[发明专利]铁电存储器件

说明书

本发明公开了一种铁电存储器件。在一个实施例中，所述铁电存储器件包括半导体衬底，设置在所述半导体衬底的第一区域中的NMOS型第一铁电存储单元晶体管，以及设置在所述半导体衬底的与所述第一区域相邻的第二区域中的PMOS型第二铁电存储单元晶体管。所述第一铁电存储单元晶体管的第一栅电极层与所述第二铁电存储单元晶体管的第二栅电极层彼此电连接。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月16日提交的第10-2018-0031165号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体合并于此。

技术领域

本公开的各种实施例总体涉及一种半导体器件，更具体地，涉及一种铁电存储器件。

背景技术

通常，铁电材料是指在没有施加外部电场的状态下具有自发电极化的材料。另外，可以控制铁电材料以保持铁电迟滞曲线上的两种稳定的剩余极化状态之一。在存储器件中可以利用这些特性以非易失性方式储存逻辑信息“0”或“1”。

另一方面，由于剩余极化可以通过施加外部电场而切换，因此已经积极地进行了关于将铁电材料应用于非易失性存储器件的研究。作为应用示例，在具有单个晶体管的单元结构中，非易失性存储器件可以在晶体管的栅极电介质层中使用铁电材料。在非易失性存储器件中，通过经由栅电极层施加偏置到铁电层并在铁电层内部切换极化方向，可以储存不同的信号信息。

发明内容

公开了根据本公开一个方面的铁电存储器件。所述铁电存储器件包括半导体衬底，设置在所述半导体衬底的第一区域中的NMOS型第一铁电存储单元晶体管和设置在所述半导体衬底的与所述第一区域相邻的第二区域中的PMOS型第二铁电存储器单元晶体管。所述第一铁电存储单元晶体管的第一栅电极层与所述第二铁电存储单元晶体管的第二栅电极层彼此电连接。

公开了根据本公开另一方面的铁电存储器件。所述铁电存储器件包括与第一位线和第一源极线连接的NMOS型第一铁电存储单元晶体管，以及与第二位线和第二源极线连接的PMOS型第二铁电存储单元晶体管。所述第一铁电存储单元晶体管和所述第二铁电存储单元晶体管彼此相邻设置并共用字线。

附图说明

图1A和图1B是示意性地示出根据本公开的实施例的铁电存储单元晶体管的操作的截面图。

图2A和图2B是示意性地示出本公开的实施例中的铁电存储单元晶体管的电荷钉扎的图。

图3是示意性地示出本公开的实施例中的铁电存储单元晶体管的读取操作中的阈值电压变化的图。

图4是示意性地示出根据本公开的比较示例的铁电存储器件的图。

图5是示意性地示出根据本公开的实施例的铁电存储器件的图。

图6是示意性地示出根据本公开的实施例的铁电存储器件的电路图。

图7是示意性地示出根据本公开的实施例的铁电存储器件的布图。

图8A是示出图7的铁电存储器件中的NMOS型铁电存储单元晶体管的单位单元MC1的布图。

图8B是示出图7的铁电存储器件中的PMOS型铁电存储单元晶体管的单位单元MC2的布图。

图9A是沿线I-I'截取的图8A的单位单元MC1的截面图。

图9B是沿线Ⅱ-Ⅱ'截取的图8B的单位单元MC2的截面图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图描述各种实施例。在附图中，为了清楚说明，可夸大层和区域的尺寸。针对观察者的视点描述附图。如果一个元件被称为位于另一个元件上，则可以理解该元件直接位于另一个元件上，或者另外的元件可以介于该元件与另一个元件之间。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。