TW201941406A - 將漏斗裝置結合至電容器組態以減少單元干擾的方法及結合漏斗裝置之電容器組態 - Google Patents

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Abstract

一些實施例包含一種具有藉由一支撐結構支撐之水平隔開底部電極之設備。漏斗裝置材料直接抵靠該等底部電極。絕緣材料在該等底部電極上方，且上部電極在該絕緣材料上方。板材料跨該等上部電極延伸且使該等上部電極彼此耦合。該板材料直接抵靠該漏斗裝置材料。該漏斗裝置材料將該等底部電極電耦合至該板材料，且可經組態以將過量電荷之至少一部分自該等底部電極放電至該板材料。一些實施例包含形成包含具有底部電極及頂部電極之電容器之設備之方法，其中該等頂部電極透過一導電板彼此電耦合。形成漏斗裝置以將該等底部電極電耦合至該導電板。

Description

將漏斗裝置結合至電容器組態以減少單元干擾的方法及結合漏斗裝置之電容器組態
將漏斗裝置結合至電容器組態以減少單元干擾的方法及結合漏斗裝置之電容器組態。
電腦及其他電子系統(舉例而言，數位電視、數位相機、蜂巢式電話等)往往具有一或多個記憶體裝置以儲存資訊。記憶體裝置之大小日益減小以達成較高密度之儲存容量。即使在達成增大密度時，消費者往往要求記憶體裝置亦使用較少功率，同時維持儲存於記憶體裝置上之資料之高速存取及可靠性。
記憶體單元內之洩漏可能有問題，至少因為此可能使得難以可靠地儲存資料，且可能以其他方式浪費功率。洩漏可能變得愈發難以控制，此係因為電路依愈來愈小的尺寸按比例調整。
將期望開發減輕或甚至防止非所要洩漏之架構；且期望開發用於製造此等架構之方法。
在一項實施例中，一種形成一設備之方法包括：形成延伸至一支撐結構中之開口；用底部電極材料加襯該等開口，各開口內之該底部電極材料形成具有一內部區域之一向上開口容器形底部電極；各向上開口容器形底部電極之一上表面凹入至該支撐結構之一上表面下方；用絕緣材料加襯該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域以使該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域變窄；在該等向上開口容器形底部電極之該等變窄內部區域內形成上部電極；該等上部電極、該絕緣材料及該等向上開口容器形底部電極一起形成複數個電容器；形成跨該等上部電極延伸且使該等上部電極彼此耦合之板材料；及形成將該等底部電極電耦合至該板材料之漏斗裝置。
在另一實施例中，一種形成一設備之方法包括：形成延伸至一支撐結構中之開口，該支撐結構具有該等開口之間之一上表面；用底部電極材料加襯該等開口，各開口內之該底部電極材料形成具有一內部區域之一向上開口容器形底部電極；各向上開口容器形底部電極之一上表面凹入至該支撐結構之一上表面下方；該等開口之各者具有容納於其中之該向上開口容器形底部電極之該凹入上表面上方之該支撐結構之一曝露垂直延伸表面；在該支撐結構之該上表面上方，沿著該支撐結構之該等曝露垂直延伸表面，且在該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域內形成漏斗裝置材料；在該漏斗裝置材料上方形成絕緣材料；該絕緣材料延伸至該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域內以使該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域變窄；在該等向上開口容器形底部電極之該等變窄內部區域內形成上部電極；該等上部電極、該絕緣材料及該等向上開口容器形底部電極一起形成複數個電容器；及形成跨該等上部電極延伸且使該等上部電極彼此耦合之板材料；該板材料直接抵靠該漏斗裝置材料；該漏斗裝置材料將該等底部電極電耦合至該板材料且經組態以將過量電荷之至少一部分自該等向上開口容器形底部電極放電至該板材料。
在又另一實施例中，一種設備包括：水平隔開向上開口容器形底部電極，其等藉由一支撐結構支撐；該等向上開口容器形底部電極之上表面在該支撐結構之一上表面下方；該支撐結構之垂直延伸表面在該等向上開口容器形底部電極之該等上表面上方；漏斗裝置材料，其沿著該支撐結構之該等垂直延伸表面，且在該等向上開口容器形底部電極之內部區域內；絕緣材料，其在該漏斗裝置材料上方且在該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域內；該絕緣材料經組態為該等向上開口容器形底部電極內之向上開口容器形絕緣結構；上部電極，其等延伸至該等向上開口容器形絕緣結構中；該等上部電極、該等向上開口容器形絕緣結構及該等向上開口容器形底部電極一起包括複數個電容器；及板材料，其跨該等上部電極延伸且使該等上部電極彼此耦合；該板材料直接抵靠該漏斗裝置材料；該漏斗裝置材料將該等底部電極電耦合至該板材料且經組態以將過量電荷之至少一部分自該等向上開口容器形底部電極放電至該板材料。
