMnO、YBaCu、BiSrCaCu、又はLaNiOのうちの1つを含み、前記六方晶系強誘電体は、YMnO又はLuFeOのうちの一方を含み、又は前記六方晶系強誘電体は、h-RMnO型のものであり、ここで、Rは、希土類元素、すなわち、セリウム(Ce)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、ホルミウム(Ho)、ランタン(La)、ルテチウム(Lu)、ネオジム(Nd)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、スカンジウム(Sc)、テルビウム(Tb)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、又はイットリウム(Y)であり、
前記インプロパー強誘電体は、[PTO/STO]n又は[LAO/STO]nのうちの一方を含み、‘n’は1から100の間である、例92のシステム。
読者が技術開示の性質及び要旨を確認することを可能にする要約が提供される。要約は、請求項の範囲又は意味を限定するのに使用されないという理解の下で提出される。以下の請求項は、ここに詳細な説明に組み込まれ、各請求項が、それ自体が別個の実施形態として自立する。

Claims (16)

  1. ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタと、
    前記ゲートに結合されたワードラインと、
    第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットラインと、
    前記第1方向に延在するプレートラインと、
    前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの他方に1つ以上のビアを介して結合され且つ前記プレートラインに結合された容量構造であり、
    反転U字形状を持つペロブスカイト、
    前記反転U字形状の間隙領域内の第1の導電性酸化物であり、当該第1の導電性酸化物は前記ペロブスカイトの内側壁と接し、当該第1の導電性酸化物は前記間隙領域を完全に充填し、当該第1の導電性酸化物の一部が前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの前記他方に結合されている、第1の導電性酸化物、
    前記ペロブスカイトの上面及び外側壁と接した第2の導電性酸化物であり、当該第2の導電性酸化物の一部が前記プレートラインに結合されている、第2の導電性酸化物、
    前記第2の導電性酸化物の外側壁と接した絶縁材料であり、Alの酸化物を含む絶縁材料
    前記第1の導電性酸化物と前記ペロブスカイトの前記反転U字形状の底面とに接した第1の金属間化合物材料、及び
    前記第2の導電性酸化物の上面と接した第2の金属間化合物材料、
    を有する容量構造と、
    を有し、
    前記第1及び第2の金属間化合物材料は、前記ペロブスカイトの強誘電特性を維持するように構成されている、
    装置。
  2. 前記絶縁材料は更にTiを含む、請求項に記載の装置。
  3. 前記トランジスタは、プレーナトランジスタ又は非プレーナトランジスタのうちの一方である、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記ペロブスカイトは、La又はランタニドでドープされている、請求項1乃至のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記第1の金属間化合物材料は、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Al又はCoのうちの1つ以上を含む導電材料である、請求項1乃至のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記トランジスタはダイのバックエンドに位置し、又は前記トランジスタはダイのフロントエンドに位置し、又は前記容量構造は、形状が円筒形である、請求項1乃至のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記第1の導電性酸化物又は前記第2の導電性酸化物は、Ir、Ru、Pd、Os又はReのうちの1つ以上の酸化物を含む、請求項1乃至のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記ペロブスカイトは、LaCoO、SrCoO、SrRuO、LaMnO、SrMnO、YBaCu、BiSrCaCu、又はLaNiOのうちの1つを含む、請求項1に記載の装置。
  9. 前記ペロブスカイトは、La、Sr、Co、Ru、Mn、Y、Na、Cu、又はNiのうちの1つを含む、請求項1に記載の装置。
  10. 前記ペロブスカイトは、前記ペロブスカイトを通るリークを制御するためにSc又はMnでドープされている、請求項1に記載の装置。
  11. メモリビットセルを形成する方法であって、
    ソース、ドレイン、及びゲートを持つトランジスタを形成することと、
    前記ゲートに結合されたワードラインを形成することと、
    第1方向に延在するビットラインであり、前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの一方に結合されたビットライン、を形成することと、
    前記第1方向に延在するプレートラインを形成することと、
    前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの他方に1つ以上のビアを介して結合された容量構造を形成することであり、
    反転U字形状を持つペロブスカイトを形成すること、
    前記反転U字形状の間隙領域内の第1の導電性酸化物であり、当該第1の導電性酸化物は前記間隙領域を完全に充填し、当該第1の導電性酸化物の一部が前記トランジスタの前記ソース又は前記ドレインのうちの前記他方に結合される、第1の導電性酸化物、を形成すること、
    前記ペロブスカイトの上面及び外側壁と接した第2の導電性酸化物であり、当該第2の導電性酸化物の一部が前記プレートラインに結合される、第2の導電性酸化物、を形成すること、
    前記第2の導電性酸化物の外側壁と接した絶縁材料であり、Alの酸化物を含む絶縁材料、を形成すること
    前記第1の導電性酸化物と前記ペロブスカイトの前記反転U字形状の底面とに接した第1の金属間化合物材料、を形成すること、及び
    前記第2の導電性酸化物の上面と接した第2の金属間化合物材料を形成すること、
    を有する、容量構造を形成することと、
    を有し、
    前記第1及び第2の金属間化合物材料は、前記ペロブスカイトの強誘電特性を維持するように構成される、
    方法。
  12. 前記絶縁材料は更にTiを含み、
    前記トランジスタは、プレーナトランジスタ又は非プレーナトランジスタのうちの一方であり、
    前記ペロブスカイトは、La又はランタニドでドープされており、
    前記第1の金属間化合物材料は、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Al又はCoのうちの1つ以上を含み、且つ
    前記トランジスタはダイのバックエンドに位置し、又は前記トランジスタはダイのフロントエンドに位置する、
    請求項11に記載の方法。
  13. 1つ以上の命令を実行するプロセッサ回路と、
    1つ以上の命令を格納するメモリと、
    前記プロセッサ回路が別のデバイスと通信することを可能にする通信インタフェースと、
    を有し、
    前記メモリは、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の装置を有する、
    システム。
  14. 反転U字形状を持つペロブスカイト材料であり、Mn又はScドーパントを含むペロブスカイト材料と、
    前記反転U字形状の間隙領域内の第1の導電性酸化物であり、当該第1の導電性酸化物は前記ペロブスカイト材料の内側壁と接し、当該第1の導電性酸化物は前記間隙領域を完全に充填している、第1の導電性酸化物と、
    前記ペロブスカイト材料の上面及び外側壁と接した第2の導電性酸化物と、
    前記第2の導電性酸化物の外側壁と接した絶縁材料と、
    前記第1の導電性酸化物と前記ペロブスカイト材料の前記反転U字形状の底面とに接した第1の金属間化合物材料と、
    前記第2の導電性酸化物の上面と接した第2の金属間化合物材料と、
    を有し、
    前記第1及び第2の金属間化合物材料は、前記ペロブスカイト材料の強誘電特性を維持するように構成されている、
    容量構造体。
  15. 前記第1の導電性酸化物は、第1の材料の層と第2の材料の層とのスタックを有する構造の一部であり、前記第1の材料は、Cu、Co、Ru、Ta、又はWのうちの1つを含み、前記第2の材料は、Cu、Co、Ru、Ta、W、TaN、又はWNのうちの1つを含む、請求項14に記載の容量構造体。
  16. 記第1の金属間化合物材料又は前記第2の金属間化合物材料は、Ti、V、Cr、Mn、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Hf、Re、Os、Ir、Al、Ta、W、又はCoのうちの1つ以上を含む、請求項14に記載の容量構造体。
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