TWM359795U - A deinterlacing type ferroelectric memory - Google Patents

Description

* M359795 五、新型說明： 【新型所屬之技術領威】 本創作係有關/種鐵電記憶體’特別係關於一種具有 反交錯型薄膜電晶體結構的非揮發性鐵電記憶體。 【先前技術】 ' 在眾多之記憶體元件中’目前以非揮發性鐵電記憶體 • 元件最受矚目，其不僅兼具非揮發性、寫入資料讀速度 快、低工作電壓、.低工作電流、高積集度、高耐久性及抗 輻射等優點，同時整合動態隨機存取記憶體和快閃記憶體 的優點。 薄膜電晶體（包含非晶矽與多晶矽薄膜電晶體）主動 矩陣液晶顯示器（TFT-LCD)的陣列電子内建包含記憶或計 算的額外功能。由此顯示從驅動積體電路（1C)到完整中央 • 處理器（CPU)均須整合進入系統中。參閱第一圖，顯示一 系統面板（System on panel)的架構，其包含驅動積體電 路（IC)、顯示器（LCD )之外，並進一步包含例如中央處 理器（CPU)、輸入與輸出單元（I/O)、靜態存取記憶體元件 (SRAM)、動態存取記憶體元件（DRAM)、電氣抹除唯讀記憶 體元件（EEPR0M)及轉換電路（D/A)等電子元件。可見記憶 體在系統面板中係為必要的構件。此外，使用非晶石夕薄膜 電晶體的效率遠不及使用多晶矽薄膜電晶體。 M359795 是以，應該有需要一種可與系統面板整合的非揮發性鐵電記憶體 產生，而且該非揮發性鐵電記憶體具有多晶矽薄膜電晶體之結構 優點。 【新型内容】 緣此，本創作之主要目的在提供一種反交錯型鐵電記 憶體，該鐵電記憶體主要係將鐵電材料應用在反交錯型非 晶矽薄膜電晶體中且替代該電晶體之閘極氧化層而形成 在閘極上，以構成一具有薄膜電晶體結構與閘極鐵電電容 的非揮發性鐵電記憶體元件，達成適於整合到系統面板中 藉以提升系統面板之速度、容量及可靠性者。 依據本創作一較佳實施例構成的反交錯型鐵電記憶 體係包含一絕緣基板、形成在該基板上的一絕緣層、形成 在該絕緣層上的一閘極、形成在該閘極上的一鐵電層、形 成在該絕緣層上且覆蓋該鐵電層的一非晶矽薄膜半導體 層、以及形成在該半導體層上的一源極與一汲極；該鐵電 層係由鐵電薄膜濺鍍在該非晶矽薄膜電晶體結構的閘極 上用以構成一閘極鐵電電容，該半導體層係為非晶矽薄膜 且界定一位在該鐵電層上的通道部，該源極與汲極係為該 半導體層的通道部分隔開，又該源極與汲極並個別包含一 與該半導體層電性連接的雜質摻雜區，該雜質摻雜區為 n+摻雜的非晶發層。 M359795 在-實施例中，該基板係-石夕基板或是一玻璃基板， 又該半導體狀通道部上方形成-阻料，該_層位於 該源極與汲極之間。 在一較佳實施例中y該絕緣層為-气儿At "馬一虱化矽薄骐，該閘 極係由銘m)或鉻⑻等抗熱金屬材料構成，該鐵電層 為錯鈦酸鋇（BZT)鐵電_，該源極與該沒極係由銘（A&