一些實施例包含利用漏斗裝置來減少沿電容器之底部電極之電荷累積。漏斗裝置可將底部電極耦合至導電板。導電板可沿著電容器之頂部電極，且可用於使頂部電極彼此電耦合。漏斗裝置可具有經定製以使過量電荷能夠自底部電極排放至導電板，同時不實現底部電極與導電板之間的有問題短路之導電性(或替代地，電阻)。
許多(若非大多數)主要記憶體單元干擾機制係歸因於單元底部(CB)電極節點處之電位之累積。如下文中更詳細地論述，此干擾機制適用於鐵電RAM (FERAM)。然而，其他類型之電子裝置同樣可受益於所揭示標的。
在一實施例中，一記憶體陣列中之記憶體單元之各者可經程式化為兩個資料狀態之一者以在一單一位元中表示一二進位值「0」或「1」。此一單元有時被稱為一單階單元(SLC)。在半導體及相關技術中獨立地已知關於此等類型之單元之各種操作。
無關於記憶體單元配置，上文中論述之主要干擾機制可能歸因於不同因素而出現。舉例而言，單元底部節點上之電荷可能歸因於諸如板短時脈衝波形干擾(glitch)、存取電晶體洩漏、單元間相互作用及/或其他因素的因素而上升。若一記憶體單元中之一介電材料明顯洩漏，則可能不利地影響單元之狀態。
在本文中描述之各項實施例中，將漏斗裝置引入至一記憶體陣列中以防止與個別記憶體單元相關聯之電容器之底部節點處之電位之累積。參考圖1至圖21來描述例示性實施例。
利用圖1至圖9來描述用於將漏斗裝置結合至一電容器陣列之一第一方法。
參考圖1，一總成(即，設備、構造等) 10包括一基底12上方之一結構14。
基底12可包括半導體材料；且可(舉例而言)包括單晶矽、基本上由單晶矽組成或由單晶矽組成。基底12可被稱為一半導體基板。術語「半導體基板」意謂包括半導體材料之任何構造，包含(但不限於)塊狀半導體材料，諸如一半導體晶圓(單獨或在包括其他材料之總成中)，及半導體材料層(單獨或在包括其他材料之總成中)。術語「基板」係指任何支撐結構，包含(但不限於)上文中描述之半導體基板。在一些應用中，基底12可對應於含有與積體電路製造相關聯之一或多個材料之一半導體基板。此等材料可包含(舉例而言)耐火金屬材料、障壁材料、擴散材料、絕緣體材料等之一或多者。
在基底12與結構14之間展示一間隙以指示可能存在提供於基底12與結構14之間之額外材料、組件等。
結構14被展示為包括一第二材料18上方之一第一材料16，其中該第一材料及該第二材料沿一介面17彼此直接相鄰。第一材料可能可相對於第二材料選擇性地蝕刻。例如，在一些實施例中，第一材料16可包括氮化矽、基本上由氮化矽組成或由氮化矽組成；且第二材料18可包括二氧化矽、基本上由二氧化矽組成或由二氧化矽組成。
結構14具有跨第一材料16之一上表面延伸的一上表面15。
導電結構20被展示在第二材料18之一底部區域內。導電結構20係導電互連件。本文中描述之處理形成電容器(例如，圖9中展示之電容器)，且可利用導電結構20來將此等電容器之電極與額外電路(例如，電晶體)耦合。
導電結構20可包括任何適合組合物或組合物之組合；諸如(舉例而言)各種金屬(例如，鈦、鎢、鈷、釕、鎳、鉑等)、含金屬之組合物(例如，金屬矽化物、金屬氮化物、金屬碳化物等)及/或導電摻雜半導體材料(例如，導電摻雜矽、導電摻雜鍺等)之一或多者。
儘管材料16及18在圖解說明之實施例中被展示為同質的，然在其他實施例中，材料16及18之一或兩者可係兩個或兩個以上組合物之一異質組合。
材料16可形成為任何適合厚度，且在一些實施例中，可形成為自約100埃(Å)至約500 Å之範圍內之一厚度。
結構14可被稱為一「支撐結構」，此係因為結構最終可支撐形成於其中之電容器。
參考圖2，在支撐結構14中形成開口22。開口22延伸穿過材料16及18，且曝露導電結構20之上表面。可運用任何適合處理來形成開口22。例如，一圖案化遮罩(未展示)可提供在支撐結構14上方且用於界定開口22之位置，且接著開口22可運用一或多個適合蝕刻延伸至支撐結構14中。隨後，可移除圖案化遮罩以留下圖2之總成。
參考圖3，開口22用電極材料24 (其可被稱為底部電極材料)加襯。電極材料24可包括任何適合組合物或組合物之組合；諸如(舉例而言)各種金屬(例如，鈦、鎢、鈷、釕、鎳、鉑等)、含金屬之組合物(例如，金屬矽化物、金屬氮化物、金屬碳化物等)及/或導電摻雜半導體材料(例如，導電摻雜矽、導電摻雜鍺等)之一或多者。在一些實施例中，電極材料24可包括氮化鈦、基本上由氮化鈦組成或由氮化鈦組成。
電極材料24經組態為各開口內之向上開口容器形底部電極26。底部電極之各者具有一上表面27，該上表面27凹入至支撐結構14之上表面15下方。
開口22之各者具有容納於其中之向上開口容器形底部電極26之凹入上表面27上方之支撐結構14之一曝露垂直延伸表面29。在圖解說明之實施例中，底部電極26之上表面27延伸至第一材料16與第二材料18之間之介面17上方，且相應地垂直延伸表面29僅包括第一材料16。
容器形電極26具有在其中延伸之內部區域28。電極26在自上方觀看時可具有任何適合形狀，且相應地內部區域28可具有任何適合形狀。例如，圖3A展示在其中底部電極26係圓形，且含有圓形內部區域28之一例示性應用中處於圖3之處理階段之總成10之一俯視圖。在其他實施例中，底部電極26可具有其他形狀，包含(舉例而言)橢圓形狀、多邊形形狀等。
