[发明专利]多位铁电性存储器装置及其形成方法

说明书

技术领域

本发明大体来说涉及半导体装置及方法，且更特定来说涉及多位铁电性装置及其形成方法。

背景技术

存储器装置通常作为计算机或其它电子装置中的内部半导体集成电路而提供。存在许多不同类型的存储器，包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、电阻式存储器及快闪存储器，以及其它。电阻式存储器的类型包含相变存储器、可编程导体存储器及电阻式随机存取存储器(RRAM)，以及其它。

一些类型的存储器装置可为非易失性存储器且可用于需要高存储器密度、高可靠性及低电力消耗的宽广范围的电子应用。非易失性存储器可用于(举例来说)个人计算机、便携式存储器棒、固态驱动器(SSD)、数码相机、蜂窝式电话、例如MP3播放器的便携式音乐播放器、电影播放器及其它电子装置中。

各种电阻式存储器装置可包含以交叉点架构组织的存储器单元阵列。在此类架构中，存储器单元可包含单元堆叠，所述单元堆叠包括与选择装置(例如，例如双向阈值开关(OTS)或二极管的切换元件)串联、在一对导电线之间(例如，在存取线(例如，字线)与数据/感测线(例如，位线)之间)的存储元件(例如，相变元件)。存储器单元位于字线与位线的相交点处且可经由施加适当电压到其而“经选择”。

附图说明

图1A图解说明根据本发明的若干个实施例的存储器阵列的部分的透视图。

图1B图解说明根据本发明的若干个实施例的存储器阵列的部分的示意图。

图2图解说明根据本发明的若干个实施例形成的多位铁电性装置的部分的横截面图。

图3图解说明根据本发明的若干个实施例形成的多位铁电性装置的部分的横截面图。

图4图解说明根据本发明的若干个实施例形成的多位铁电性装置的部分的横截面图。

图5图解说明根据本发明的若干个实施例形成的多位铁电性装置的部分的横截面图。

图6A及6B图解说明利用根据本发明的若干个实施例形成的多位铁电性装置的写入方案的实例。

图7A及7B图解说明利用根据本发明的若干个实施例形成的多位铁电性装置的写入方案的实例。

具体实施方式

提供多位铁电性装置(例如，多位铁电性存储器装置)及其形成方法。一种形成多位铁电性存储器装置的实例性方法可包含：在通孔的第一侧上形成第一铁电性材料；移除电介质材料以暴露通孔的第二侧；及在通孔的第二侧上以与通孔的第一侧相比不同的厚度形成第二铁电性材料。多位铁电性存储器装置可包含可用于指派多个状态(例如，状态00、状态01、状态10、状态11等)的若干个极化组合。多位铁电性存储器装置可经形成以包含多个侧，其中每一侧具有不同矫顽场(例如，切换铁电性材料的极化所需要的偏置的强度)。不同矫顽场可实现多位铁电性存储器装置的每一侧的极化的独立切换。多位铁电性存储器装置的每一侧的极化的独立切换可包含在不切换多位铁电性存储器装置的不同侧的情况下切换多位铁电性存储器装置的一侧。

可利用如本文中所描述的多位铁电性存储器装置来实施若干个写入及读取方案。可将偏置施加到多位铁电性存储器装置以产生铁电性材料的多个侧之间的若干个极化组合。即，可将一状态指派给若干个极化组合中的每一者且可将偏置施加到多位铁电性存储器装置以表达所述若干个极化组合中的每一者。

本发明的实施例可提供若干益处，例如包括可具有多个经指派状态的铁电性材料的存储器装置。经指派状态中的每一者还可存储所施加电荷，所述所施加电荷等效于可释放到存储器阵列内的位线的单个位DRAM单元电荷。在本发明的以下详细说明中，参考形成本文的部分且其中以图解说明方式展示可如何实践本发明的一或多个实施例的附图。充分详细地描述这些实施例以使得所属领域的技术人员能够实践本发明的实施例，且应理解，可利用其它实施例且可在不背离本发明的范围的情况下做出过程、电及/或结构改变。

本文中的图遵循其中第一个数字或前几个数字对应于图式图编号且其余数字识别图式中的元件或组件的编号惯例。不同图之间的类似元件或组件可通过使用类似数字来识别。举例来说，210可在图2中参考元件“10”，且类似元件可在图3中参考为310。此外，如本文中所使用，“若干个”特定元件及/或特征可指此类元件及/或特征中的一或多者。