金屬材料構成。 最好，該閘極與該絕緣層之問農古丄 J具有一由鈦（Ti)薄膜 構成的緩衝層。 、 將可由以下較佳實施 關於本創作之其他目的、優點及特徵 例的詳細說明並參照所附圖式來了解。 【實施方式】 現將僅為例子但非用以限制Μ M R 制的具體實施例，參照所附 圖式就本創作之較佳結構内容說明如下 參閱第二圖’顯示依據未 交j作一較佳實施例構成的反 人蹲没（inverted staggered)鐵電 4 適於整合到-系統面板中並^意體1〇,該鐵電記憶體1〇 及可靠性等性能。在該較佳貧料統面板之逮度、今里 -人 見施例中，該鐵電記億體1〇 匕含一基板1、一絕緣層2、_ 道 〜閘極5、一鐵電層4、一半 V體層3、一源極7與一沒 後 a 8。本實施例中，該基板1 糸一梦基板或是一玻璃基板， 且具有一清洗過的第一表面 M359795 (上表面）11 ;而該絕緣層2係藉由二氧化矽薄膜沉積在 该基板1之第一表面丨丨上形成，該絕緣層2可用以作為 防止擴散之阻絕層，並可降低該記憶體元件的漏電流，在 本實施例中，該二氧化矽薄膜之厚度約為1〇〇〇埃。 該閘極5位在該絕緣層2上；本實施例中，在形成該 閘極5於該絕緣層2上之前，係先在該絕緣層2上濺鍍一 由鈦（Τι)薄膜構成的緩衝層51，而該閘極5係濺鍍在 該緩衝層51上；在-可選用的實施例中，該閑極5係直 接>儿積或是_在絕緣層2上。又適用做為該閘極5的材 料為鉑（Pt)、鉻（Cr)或鈦（Ti)等抗熱金屬。 該鐵電層4係沉積在該_ 5上形成；在本實施例 中，該鐵電層4為銼鈦酸鋇（BZT)鐵電薄膜，但該鐵電 層4亦可由其它類似性質的鐵電材料構成；形成在該閉極 5上的鐵電薄膜係用以作為閘極鐵電電容，極化該鐵電薄 膜了用來控制電晶體通道的開關β 該半導體層3係沉積在該絕緣層2上並覆蓋該鐵電層 4與該閘極5形成；在本實施例中，該半導體層3係由非 晶石夕薄膜構成；該半導體層3並界定—通道部31，該通 道部31位在該鐵電層4的上方。 該源極7與汲極8係沉積在半導體層3上並為該半導 =層3的通道部31分隔開；在本實施例中，該源極^ 4極8係由銘（Α1)金屬材料構成；又為改善源極7及 M359795 汲極8與該半導體層3之間的導電性，該源極7與該汲極 8並個別包含一雜質摻雜區6 ’在本實施例中，該雜質摻 雜區6係為n+摻雜的非晶石夕層，一般可將磷或珅離子經 由遮罩摻雜入非晶矽薄膜的製程形成該雜質摻雜區6;又 在雜質摻雜區6形成之前，係先沉積一阻擒層9位在該半 導體層3上，以避免該半導體層3在後續的製程中受損。 參閱第三圖，顯示依據本創作構成之鐵電記憶體1 〇 φ 在不同沒極電壓下之閘極電壓對汲極電流的曲線圖（其元 件規格之通道寬W=40//m，通道長L=8/zm)，其中，三 組曲線由下而上個別代表使用〇.1、1.5及45¥的沒極電 壓。由該第三圖的三組曲線圖顯示當汲極電壓在〇.卜4.旰 之間’該鐵電記憶體1 〇在1 〇V附近的閘極電壓處都有電 流記憶窗口產生。 鲁本創作之反交錯型鐵電記憶體10係一創新的設計， 其將鐵電薄膜構成的鐵電層4設在一反交錯型薄膜電晶 體的閘極5上用以構成一閘極鐵電電容，且由該鐵電層4

替代該薄膜電晶體的閘極氧化層，使得該鐵電記憶體W 具有反交錯型薄膜電晶體與電容器的作用，而可適於整合 到系統面板中藉以提升系統面板之速度、容量及可靠性: 性能’故本創作已能達成預期的設計目的與實施效果，並 具有進步性。 前述說明書中，本創作般就特定實施例揭示，依本創作的 M359795 設計特徵當可做多種變化或修改是可了解的。是以，對於熟悉此 項技藝人士可作之明顯替換與修改，仍將併入於本創作所主張的 專利範圍之内。 M359795 【圖式簡單說明】 第一圖係一系統面板之結構示意圖； 第二圖係依據本創作一較佳實施例構成的反交錯型鐵電 記憶體的結構示意圖；及 第三圖係顯示本創作之鐵電記憶體在不同汲極電壓下之閘極電壓 對 >及極電流的曲線圖。 【主要元件符號說明】 1. 基板 2. 絕緣層 31.通道部 5. 閘極 6. 雜質摻雜區 8.汲極 11.第一表面 3. 半導體層 4. 鐵電層 51.緩衝層 7.源極 9.阻擋層 10.鐵電記憶體

Claims (1)

1. M3 59795 六、申請專利範圍： 1、一種反交錯型鐵電記憶體，包含·· 一基板，其具有一第一表面； -絕緣層’其形成在該基板之第—表面上； 一閘極，其形成在該絕緣層上； 鐵電層，其形成在該閘極上用以構成一閉極鐵 電電容； 半導體層，其形成在該絕緣層上並覆蓋該鐵電 層與該間極’該半導體層並界定一位在該鐵電層 上的通道部；及 一源極與一汲極，該源極與汲極係形成在該半導 體層上並為該通道部分隔開，又該源極與汲極並 個別包含一與該半導體層電性連接的雜質摻雜 區0 如申吻專利範圍第1項所述之反交錯型鐵電記憶 體，其令，該基板係一矽基板或是一玻璃基板· 該半導體層係為非晶矽薄膜，且該半導體層之通 道部上方形成一阻擋層，該阻擋層位於該源極與 汲極之間。 、 3如申請專利範圍第2項所述之反交錯型鐵電記憔 體’其中，該絕緣層為二氧化矽薄膜。 如申凊專利範圍第3項所述之反交錯型鐵電纪十产 M359795 體，其中，該閘極係由鉑（Pt)或鉻（Cr)等抗熱 金屬材料構成。 5、 如申請專利範圍第4項所述之反交錯型鐵電記憶 體，其中，該閘極與該絕緣層之間具有一由鈦 (Ti)薄膜構成的缓衝層。 6、 如申請專利範圍第5項所述之反交錯型鐵電記憶 體，其中，該鐵電層為锆鈦酸鋇（BZT)鐵電薄 膜。 7、 如申請專利範圍第6項所述之反交錯型鐵電記憶體，其 中，該源極與該汲極係由鋁（A1)金屬材料構成，且該 雜質摻雜區為n+摻雜的非晶矽層。 11