可利用任何適合處理來形成底部電極26。例如，在一些實施例中，電極材料24可最初形成為跨支撐結構14之上表面15延伸，以及在開口22內延伸。隨後，可運用一或多個適合蝕刻來移除過量材料24以留下經組態為所展示之向上開口容器形底部電極26之剩餘材料24。
電極材料24可具有任何適合厚度；且在一些實施例中，可具有自約10 Å至約200 Å之範圍內之一厚度。
參考圖4，底部電極26之內部區域28用絕緣材料30加襯。絕緣材料30使向上開口容器形底部電極26之內部區域28變窄。
絕緣材料30可被稱為電容器絕緣材料，此係因為其最終用於一電容器組態。至少一些電容器絕緣材料可包括鐵電絕緣材料，且在一些實施例中，全部電容器絕緣材料係鐵電絕緣材料。
鐵電絕緣材料可包括任何適合組合物或組合物之組合；且在一些例示性實施例中可包含過渡金屬氧化物、鋯、氧化鋯、鈮、氧化鈮、鉿、氧化鉿、鈦酸鉛鋯及鈦酸鋇鍶之一或多者。再者，在一些例示性實施例中，鐵電絕緣材料其中可具有摻雜物，其包括矽、鋁、鑭、釔、鉺、鈣、鎂、鍶及一稀土元素之一或多者。
絕緣材料30可形成為任何適合厚度；且在一些實施例中，可具有自約30 Å至約250 Å之範圍內之一厚度。
上部電極材料32形成在絕緣材料30上方，且形成在延伸至容器形底部電極26中之變窄內部區域28內。
上部電極材料32可包括任何適合組合物或組合物之組合；諸如(舉例而言)各種金屬(例如，鈦、鎢、釕、鈷、鎳、鉑等)、含金屬之組合物(例如，金屬矽化物、金屬氮化物、金屬碳化物等)及/或導電摻雜半導體材料(例如，導電摻雜矽、導電摻雜鍺等)之一或多者。在一些實施例中，電極材料32可包括矽化鉬、氮化鈦、氮化鈦矽、矽化釕、釕、鉬、氮化鉭、氮化鉭矽及鎢之一或多者、基本上由其等組成或由其等組成。
電極材料32可具有任何適合厚度，且在一些實施例中，可具有自約10 Å至約200 Å之範圍內之一厚度。
在一些實施例中，電極材料24及32可包括彼此相同之一組合物，或可包括相對於彼此之不同組合物。在一些實施例中，電極材料24及32兩者可包括氮化鈦、基本上由氮化鈦組成或由氮化鈦組成。
參考圖5，總成10經受平坦化(例如，化學機械拋光)以形成平坦化上表面33。平坦化將電極材料32圖案化為上部電極36，且將絕緣材料30圖案化為向上開口容器形絕緣結構34。電極26及36與其等間之絕緣材料30一起形成複數個電容器38。在一些實施例中，電容器38可係鐵電電容器。
參考圖6，移除第一材料16 (圖5)以曝露電容器38之上部側壁區域39。上部側壁區域39可被認為係沿著電容器38之曝露部分37。
曝露之上部側壁區域39包含在絕緣材料30之部分(即，區段)下方之底部電極26之部分(即，區段)。在一些實施例中，曝露之上部側壁區域39可具有自約100 Å至約500 Å之範圍內之高度H。
參考圖7，跨總成10之一上表面形成漏斗裝置材料40，其中漏斗裝置材料40沿著電容器38之上表面，沿著材料18之一上表面，且沿著電容器38之上部側壁區域39延伸。
漏斗裝置材料可包括任何適合組合物或組合物之組合。在一些實施例中，漏斗裝置材料40可包括與鍺、矽、氧、氮及碳之一或多者組合之鈦、鎳及鈮之一或多者、基本上由其等組成或由其等組成。在一些實施例中，漏斗裝置材料可包括Si、Ge、SiN、TiSiN、TiO、TiN、NiO、NiON及TiON之一或多者、基本上由其等組成或由其等組成；其中化學式指示主要成分而非特定化學計量。在一些實施例中，漏斗裝置材料可包括鈦、氧及氮、基本上由其等組成或由其等組成。在一些實施例中，漏斗裝置材料可包括非晶矽、一氧化鈮、富矽氮化矽等；單獨或以任何適合組合。
在一些實施例中，漏斗裝置材料可係具有自約2 Å至約20 Å之範圍內之一厚度之一連續層。在一些實施例中，漏斗裝置材料可係具有自約6 Å至約15 Å之範圍內之一厚度之一連續層。應注意，漏斗裝置材料40之厚度對應於沿漏斗裝置材料之水平延伸區段41之一垂直厚度，且對應於沿漏斗裝置材料之垂直延伸區段43之一水平厚度。
參考圖8，漏斗裝置材料40運用一間隔件(即，各向異性)蝕刻圖案化為垂直延伸漏斗裝置44。漏斗裝置44與底部電極26電耦合，且在所展示之實施例中直接接觸底部電極26。漏斗裝置44之各者沿著底部電極材料24之一區段，且沿著與電容器38之上部側壁區域39相關聯之絕緣材料30之一區段延伸。
參考圖9，板材料46經形成為跨電容器38之上部電極36延伸，且使上部電極彼此電耦合。板材料46直接抵靠電容器38之頂部電極36，且直接抵靠垂直延伸漏斗裝置44。
板材料46可包括任何適合導電材料，諸如(舉例而言)各種金屬(例如，鈦、鎢、鈷、鎳、釕、鉑等)、含金屬之組合物(例如，金屬矽化物、金屬氮化物、金屬碳化物等)及/或導電摻雜半導體材料(例如，導電摻雜矽、導電摻雜鍺等)之一或多者。板材料46可包括與頂部電極36不同之任何組合物。例如，在一些實施例中，頂部電極36可包括TiSiN及/或TiN、基本上由TiSiN及/或TiN組成或由TiSiN及/或TiN組成(其中化學式列出主要組合物而非特定化學計量)，且板材料46可包括鎢、基本上由鎢組成或由鎢組成。
