TWI227561B - Ferroelectric memory device having a ferroelectric capacitor disposed on an extended active area - Google Patents

Description

1227561 五 、發明說明g) $兔明係與—種半導體記 種鐵電記憶體裝置有_，有關，更具體地說， 介存裝^，其是藉由使用二Ϊ =電電容器做為 丨包而獲得的。 鐵電材料做為電容器之 、廣為人知的，因為一由鐵… =感測由外加跨於電容器上 ：所製造的電容器運作 =並將所感測的值聚集做為其入的電荷中的變 非揮發性記憶體裝置。 、内的貪料，其被用做為一 圖1為一傳統鐵電記憶體裝置中 1圖1中，顯示了二個單位胞元，的接線圖， 11以及一鐵電電容器12。 I括切換電晶體 參考圖1，在_單位胞元中的 曰 至字線WU ’其控制切換電晶體u與：;曰極輕合 BL而其沒極輕合至鐵電電容器。之―其末原端=合2元線 極）。鐵電電容器12之另一末端輕合至末一=:存電 統謝Μ，在平板線^上的電壓為一。至千板入線^。如傳 Vcc/2。 千的線輸入電壓’即， 在這樣的組態中，平板線凡以及_ 點A之初始電壓，在_ 對應於儲存电極的節 铁而，+ 在待命模式期間分別保持Vcc/2。 及=面模式中，節點A具有-接面電容以 的電位逐渐減少。；；=的漏：流使得跨於節點A上 5於即點A上的電位之減少導致 1227561

電電容器12之位差，結果造成了累積於其中的電荷中的 少。為克服這些問題，使用在先前技藝中的為預先將位元 線BL充電為Vcc/2然後繼而將字線奵打開之技術以將跨於 ，點A上的電位回復至Vcc/2。不幸地，先前技藝技術苦於 節點A中小寬度的連續變動使得所累積的電荷損失之缺 點。 、 、 圖2為一圖形表不，顯示一記憶體單元之結構，其已於 韓國1 9 97/0 5 1 0 50號共同待審查共有的申請案中提/出。、 參考圖2，§己憶體單元包括一第一切換電晶體2丨，其閘 極耦合至一正的字線WL1，而其源極和汲極分別耦合於一 位元線BL以及一節點A之間，一鐵電電容器以耦合於節點A 以及平板線PL之間，而一第二切換電晶體23其閘極耦合至 一負的字線/WL1，且其源極及汲極分別耦合至節點a以及 平板線PL。因為第一切換電晶體21之閘極耦合至正的字線 WL1且第一切換電晶體23之閘極耦合負的字線，豆且 有與正的字線礼1相反的正負號，這些電晶體輪流地被^ 即，在圖2中所示的記憶體單元中，一加於平板線凡之 電壓，即Vcc/2，時都被重置於節點B，而在正的字線wu ^啟動期間啟動負的字線/WL1以藉此防止跨於鐵電電容器 2 2上的位差發生。 然而，具有之結構的記憶體單元之佈局考量中已應用了 不同的型式，但在令鐵電電容器形成陣列時造成了許多不 同的缺陷。

1227561 五 發明說明（3) 一般來說，電容器是沈藉私 ^ 上方，其是用來分隔元件件：離膜(場氧化膜 容器後會招致因而增加的i;'如此’在形成鐵電電 阻防μ 7也Τ α ^ 的少^ 。另外’節點Β上出現的電 防止了與平板線PL相同的帝 啬 如鐵電雷θ 六V 包壓重置於節點Α，其是作用 輕微位差。 、、、°果过成跨於鐵電電容器上之 Α : ί防t t明之基本目標為提供一種鐵電記憶體裝置， ，、月b夠防止跨於一鐵電電 鐵電電容薄细Μ & 2丨 差發生，並使在製造 电谷1§期間所引入的步階最小化。 :據本發明之一觀點，•供了一種鐵電記憶體裝置.，_ /而=3:―第一切換電晶體，其閘極輕合至一正的字線， -鐵沒極分別麵合於-位元線和-第-節點之間； 輕！極輕合至-負的字線’而其源極和汲極分別 祸口至弟一節點和平板線；其中一在豆 之源極和孚鉍綠拉總*仿 你，、上弟一切換私日日體 ^ 、、、良接觸之苐二節點形成於位於二個相鄰的負 上、。B的主動區域上；而鐵電電容器形成於該主動區域 早ί t =上述和其他的目標和特徵將由下列與附圖結合給 、較佳實施例之說明而變得明顯，其中： ，1為;傳統鐵電記憶體裝置中之單位胞元之接線圖， /、 ”、、員示—個單位胞元，其之每一個包括一切換電晶體以

