[发明专利]铁电存储器件及其制造方法

权利要求书

1.一种制造铁电存储器件的方法，所述方法包括：

准备衬底；

在所述衬底上形成界面绝缘层；

在所述界面绝缘层上形成铁电材料层；

直接在所述铁电材料层上形成包括第一金属元素的界面氧化物层，所述界面氧化物层具有非铁电特性；

在所述界面氧化物层上形成包括第二金属元素的栅电极层；以及

使所述铁电材料层和所述界面氧化物层经受结晶化热处理，以由所述铁电材料层形成铁电层和由所述界面氧化物层与栅电极层的反应形成铁电界面层；

还包括在铁电层中储存剩余极化取向；

其中，所述界面氧化物层与所述栅电极层反应，使得所述铁电界面层包括所述第一金属元素和第二金属元素，其中，在执行所述结晶化热处理之后，所述铁电层和所述铁电界面层两者都具有铁电特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述铁电材料层包括氧化铪和氧化锆中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述铁电界面层具有1nm至1.5nm的厚度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述界面氧化物层包括氧化锶SrO，所述栅电极层包括钛Ti或氮化钛TiN，以及所述铁电界面层包括钛酸锶SrTiO₃。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述界面氧化物层包括氧化钡BaO，所述栅电极层包括钛Ti或氮化钛TiN，以及所述铁电界面层包括钛酸钡BaTiO₃。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述界面氧化物层包括氧化钇Y₂O₃，所述栅电极层包括钛Ti或氮化钛TiN，以及所述铁电界面层包括钛酸钇YTiO₃。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述结晶化热处理在500℃至1000℃的工艺温度下执行，并且所述栅电极层是用于所述结晶化热处理的覆盖层。

8.一种制造铁电存储器件的方法，所述方法包括：

准备衬底；

在所述衬底上形成界面绝缘层；

在所述界面绝缘层上形成铁电材料层；

通过用第一金属元素的掺杂剂掺杂所述铁电材料层的表面区域来对所述铁电材料层执行表面处理，以形成表面处理层；

在所述表面处理层上形成包括第二金属元素的栅电极层；以及

使所述铁电材料层经受结晶化热处理以形成铁电层，

还包括在铁电层中储存剩余极化取向；

其中，在所述结晶化热处理期间，所述表面处理层与栅电极层反应以在所述铁电层与所述栅电极层之间形成铁电界面层，其中所述铁电界面层包括所述第一金属元素和所述第二金属元素。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在执行所述结晶化热处理之后，所述铁电界面层具有铁电特性。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述掺杂剂包括钾K，所述栅电极层包括钽Ta或氮化钽TaN，以及所述铁电界面层包括钽酸钾KTaO₃。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述掺杂剂包括钠Na，所述栅电极层包括钨W或氮化钨WN，以及所述铁电界面层包括钨酸钠NaWO₃。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述结晶化热处理在500℃至1000℃的工艺温度下执行，并且所述栅电极层是用于所述结晶化热处理的覆盖层。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述铁电界面层具有1nm至1.5nm的厚度。