漏斗裝置44將電容器38之底部電極26與板材料46電耦合以使任何過量電荷之至少一部分能夠自底部電極26放電至板材料46。在一些實施例中，漏斗裝置44之電阻經定製使得漏斗裝置44具有適當導電性以自底部電極26移除過量電荷，同時具有足夠低的導電性(例如，足夠高的電阻)，使得漏斗裝置44不會非所要地使底部電極26電短路至板材料44。
在一些實施例中，電容器38可藉由將電容器與適當電路組件耦合而結合至記憶體單元50 (諸如(舉例而言)鐵電記憶體單元)。例如，電晶體48在圖9中被圖解地圖解說明為透過導電互連件20耦合至底部電極26。可在任何適合程序階段製造電晶體48及/或其他適合組件。例如，在一些實施例中，可在圖1之所圖解說明程序階段之前之一處理階段製造電晶體48。
記憶體單元50可係一記憶體陣列之部分；諸如(舉例而言)一FeRAM (鐵電隨機存取記憶體)陣列。
在一些實施例中，漏斗裝置44可被認為係將記憶體單元50內之底部電極26耦合至導電板材料46之電阻式互連件。若漏斗裝置過於洩漏，則一或多個記憶體單元可能經歷單元間干擾。若漏斗裝置44不夠洩漏(導電)，則來自底部電極26之過量電荷將不會被排放。此項技術之一般技術者將辨識如何計算一給定記憶體陣列之漏斗裝置44所需之電阻。在一些實施例中，漏斗裝置44可具有自約0.1兆歐至約5兆歐之範圍內之電阻。在判定適於漏斗裝置44之電阻時可考量以下因素：諸如相鄰記憶體單元之間之分離、記憶體單元之間使用之介電材料、記憶體單元之實體尺寸、記憶體單元中放置之電荷量、記憶體陣列之一大小、由記憶體陣列進行之操作之頻率等。
圖8及圖9之實施例將漏斗裝置44展示為僅包括沿電容器38之上部側壁區域39之垂直延伸區段。在其他實施例中，漏斗裝置44可具有其他組態。例如，圖10展示處於替代圖8之程序階段且可遵循圖7之程序階段的一程序階段之一總成10a。總成10a包括經組態為漏斗裝置44a的漏斗裝置材料40，其中此等漏斗裝置結構之各者包括沿材料18之一上表面之一水平區段51，及沿電容器38之上部側壁區域39之垂直區段53。圖11展示結合至類比於上文中參考圖9描述之記憶體單元的記憶體單元50之漏斗裝置44a。
參考圖12至圖16描述用於將漏斗裝置結合至記憶體單元之另一例示性程序。
參考圖12，展示處於可遵循圖3之程序階段的一程序階段之一總成10b。總成10b包含具有在其中延伸之開口22之支撐結構14，且包含開口22之底部內之向上開口容器形底部電極26。一材料56沈積在支撐結構14之上表面15上方，且沈積在開口22內。材料56沿著開口22內之支撐結構之垂直延伸表面29延伸。材料56係最終轉換為漏斗裝置材料之一前驅體；且可包括適於轉換為一所要漏斗裝置材料之任何組合物。在一些實施例中，材料56可被稱為一第一組合物。在一些實施例中，此第一組合物可包括氮化鈦、基本上由氮化鈦組成或由氮化鈦組成。
參考圖13，第一組合物56 (圖12)經化學改質以將第一組合物轉換為對應於漏斗裝置材料40之一第二組合物。在一些實施例中，化學改質可包括降低第一組合物內之導電性以藉此將第一組合物轉換為漏斗裝置材料40。化學改質可利用任何適合條件。在所圖解說明之實施例中，化學改質包括將總成10b曝露於氧化劑58，且相應地包括氧化材料56 (圖12)以將材料56轉換為漏斗裝置材料40。氧化劑可係任何適合氧化劑；包含(舉例而言)臭氧、過氧化氫、雙原子氧等之一或多者。在一些實施例中，圖12之第一組合物56包括氮化鈦、基本上由氮化鈦組成或由氮化鈦組成；且圖13之漏斗裝置材料40包括TiON、基本上由TiON組成或由TiON組成(其中化學式指示主要成分而非一特定化學計量)。
儘管圖12及圖13之所圖解說明之實施例利用其中第一組合物56經沈積且其後轉換為漏斗裝置材料40之一多步驟程序來形成漏斗裝置材料40，然在其他實施例中，可運用漏斗裝置材料跨支撐結構14之上表面15及在開口22內之一簡單沈積來形成圖13之漏斗裝置材料40。無關於用於形成漏斗裝置材料之方法，圖13之漏斗裝置材料40可包括上文中參考圖7之漏斗裝置材料40描述之組合物之任一者。
圖13之漏斗裝置材料40在容器形底部電極26之內部區域28內延伸，且亦沿著支撐結構14之側壁表面29延伸(其中此等側壁表面29在開口22內且在底部電極26之最上表面27上方)。漏斗裝置材料40可係一連續層(如展示)，或可係一不連續層。在一些實施例中，漏斗裝置材料40係具有自約2 Å至約20 Å之範圍內之一厚度之一連續層。在一些實施例中，漏斗裝置材料40可係具有自約6 Å至約15 Å之範圍內之一厚度之一連續層。
參考圖14，在漏斗裝置材料40上方形成絕緣材料30，且在絕緣材料30上方形成上部電極材料32。材料30及32可包括上文中相對於圖4論述之相同組合物。絕緣材料30在向上開口容器形底部電極26之內部區域28內延伸且使此等內部區域變窄，且上部電極材料32延伸至變窄內部區域中。
參考圖15，總成10b經受平坦化(即，拋光條件)；諸如(舉例而言)化學機械拋光。此形成平坦化上表面33。平坦化將電極材料32圖案化為上部電極36，且將絕緣材料30圖案化為向上開口容器形絕緣結構34。電極26及36與其等間之材料40及30一起形成複數個電容器38。在一些實施例中，電容器38可係鐵電電容器。