五、發明說明（4) 及一鐵電電容器； 於^ 一d*形化表示’顯示—記憶體單元之結構，其已 於申請案中提出； 圖3為帛以實現圖2中所顯示之記憶體單元之概要佈 JS]， 之:為根據本發明之一較佳實施例之鐵電記憶體裝 之佈局的圖形化表示；以及 佳為奋二i者圖4D中之線A-Α’所取的截面圖。 知佳戸、詳說迥 參考圖3 ’顯示了 一用以杳相月 之概要佈局。 用以只現顯不於圖2中之記憶體單元 WL如圖3参中：二的’提出了一介於主動區域，-正的字線 置。在這檨：:線/Wt以及一場氧化區域F〇X之間的相對位 通過場氧化H:广悲V二個正的字線以及二個負的字線 g化£域FQX，其彼此平行 開。一節點C，其與位元德R丨政雜罝且以主動&域 線以及二個場氧化巴妁F、，被置於由二個正的字 琢虱化Q域Fox所圍繞之處，且一 -正的字線WL，-負的字線愚以及 :：、； 圍繞的部份上。又，_節點β，其 =化區域Fox所 第二切換電晶體23重置於節點A，沈積=PL之電I經由 字線之間的主動區域上。 償於位於二個鄰近負 圖4A至4D為根據本發明之較佳實 之佈局的圖形化表*，其顯示m憶體裝置 η，負的字線/WL，場氧化區域=;正的字線 位凡線BL，鐵電電容 1227561 五、發明說明（5) 器之間的相對位置，以及在其之間連接的接線。 ★=圖4A中，介於場氧化區域FOX，正的字線WL以及負的 =之間的相對位於類似於先前與圖3相關說、 此在此^略其之進一步的說明。 考因 詳r圖：ΐ:ΐ積伸”動區域上的鐵電電容器之 極。即，底ί ^ 極，其後形成一上方電 、底4电極對應於平板線PL。 綠二2 ί =詳細的圖形化表示，顯示與節點c接觸之位元 呔以連接:金屬線M1 °在圖4C中’金屬線M1作用如-連接 、泉連接即點A以及鐵電電容器之上方電極，且接 延伸至與場氧化區域相同的方向。 位凡線机 之=:根ΪΓ、發明之；較佳實施例之鐵電記憶體裝置 圖。β ·為-沿著圖4D中之線A-A，所取的戴面、 在上面，雖然節點B和平板線孔接觸 說明，但經由使用包括多重記憶Ha 未圖解 接平板線P L以及節點b是可自t的 品 邊緣連 器之上方電極以及節：A了：二：’藉由連接鐵電電容 線PL之末端。㈣纟通過多個記憶體單元之平板 應指出延伸的主動區试、、士接Μ 一 間，而鐵：電容器形成於延伸的負的字線之 線PL相同的電壓重置於儲^ 1，藉此正確地將與平板 罝於儲存即點A。因此，本發明具有防

第10頁 1227561 五、發明說明（6) 止跨於鐵電電容器上之位差發生之能力。 再者’根據本發明，因為鐵電電容器形成於一平坦的主 動區域上，相當程度地減少一底部步階於鐵電電容器製造 程序期間之發生是可能的，藉此容易地達成製造程序並堡 縮在形成鐵電電容器之後招致的額外步階。 再者，因為平板線PL以及節點B彼此相鄰沈積，其允許 其之間的電容耦合被增強，藉此防止了含電電容器中因 雜訊所生之暫時電壓差之發生。 及的，本 漏電流所 電流是產 區域，其 並在延伸 了跨於鐵 體之製程 之較佳實 體會到不 反本發明 揭示的。 電荷之損失之電晶體之記憶 記憶體單元之儲存節點上； 點合至電晶辦 體之一末端 二域上形成了一鐵電電容 骂亡不要的位差之發生並使 間早。 Ϊ示2為說明之目的，熟悉 以„二補以及刪減是可能 月神，如在所附的申請 如上 補償會 體單元 延伸了 及一平 器，藉 得半導 雖然 技藝之 的，而 專利範 面所提 由接面 ，該漏 一主動 板線， 此防止 體記憶 本發明 人士會 不會違 圍中所 發明提 引入的 生於一 中一節 的主動 電電容 容易且 施例已 同的修 之範圍 1227561 圖式簡單說明

第12頁

Claims (1)

1227561 六、申請專利範圍 1 . 一種鐵電記憶體裝置，其包含： 一第一切換電晶體，其閘極耦合至一正的字線，且其 源極和汲極分別耦合於一位元線以及一第一節點之間； 一鐵電電容器，耦合於該第一節點以及一平板線之 間； 一第二切換電晶體，其閘極耦合至一負的字線，且其 源極和汲極分別耦合至該第一節點以及平板線之間； 其中一在第二切換電晶體之源極和平板線接觸之第二 節點形成於位於二相鄰負的字線之間的主動區域上；以及 該鐵電電容器形成於主動區域上。 2 .如申請專利範圍第1項之鐵電記憶體裝置，其中主動 區域做得寬，以防止第二節點之電阻發生。 一 3 ·如申請專利範圍第1項之鐵電記憶體裝置，其中正的 字線以及負的字線，其彼此平行放置者，通過一場氧化區 域，且二個正的字線是被二個負的字線所圍繞；以及 位元線接觸於主動區域，其是由二個正的字線以及二 個場氧化區域所圍繞且通過場氧化區域。 4.如申請專利範圍第3項之鐵電記憶體裝置，其中鐵電 電容器與主動區域接觸，其位於由正的字線，負的字線以 及二個場氧化區域經由一接線所圍繞之部份上。

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