參考圖16，板材料46經形成為沿著平坦化上表面33延伸。板材料46使電容器38之上部電極36彼此電耦合。板材料46直接抵靠漏斗裝置材料40，且相應地漏斗裝置材料40可將底部電極26電耦合至板材料46。圖16之漏斗裝置材料40可經組態以包括適當組合物及尺寸以經組態以將過量電荷之至少一部分自底部電極26放電至板材料46。
在一些實施例中，圖16之總成10b可被認為包括藉由支撐結構14支撐之水平隔開向上開口容器形底部電極26。支撐結構14具有底部電極之上表面27上方之一上表面33。支撐結構之垂直延伸表面29自底部電極之上表面27延伸至支撐結構之上表面33，且延伸至板材料46之一底部表面47。
漏斗裝置材料40沿著支撐結構14之垂直延伸表面29延伸，且亦在容器形底部電極26之內部區域28內延伸。在所圖解說明之實施例中，漏斗裝置材料40加襯底部電極26之內部區域且直接抵靠底部電極。
絕緣材料30在漏斗裝置材料40上方，且在容器形底部電極26之內部區域28內。絕緣材料30經組態為向上開口容器形絕緣結構34。
上部電極36延伸至容器形絕緣結構34中。
電容器38包括電極26及36連同其等間之絕緣材料30。在一些實施例中，此等電容器可係鐵電電容器。電容器38可透過互連件20 (如展示)與電晶體48耦合，且可結合至記憶體單元50b。此等記憶體單元可對應於一記憶體陣列52b內之複數個實質上相同記憶體單元(其中術語「實質上相同」意謂在製造及量測之合理容限內相同)。儘管展示三個記憶體單元50b，然應瞭解，記憶體陣列可包括任何適合數目個記憶體單元50b；且在一些實施例中，可包括數百、數千、數百萬、數十億個等實質上相同記憶體單元。
板材料46跨電容器38之上部電極36延伸且使上部電極彼此耦合。板材料46亦直接抵靠漏斗裝置材料40之一上表面。漏斗裝置材料可經組態以具有適當導電性，使得此材料將過量電荷之至少一部分自底部電極26放電至板材料46，而不在底部電極26與板材料46之間產生非所要電短路。
圖13之所圖解說明之實施例具有在第一材料16與第二材料18之間之介面17上方之底部電極26之上表面27。相應地，垂直延伸表面29僅沿第一材料16。圖13展示其中第一材料16與第二材料18之間之介面17在底部電極26之上表面27處或下方之一實施例之一實例。在其他實施例中，介面17可在底部電極之上表面上方，如參考圖17及圖18描述。
參考圖17，展示處於類比於上文中參考圖3描述之程序階段的一程序階段之一總成10c。圖17之實施例與圖3之實施例之不同之處在於總成10c之底部電極26具有在介面17下面之上表面27，而圖3之總成10中展示之底部電極26具有在介面17上方之上表面27。
參考圖18，展示處於類比於圖16之處理階段的一處理階段之總成10c。總成10c包括一陣列52c內之記憶體單元50c。記憶體單元50c類比於圖16之記憶體單元50b。然而，不同之處在於底部電極26之上表面27在材料16與18之間之介面17下面。相應地，垂直延伸表面29沿著材料16，且亦沿著材料18之一上部區域延伸。在一些實施例中，材料16及18分別包括氮化矽及二氧化矽。在此等實施例中，圖16之組態具有僅沿支撐材料14之垂直延伸表面29之材料16之氮化矽延伸的漏斗裝置材料40，而圖18之組態具有沿材料16之氮化矽及材料18之二氧化矽兩者延伸的漏斗裝置材料40。
圖1至圖18之上述實施例中展示之漏斗裝置材料40係一連續層。在其他實施例中，漏斗裝置材料可係一不連續層。例如，圖19展示類比於圖16之總成10b的一總成10d，但其中漏斗裝置材料40係一不連續膜。延伸穿過漏斗裝置材料40之開口可能極小，且在一些實施例中，可係針孔開口。圖19之總成10d被展示為具有結合至記憶體單元50d之電容器38，該等記憶體單元50d繼而被一記憶體陣列52d所包括。
上文中描述之記憶體陣列(例如，圖9之記憶體陣列52、圖16之記憶體陣列52b等)可係鐵電記憶體陣列，且可具有任何適合組態。參考圖20描述一例示性鐵電記憶體陣列52。記憶體陣列包含複數個實質上相同鐵電電容器38。字線70沿記憶體陣列之列延伸，且數位線72沿記憶體陣列之行延伸。電容器38之各者在一記憶體單元50內，利用一字線及一數位線之一組合唯一地定址該記憶體單元50。字線70延伸至驅動器電路76，且數位線72延伸至偵測電路78。在一些應用中，記憶體陣列52可經組態為鐵電隨機存取記憶體(FeRAM)。
記憶體單元50可包含與鐵電電容器組合之電晶體48。例如，在一些應用中，記憶體單元50之各者可包含與一鐵電電容器38組合之一電晶體48，如圖21中展示。記憶體56被展示為與一字線70及一數位線72耦合。再者，電容器38之電極之一者被展示為與包括板材料46之一板線耦合。板線可與字線70組合用於控制鐵電電容器38之一操作狀態。
上文中論述之結構可結合至電子系統。此等電子系統可用於(舉例而言)記憶體模組、裝置驅動器、電力模組、通信數據機、處理器模組及特定應用模組中，且可包含多層、多晶片模組。電子系統可係寬範圍之系統之任一者，諸如(舉例而言)相機、無線裝置、顯示器、晶片組、機上盒、遊戲、照明器具、車輛、時鐘、電視、手機、個人電腦、汽車、工業控制系統、飛機等。
除非另外指定，否則可運用現已知或尚未開發之任何適合方法論來形成本文中描述之各種材料、物質、組合物等，包含(舉例而言)原子層沈積(ALD)、化學氣相沈積(CVD)、物理氣相沈積(PVD)等。
可利用術語「介電」及「絕緣」來描述具有絕緣電氣性質之材料。術語在此揭示內容中被認為係同義的。在一些例項中利用術語「介電」且在其他例項中利用術語「絕緣」(或「電絕緣」)可在此揭示內容內提供語言變化以在以下發明申請專利範圍內簡化前提基礎，且不用於指示任何明顯化學或電氣差異。
圖式中之各項實施例之特定定向僅出於闡釋性目的，且在一些應用中實施例可相對於所展示之定向旋轉。本文中提供之描述及以下發明申請專利範圍關於具有各種特徵之間之所描述關係之任何結構，而不管結構是否呈圖式之特定定向，或相對於此定向旋轉。
隨附圖解說明之橫截面視圖僅展示橫截面之平面內之特徵，且不展示橫截面之平面後方之材料(除非另外指示)以便簡化圖式。
當一結構在上文中被稱為「在」另一結構「上」或「抵靠」另一結構時，其可直接在另一結構上或亦可存在中介結構。相比之下，當一結構被稱為「直接在」另一結構「上」或「直接抵靠」另一結構時，不存在中介結構。
結構(例如，層、材料等)可被稱為「垂直延伸」以指示結構大體上自一下方基底(例如，基板)向上延伸。垂直延伸結構可相對於基底之一上表面實質上正交地延伸，或非如此。
一些實施例包含一種形成一設備之方法。開口經形成為延伸至一支撐結構中。開口用底部電極材料加襯。各開口內之底部電極材料經組態為具有一內部區域之一向上開口容器形底部電極。各向上開口容器形底部電極之一上表面凹入至支撐結構之一上表面下方。向上開口容器形底部電極之內部區域用絕緣材料加襯以使向上開口容器形底部電極之內部區域變窄。在向上開口容器形底部電極之變窄內部區域內形成上部電極。上部電極、絕緣材料及向上開口容器形底部電極一起形成複數個電容器。板材料經形成為跨上部電極延伸且使上部電極彼此耦合。形成漏斗裝置以將底部電極電耦合至板材料。
一些實施例包含一種形成一設備之方法。開口延伸至一支撐結構中。支撐結構具有開口之間之一上表面。開口用底部電極材料加襯。各開口內之底部電極材料經組態為具有一內部區域之一向上開口容器形底部電極。各向上開口容器形底部電極之一上表面凹入至支撐結構之一上表面下方。開口之各者具有在容納於其中之向上開口容器形底部電極之凹入上表面上方之支撐結構之一曝露垂直延伸表面。在支撐結構之上表面上方，沿著支撐結構之曝露垂直延伸表面，且在向上開口容器形底部電極之內部區域內形成漏斗裝置材料。在漏斗裝置材料上方形成絕緣材料。絕緣材料延伸至向上開口容器形底部電極之內部區域內以使向上開口容器形底部電極之內部區域變窄。在向上開口容器形底部電極之變窄內部區域內形成上部電極。上部電極、絕緣材料及向上開口容器形底部電極一起形成複數個電容器。板材料經形成為跨上部電極延伸且使上部電極彼此耦合。板材料直接抵靠漏斗裝置材料。漏斗裝置材料將底部電極電耦合至板材料，且經組態以將過量電荷之至少一部分自向上開口容器形底部電極放電至板材料。
一些實施例包含一種具有藉由一支撐結構支撐之水平隔開向上開口容器形底部電極之設備。向上開口容器形底部電極之上表面在支撐結構之一上表面下方。支撐結構之垂直延伸表面在向上開口容器形底部電極之上表面上方。漏斗裝置材料沿著支撐結構之垂直延伸表面，且在向上開口容器形底部電極之內部區域內。絕緣材料在漏斗裝置材料上方且在向上開口容器形底部電極之內部區域內。絕緣材料經組態為向上開口容器形底部電極內之向上開口容器形絕緣結構。上部電極延伸至向上開口容器形絕緣結構中。上部電極、向上開口容器形絕緣結構及向上開口容器形底部電極一起被複數個電容器所包括。板材料跨上部電極延伸且使上部電極彼此耦合。板材料直接抵靠漏斗裝置材料。漏斗裝置材料將底部電極電耦合至板材料，且經組態以將過量電荷之至少一部分自向上開口容器形底部電極放電至板材料。
10‧‧‧總成
10a‧‧‧總成
10b‧‧‧總成
10c‧‧‧總成
10d‧‧‧總成
12‧‧‧基底
14‧‧‧支撐結構/支撐材料
15‧‧‧上表面
16‧‧‧第一材料
17‧‧‧介面
18‧‧‧第二材料
20‧‧‧導電結構/導電互連件
22‧‧‧開口
24‧‧‧電極材料
26‧‧‧向上開口容器形底部電極
27‧‧‧上表面
28‧‧‧內部區域
29‧‧‧曝露垂直延伸表面
30‧‧‧絕緣材料
32‧‧‧上部電極材料
33‧‧‧平坦化上表面
34‧‧‧向上開口容器形絕緣結構
36‧‧‧上部電極/頂部電極
37‧‧‧曝露部分
38‧‧‧電容器
39‧‧‧上部側壁區域
40‧‧‧漏斗裝置材料
41‧‧‧水平延伸區段
43‧‧‧垂直延伸區段
44‧‧‧垂直延伸漏斗裝置
44a‧‧‧漏斗裝置
46‧‧‧板材料
47‧‧‧底部表面
48‧‧‧電晶體
50‧‧‧記憶體單元
50b‧‧‧記憶體單元
50c‧‧‧記憶體單元
50d‧‧‧記憶體單元
51‧‧‧水平區段
52‧‧‧記憶體陣列
52b‧‧‧記憶體陣列
52c‧‧‧陣列
52d‧‧‧記憶體陣列
53‧‧‧垂直區段
56‧‧‧材料/第一組合物
58‧‧‧氧化劑
70‧‧‧字線
72‧‧‧數位線
76‧‧‧驅動器電路
78‧‧‧偵測電路
H‧‧‧高度
圖1至圖9係處於用於製造例示性電容器之一例示性方法之例示性程序階段之一例示性總成之圖解橫截面視圖。
圖3A係處於圖3之程序階段之總成之一俯視圖。
圖10及圖11係處於用於製造例示性電容器之一例示性方法之例示性程序階段之一例示性總成之圖解橫截面視圖。在一些實施例中，圖10之程序階段可遵循圖6之程序階段。
圖12至圖16係處於用於製造例示性電容器之一例示性方法之例示性程序階段之一例示性總成之圖解橫截面視圖。在一些實施例中，圖12之程序階段可遵循圖3之程序階段。
圖17及圖18係處於用於製造例示性電容器之一例示性方法之例示性程序階段之一例示性總成之圖解橫截面視圖。在一些實施例中，圖17之程序階段可遵循圖2之程序階段。
圖19係處於替代圖16之程序階段之一例示性程序階段之一例示性總成之一圖解橫截面視圖。
圖20係包括鐵電電容器之一例示性記憶體陣列之一示意圖。
圖21係包括一鐵電電容器之一例示性記憶體單元之一示意圖。

Claims (31)

  1. 一種形成一設備之方法，其包括： 形成延伸至一支撐結構中之開口； 用底部電極材料加襯該等開口，各開口內之該底部電極材料形成具有一內部區域之一向上開口容器形底部電極；各向上開口容器形底部電極之一上表面凹入至該支撐結構之一上表面下方； 用絕緣材料加襯該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域以使該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域變窄； 在該等向上開口容器形底部電極之該等變窄內部區域內形成上部電極；該等上部電極、該絕緣材料及該等向上開口容器形底部電極一起形成複數個電容器； 形成跨該等上部電極延伸且使該等上部電極彼此耦合之板材料；及 形成將該等底部電極電耦合至該板材料之漏斗裝置。
  2. 如請求項1之方法，其中該絕緣材料係鐵電絕緣材料。
  3. 如請求項1之方法，其中該等漏斗裝置包括與Ge、Si、O、N及C之一或多者組合之Ti、Ni及Nb之一或多者。
  4. 如請求項1之方法，其中該等漏斗裝置包括Si、Ge、SiN、TiSiN、TiO、TiN、NiO、NiON及TiON之一或多者；其中該等化學式指示主要成分而非特定化學計量。
  5. 如請求項1之方法，其中該等漏斗裝置包括鈦、氧及氮。
  6. 如請求項1之方法，其中該等漏斗裝置包括連續垂直延伸區段。
  7. 如請求項1之方法，其中該等漏斗裝置包括不連續垂直延伸區段。
  8. 如請求項1之方法，其中該等漏斗裝置包括具有自約2 Å至約20 Å之範圍內之水平厚度之垂直延伸區段。
  9. 如請求項1之方法，其中該等漏斗裝置包括具有自約6 Å至約15 Å之範圍內之水平厚度之垂直延伸區段。
  10. 如請求項1之方法，其中該等開口之各者具有在容納於其中之該向上開口容器形底部電極之該凹入上表面上方的一曝露側壁區域；且其中該等漏斗裝置之該形成包括形成漏斗裝置材料以沿著該等曝露側壁區域且沿著該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域延伸。
  11. 如請求項1之方法，其中該等漏斗裝置包括漏斗裝置材料；且其中該支撐結構包括一第二材料上方之一第一材料，其中該第一材料與該第二材料之間之一介面在該等向上開口容器形底部電極之該等凹入上表面下面；且進一步包括： 在形成該等上部電極之後，移除該第一材料以使該等電容器之各者之上部區域曝露；該等電容器之各者之該等曝露上部區域具有一曝露上部側壁區域，該曝露上部側壁區域包含該向上開口容器形底部電極之一部分及在該向上開口容器形底部電極之該部分上方之該絕緣材料之一部分； 形成該漏斗裝置材料以沿著該等電容器之各者之該等曝露上部側壁區域延伸；沿該等曝露上部側壁區域之各者之該漏斗裝置材料經組態為沿著該向上開口容器形底部電極之該部分且沿著該絕緣材料之該部分延伸的一垂直延伸漏斗裝置；及 將該板材料形成為在該等電容器上方且沿該等電容器之該等上部側壁區域；沿該等電容器之該等上部側壁區域之該板材料直接抵靠該等垂直延伸漏斗裝置。
  12. 一種形成一設備之方法，其包括： 形成延伸至一支撐結構中之開口，該支撐結構具有該等開口之間之一上表面； 用底部電極材料加襯該等開口，各開口內之該底部電極材料形成具有一內部區域之一向上開口容器形底部電極；各向上開口容器形底部電極之一上表面凹入至該支撐結構之一上表面下方；該等開口之各者具有在容納於其中之該向上開口容器形底部電極之該凹入上表面上方之該支撐結構之一曝露垂直延伸表面； 在該支撐結構之該上表面上方，沿著該支撐結構之該等曝露垂直延伸表面，且在該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域內形成漏斗裝置材料； 在該漏斗裝置材料上方形成絕緣材料；該絕緣材料延伸至該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域內以使該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域變窄； 在該等向上開口容器形底部電極之該等變窄內部區域內形成上部電極；該等上部電極、該絕緣材料及該等向上開口容器形底部電極一起形成複數個電容器；及 形成跨該等上部電極延伸且使該等上部電極彼此耦合之板材料；該板材料直接抵靠該漏斗裝置材料；該漏斗裝置材料將該等底部電極電耦合至該板材料且經組態以將過量電荷之至少一部分自該等向上開口容器形底部電極放電至該板材料。
  13. 如請求項12之方法，其中該絕緣材料係鐵電絕緣材料。
  14. 如請求項12之方法，其中該漏斗裝置材料包括與Ge、Si、O、N及C之一或多者組合之Ti、Ni及Nb之一或多者。
  15. 如請求項12之方法，其中該漏斗裝置材料包括Si、Ge、SiN、TiSiN、TiO、TiN、NiO、NiON及TiON之一或多者；其中該等化學式指示主要成分而非特定化學計量。
  16. 如請求項12之方法，其中該漏斗裝置材料之該形成包括： 在該支撐結構之該上表面上方，沿著該支撐結構之該等曝露垂直延伸表面，且在該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域內沈積一第一組合物；該第一組合物具有一第一導電性； 化學改質該第一組合物將該第一組合物轉換為具有小於該第一導電性之一第二導電性之一第二組合物。
  17. 如請求項16之方法，其中該第一組合物之該化學改質包括該第一組合物之氧化。
  18. 如請求項16之方法，其中該第一組合物包括TiN，其中該化學式指示主要成分而非一特定化學計量；且其中該第一組合物之該化學改質包括氧化該第一組合物以形成該第二組合物以包括TiON，其中該化學式指示主要成分而非一特定化學計量。
  19. 如請求項18之方法，其中該氧化包括將該TiN曝露於臭氧。
  20. 如請求項12之方法，其中該絕緣材料在該支撐結構之該上表面上方，沿著該支撐結構之該等曝露垂直延伸表面，且在該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域內延伸；且其中該等上部電極之該形成包括： 在絕緣材料上方形成上部電極材料；其中該上部電極材料在該支撐結構之該上表面上方，沿著該支撐結構之該等曝露垂直延伸表面，且在該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域內延伸；該上部電極材料、該絕緣材料、該漏斗裝置材料及該底部電極材料一起形成一總成；及 拋光該總成之一上表面以自該支撐結構之該上表面上方移除該上部電極材料。
  21. 如請求項20之方法，其中該拋光亦自該支撐結構之該上表面上方移除該絕緣材料及該漏斗裝置材料。
  22. 如請求項12之方法，其中該板材料包括與該上部電極材料不同之一組合物。
  23. 如請求項12之方法，其中該支撐結構包括二氧化矽上方之氮化矽；且其中該支撐結構之該等曝露垂直延伸表面僅包括該氮化矽。
  24. 如請求項12之方法，其中該支撐結構包括二氧化矽上方之氮化矽；且其中該支撐結構之該等曝露垂直延伸表面包括該氮化矽及該二氧化矽之一上部區域。
  25. 一種設備，其包括： 水平隔開向上開口容器形底部電極，其等藉由一支撐結構支撐；該等向上開口容器形底部電極之上表面在該支撐結構之一上表面下方；該支撐結構之垂直延伸表面在該等向上開口容器形底部電極之該等上表面上方； 漏斗裝置材料，其沿著該支撐結構之該等垂直延伸表面，且在該等向上開口容器形底部電極之內部區域內； 絕緣材料，其在該漏斗裝置材料上方且在該等向上開口容器形底部電極之該等內部區域內；該絕緣材料經組態為該等向上開口容器形底部電極內之向上開口容器形絕緣結構； 上部電極，其等延伸至該等向上開口容器形絕緣結構中；該等上部電極、該等向上開口容器形絕緣結構及該等向上開口容器形底部電極一起包括複數個電容器；及 板材料，其跨該等上部電極延伸且使該等上部電極彼此耦合；該板材料直接抵靠該漏斗裝置材料；該漏斗裝置材料將該等底部電極電耦合至該板材料且經組態以將過量電荷之至少一部分自該等向上開口容器形底部電極放電至該板材料。
  26. 如請求項25之設備，其中該漏斗裝置材料包括與Ge、Si、O、N及C之一或多者組合之Ti、Ni及Nb之一或多者。
  27. 如請求項25之設備，其中該漏斗裝置材料包括Si、Ge、SiN、TiSiN、TiO、TiN、NiO、NiON及TiON之一或多者；其中該等化學式指示主要成分而非特定化學計量。
  28. 如請求項25之設備，其中該漏斗裝置材料包括鈦、氧及氮。
  29. 如請求項25之設備，其中該絕緣材料係鐵電絕緣材料。
  30. 如請求項25之設備，其中該支撐結構包括一第二材料上方之一第一材料，其中該第一材料與該第二材料之間之一介面在該等向上開口容器形底部電極之該等上表面之一高度位準處或下方。
  31. 如請求項25之設備，其中該支撐結構包括一第二材料上方之一第一材料，其中該第一材料與該第二材料之間之一介面在該等向上開口容器形底部電極之該等上表面上方。
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